詹曉

摘 要：盤(pán)古山水庫(kù)是一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。砌石壩沿壩軸線從左至右分別為左岸非溢流壩段、溢流壩段與右岸非溢流壩段，溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，下游采用挑流消能。

關(guān)鍵詞：盤(pán)古山水庫(kù) 漿砌石重力壩 開(kāi)敞式溢流堰 挑流消能

中圖分類號(hào)：TV641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0091-01

1 水庫(kù)概況

盤(pán)古山水庫(kù)為一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。壩址位于駐馬店市泌陽(yáng)縣盤(pán)古山村委，屬長(zhǎng)江流域泌陽(yáng)河支流甜水河上游。壩址距滬陜高速公路約10 km，三面環(huán)山，北到西窯莊。水庫(kù)下游有現(xiàn)家莊、擂鼓臺(tái)莊、河北莊（即明德莊）、學(xué)層莊、泰山廟莊等村莊，保護(hù)區(qū)內(nèi)人口約800人，耕地面積為2000畝。該水庫(kù)以上總流域面積1.62 km2，河道長(zhǎng)度1.072 km，比降0.0833。地形變化為三面環(huán)山。部分巖石裸露，山區(qū)植被較好，兩岸山坡較陡，屬季節(jié)性河流，平時(shí)基流很小，汛期峰流量大。該水庫(kù)為小（2）型水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅴ等，水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。

2 砌石壩結(jié)構(gòu)布置

（1）壩體布置

盤(pán)古山水庫(kù)砌石壩根據(jù)地形、地質(zhì)條件，沿壩軸線從左至右樁號(hào)0+015.5至樁號(hào)0+145為左岸非溢流壩段，樁號(hào)0+145至樁號(hào)0+175為溢流壩段；樁號(hào)0+175至樁號(hào)0+232.2為右岸非溢流壩段。壩軸線全長(zhǎng)216.7 m。

溢流壩段壩頂高程為280.00 m，最大壩高31.16 m，最大壩長(zhǎng)29.01 m；非溢流段壩頂高程為283.53 m，欄桿頂高程為284.63 m，最大壩高34.67 m，最大壩長(zhǎng)27.11 m。

（2）壩體斷面設(shè)計(jì)

溢流壩段剖面設(shè)計(jì)：溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，壩頂高程280.00 m，上游堰面鉛直，堰頂上游堰頭為三圓弧曲線，下游堰面為WES曲線y=x1.85/2*0.90.85；下游壩坡1∶0.8，下接反弧半徑R=8 m，挑坎頂高程255.75 m，挑射角為25 °。建基面高程為248.84 m～250.76 m，最大壩高31.16 m。

非溢流壩段：非溢流壩段壩頂高程283.53 m，壩頂寬3 m，壩體上游面鉛直，下游壩體281.00 m高程以上鉛直，281.00 m高程以下1∶0.8，最大壩高34.67 m。

壩體材料分區(qū)：壩底部采用2 m厚C15砼墊層，上游壩面采用M7.5漿砌C15砼預(yù)制塊厚0.3 m，其后設(shè)0.5 m厚C20砼防滲心墻，壩體內(nèi)部采用M7.5漿砌塊石。

3 砌石壩水力計(jì)算

（1）泄流能力計(jì)算

溢流壩段壩頂高程280.00 m，溢流段長(zhǎng)30 m。溢流堰面采用WES實(shí)用堰，堰面曲線為y=x1.85/2×1.00.85。開(kāi)敞式溢流堰的泄流能力按下式計(jì)算：

式中：Q——流量，m3/s；C——上游面坡度影響修正系數(shù)，上游面鉛直時(shí)，取1.0；

m——流量系數(shù)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；δs——淹沒(méi)系數(shù)，視泄流的淹沒(méi)程度定，不淹沒(méi)時(shí)取1.0；B——溢流堰凈寬，m；g——重力加速度，m/s2；Hw——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上總水頭，m。

經(jīng)計(jì)算，堰頂水位～流量關(guān)系見(jiàn)（表1）。

經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)洪峰流量為87 m3/s，最大下泄量為72.62 m3/s，洪水位為281.06 m；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)洪峰流量為61 m3/s，最大下泄量為47.47 m3/s，洪水位為280.80 m。

（2）挑流消能水力計(jì)算

本工程若采用底流消能，需要很長(zhǎng)的護(hù)坦，工程投資較大，由于壩址下游出露巖層為細(xì)碧巖，其巖石的抗沖能力較強(qiáng)，因此，宜采用挑流消能。根據(jù)規(guī)范及相似工程實(shí)例，結(jié)合本工程實(shí)際，經(jīng)多方案比較計(jì)算，挑流消能的挑射角選25°，反弧半徑定為8 m，挑坎頂高程為255.75 m，挑坎底高程255 m。

