[發明專利]一種恢復水庫攔沙庫容的設計方法及壩體結構

在審

• 申請號: 201810021196.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108256194A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 張金良;劉繼祥;劉慶亮;付健;王惠芹;羅秋實
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02B7/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定非常排沙底孔的閘底板高程；

S2：確定非常排沙底孔的泄流規模；

S3：確定非常排沙底孔的啟用條件；

S4：計算分析設置非常排沙底孔對攔沙庫容的恢復效果。

2.根據權利要求1所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：步驟S1中，非常排沙底孔的閘底板高程要低于死水位和泄洪排沙深孔，以便水庫非常排沙運用時能夠起到恢復攔沙庫容的作用，同時需避免非常排沙底孔因泥沙淤積而淤堵。

3.根據權利要求2所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：通過物理模型試驗確定非常排沙底孔的閘底板高程，非常排沙底孔的閘底板高程低于泄洪排沙深孔的底板高程10m～20m。

4.根據權利要求1所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：步驟S2中，針對不同泄流規模進行庫區泥沙沖淤計算，計算分析不同泄流規模時水庫庫容恢復情況，確定非常排沙底孔的泄流規模，非常排沙底孔的泄流規模需滿足工程投資與恢復攔沙庫容效益的技術經濟比較的要求。

5.根據權利要求1所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：步驟S2中，非常排沙底孔的泄流規模按不小于水庫壩址處一年一遇洪峰流量確定。

6.根據權利要求1所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：步驟S3中，針對不同水沙條件時閘門啟用后進行庫區泥沙沖淤計算，協調閘門啟用時機、排沙水量和水庫排沙效果之間的關系，確定最優的閘門啟用水沙條件。

7.根據權利要求1所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：步驟S4中，采用《泥沙設計手冊》推薦的數學模型進行庫區泥沙沖淤計算。

8.根據權利要求7所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法，其特征在于：數學模型采用水流連續方程、水流運動方程、泥沙連續方程和河床變形方程聯解求得；

水流連續方程：

水流運動方程：

泥沙連續方程：

河床變形方程：

其中：Q-流量；x-流程；g-重力加速度；A-過水面積；Z-水位；J-能坡；k-粒徑組；S-含沙量；A_d-沖淤面積；t-時間；γ-淤積物干容重；Z_b-沖淤厚度；α-恢復飽和系數；ω-泥沙沉速；S^*-水流挾沙力。

9.一種恢復水庫攔沙庫容的壩體結構，壩體上設有至少一個泄洪排沙深孔，其特征在于：壩體上還設有非常排沙底孔，非常排沙底孔的閘底板高程、泄流規模和啟用條件根據權力要求1至8中任一項所述的恢復水庫攔沙庫容的設計方法確定。

10.根據權利要求9所述的恢復水庫攔沙庫容的壩體結構，其特征在于：非常排沙底孔為兩個，分別設置在泄洪排沙深孔的兩側，非常排沙底孔的閘底板高程低于