挑流消能的水舌拋距用下式計(jì)算：

式中：L——水舌拋距，m；g——重力加速度，m/s2；v1——坎頂水面流速，m/s，按鼻坎處平均流速v的1.1倍計(jì)；θ——鼻坎的挑角，25 °；h1——坎頂垂直方向水深，m；h2——坎頂至河床面高差，m；

沖刷坑深按下式計(jì)算：

式中：tk——最大沖坑水墊厚度，自水面算至坑底，m；k——沖刷系數(shù)，下游為風(fēng)化細(xì)碧巖取1.4；q——單寬流量，m3/（s.m）；H——上下游水位差，m；ts——沖坑深，m；ht——沖刷坑后的下游水深，m。

經(jīng)計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)拋距為28.28 m，沖坑深為3.96 ms，比降為0.14；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)拋距為19.2 m，沖坑深為3.21 m，比降為0.17。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上水力計(jì)算可知，沖刷坑深度與挑流水舌拋距之比i〈0.2，挑流消能引起的沖刷坑不會(huì)危及壩基安全，因此挑流消能的挑射角選25 °、反弧半徑定為8 m是合適的，結(jié)合穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知，砌石壩結(jié)構(gòu)布置是基本合理的。endprint

摘 要：盤(pán)古山水庫(kù)是一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。砌石壩沿壩軸線從左至右分別為左岸非溢流壩段、溢流壩段與右岸非溢流壩段，溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，下游采用挑流消能。

關(guān)鍵詞：盤(pán)古山水庫(kù) 漿砌石重力壩 開(kāi)敞式溢流堰 挑流消能

中圖分類號(hào)：TV641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0091-01

1 水庫(kù)概況

盤(pán)古山水庫(kù)為一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。壩址位于駐馬店市泌陽(yáng)縣盤(pán)古山村委，屬長(zhǎng)江流域泌陽(yáng)河支流甜水河上游。壩址距滬陜高速公路約10 km，三面環(huán)山，北到西窯莊。水庫(kù)下游有現(xiàn)家莊、擂鼓臺(tái)莊、河北莊（即明德莊）、學(xué)層莊、泰山廟莊等村莊，保護(hù)區(qū)內(nèi)人口約800人，耕地面積為2000畝。該水庫(kù)以上總流域面積1.62 km2，河道長(zhǎng)度1.072 km，比降0.0833。地形變化為三面環(huán)山。部分巖石裸露，山區(qū)植被較好，兩岸山坡較陡，屬季節(jié)性河流，平時(shí)基流很小，汛期峰流量大。該水庫(kù)為?。?）型水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅴ等，水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。

2 砌石壩結(jié)構(gòu)布置

（1）壩體布置

盤(pán)古山水庫(kù)砌石壩根據(jù)地形、地質(zhì)條件，沿壩軸線從左至右樁號(hào)0+015.5至樁號(hào)0+145為左岸非溢流壩段，樁號(hào)0+145至樁號(hào)0+175為溢流壩段；樁號(hào)0+175至樁號(hào)0+232.2為右岸非溢流壩段。壩軸線全長(zhǎng)216.7 m。

溢流壩段壩頂高程為280.00 m，最大壩高31.16 m，最大壩長(zhǎng)29.01 m；非溢流段壩頂高程為283.53 m，欄桿頂高程為284.63 m，最大壩高34.67 m，最大壩長(zhǎng)27.11 m。

（2）壩體斷面設(shè)計(jì)

溢流壩段剖面設(shè)計(jì)：溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，壩頂高程280.00 m，上游堰面鉛直，堰頂上游堰頭為三圓弧曲線，下游堰面為WES曲線y=x1.85/2*0.90.85；下游壩坡1∶0.8，下接反弧半徑R=8 m，挑坎頂高程255.75 m，挑射角為25 °。建基面高程為248.84 m～250.76 m，最大壩高31.16 m。

非溢流壩段：非溢流壩段壩頂高程283.53 m，壩頂寬3 m，壩體上游面鉛直，下游壩體281.00 m高程以上鉛直，281.00 m高程以下1∶0.8，最大壩高34.67 m。

壩體材料分區(qū)：壩底部采用2 m厚C15砼墊層，上游壩面采用M7.5漿砌C15砼預(yù)制塊厚0.3 m，其后設(shè)0.5 m厚C20砼防滲心墻，壩體內(nèi)部采用M7.5漿砌塊石。

3 砌石壩水力計(jì)算

（1）泄流能力計(jì)算

溢流壩段壩頂高程280.00 m，溢流段長(zhǎng)30 m。溢流堰面采用WES實(shí)用堰，堰面曲線為y=x1.85/2×1.00.85。開(kāi)敞式溢流堰的泄流能力按下式計(jì)算：

式中：Q——流量，m3/s；C——上游面坡度影響修正系數(shù)，上游面鉛直時(shí)，取1.0；

m——流量系數(shù)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；δs——淹沒(méi)系數(shù)，視泄流的淹沒(méi)程度定，不淹沒(méi)時(shí)取1.0；B——溢流堰凈寬，m；g——重力加速度，m/s2；Hw——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上總水頭，m。

經(jīng)計(jì)算，堰頂水位～流量關(guān)系見(jiàn)（表1）。

經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)洪峰流量為87 m3/s，最大下泄量為72.62 m3/s，洪水位為281.06 m；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)洪峰流量為61 m3/s，最大下泄量為47.47 m3/s，洪水位為280.80 m。

（2）挑流消能水力計(jì)算

本工程若采用底流消能，需要很長(zhǎng)的護(hù)坦，工程投資較大，由于壩址下游出露巖層為細(xì)碧巖，其巖石的抗沖能力較強(qiáng)，因此，宜采用挑流消能。根據(jù)規(guī)范及相似工程實(shí)例，結(jié)合本工程實(shí)際，經(jīng)多方案比較計(jì)算，挑流消能的挑射角選25°，反弧半徑定為8 m，挑坎頂高程為255.75 m，挑坎底高程255 m。

挑流消能的水舌拋距用下式計(jì)算：

式中：L——水舌拋距，m；g——重力加速度，m/s2；v1——坎頂水面流速，m/s，按鼻坎處平均流速v的1.1倍計(jì)；θ——鼻坎的挑角，25 °；h1——坎頂垂直方向水深，m；h2——坎頂至河床面高差，m；

沖刷坑深按下式計(jì)算：

式中：tk——最大沖坑水墊厚度，自水面算至坑底，m；k——沖刷系數(shù)，下游為風(fēng)化細(xì)碧巖取1.4；q——單寬流量，m3/（s.m）；H——上下游水位差，m；ts——沖坑深，m；ht——沖刷坑后的下游水深，m。

經(jīng)計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)拋距為28.28 m，沖坑深為3.96 ms，比降為0.14；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)拋距為19.2 m，沖坑深為3.21 m，比降為0.17。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上水力計(jì)算可知，沖刷坑深度與挑流水舌拋距之比i〈0.2，挑流消能引起的沖刷坑不會(huì)危及壩基安全，因此挑流消能的挑射角選25 °、反弧半徑定為8 m是合適的，結(jié)合穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知，砌石壩結(jié)構(gòu)布置是基本合理的。endprint

摘 要：盤(pán)古山水庫(kù)是一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。砌石壩沿壩軸線從左至右分別為左岸非溢流壩段、溢流壩段與右岸非溢流壩段，溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，下游采用挑流消能。

關(guān)鍵詞：盤(pán)古山水庫(kù) 漿砌石重力壩 開(kāi)敞式溢流堰 挑流消能

中圖分類號(hào)：TV641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0091-01

1 水庫(kù)概況

盤(pán)古山水庫(kù)為一座擬建水庫(kù)，壩體擬采用漿砌石重力壩型式。壩址位于駐馬店市泌陽(yáng)縣盤(pán)古山村委，屬長(zhǎng)江流域泌陽(yáng)河支流甜水河上游。壩址距滬陜高速公路約10 km，三面環(huán)山，北到西窯莊。水庫(kù)下游有現(xiàn)家莊、擂鼓臺(tái)莊、河北莊（即明德莊）、學(xué)層莊、泰山廟莊等村莊，保護(hù)區(qū)內(nèi)人口約800人，耕地面積為2000畝。該水庫(kù)以上總流域面積1.62 km2，河道長(zhǎng)度1.072 km，比降0.0833。地形變化為三面環(huán)山。部分巖石裸露，山區(qū)植被較好，兩岸山坡較陡，屬季節(jié)性河流，平時(shí)基流很小，汛期峰流量大。該水庫(kù)為?。?）型水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅴ等，水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。

2 砌石壩結(jié)構(gòu)布置

（1）壩體布置

盤(pán)古山水庫(kù)砌石壩根據(jù)地形、地質(zhì)條件，沿壩軸線從左至右樁號(hào)0+015.5至樁號(hào)0+145為左岸非溢流壩段，樁號(hào)0+145至樁號(hào)0+175為溢流壩段；樁號(hào)0+175至樁號(hào)0+232.2為右岸非溢流壩段。壩軸線全長(zhǎng)216.7 m。

溢流壩段壩頂高程為280.00 m，最大壩高31.16 m，最大壩長(zhǎng)29.01 m；非溢流段壩頂高程為283.53 m，欄桿頂高程為284.63 m，最大壩高34.67 m，最大壩長(zhǎng)27.11 m。

（2）壩體斷面設(shè)計(jì)

溢流壩段剖面設(shè)計(jì)：溢流壩段為開(kāi)敞式溢流堰，壩頂高程280.00 m，上游堰面鉛直，堰頂上游堰頭為三圓弧曲線，下游堰面為WES曲線y=x1.85/2*0.90.85；下游壩坡1∶0.8，下接反弧半徑R=8 m，挑坎頂高程255.75 m，挑射角為25 °。建基面高程為248.84 m～250.76 m，最大壩高31.16 m。

非溢流壩段：非溢流壩段壩頂高程283.53 m，壩頂寬3 m，壩體上游面鉛直，下游壩體281.00 m高程以上鉛直，281.00 m高程以下1∶0.8，最大壩高34.67 m。

壩體材料分區(qū)：壩底部采用2 m厚C15砼墊層，上游壩面采用M7.5漿砌C15砼預(yù)制塊厚0.3 m，其后設(shè)0.5 m厚C20砼防滲心墻，壩體內(nèi)部采用M7.5漿砌塊石。

3 砌石壩水力計(jì)算

（1）泄流能力計(jì)算

溢流壩段壩頂高程280.00 m，溢流段長(zhǎng)30 m。溢流堰面采用WES實(shí)用堰，堰面曲線為y=x1.85/2×1.00.85。開(kāi)敞式溢流堰的泄流能力按下式計(jì)算：

式中：Q——流量，m3/s；C——上游面坡度影響修正系數(shù)，上游面鉛直時(shí)，取1.0；

m——流量系數(shù)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；δs——淹沒(méi)系數(shù)，視泄流的淹沒(méi)程度定，不淹沒(méi)時(shí)取1.0；B——溢流堰凈寬，m；g——重力加速度，m/s2；Hw——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上總水頭，m。

經(jīng)計(jì)算，堰頂水位～流量關(guān)系見(jiàn)（表1）。

經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)洪峰流量為87 m3/s，最大下泄量為72.62 m3/s，洪水位為281.06 m；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)洪峰流量為61 m3/s，最大下泄量為47.47 m3/s，洪水位為280.80 m。

（2）挑流消能水力計(jì)算

本工程若采用底流消能，需要很長(zhǎng)的護(hù)坦，工程投資較大，由于壩址下游出露巖層為細(xì)碧巖，其巖石的抗沖能力較強(qiáng)，因此，宜采用挑流消能。根據(jù)規(guī)范及相似工程實(shí)例，結(jié)合本工程實(shí)際，經(jīng)多方案比較計(jì)算，挑流消能的挑射角選25°，反弧半徑定為8 m，挑坎頂高程為255.75 m，挑坎底高程255 m。

挑流消能的水舌拋距用下式計(jì)算：

式中：L——水舌拋距，m；g——重力加速度，m/s2；v1——坎頂水面流速，m/s，按鼻坎處平均流速v的1.1倍計(jì)；θ——鼻坎的挑角，25 °；h1——坎頂垂直方向水深，m；h2——坎頂至河床面高差，m；

沖刷坑深按下式計(jì)算：

式中：tk——最大沖坑水墊厚度，自水面算至坑底，m；k——沖刷系數(shù)，下游為風(fēng)化細(xì)碧巖取1.4；q——單寬流量，m3/（s.m）；H——上下游水位差，m；ts——沖坑深，m；ht——沖刷坑后的下游水深，m。

經(jīng)計(jì)算，得水庫(kù)校核洪水（洪水頻率為0.5%）時(shí)拋距為28.28 m，沖坑深為3.96 ms，比降為0.14；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（洪水頻率為5%）時(shí)拋距為19.2 m，沖坑深為3.21 m，比降為0.17。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上水力計(jì)算可知，沖刷坑深度與挑流水舌拋距之比i〈0.2，挑流消能引起的沖刷坑不會(huì)危及壩基安全，因此挑流消能的挑射角選25 °、反弧半徑定為8 m是合適的，結(jié)合穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果可知，砌石壩結(jié)構(gòu)布置是基本合理的。endprint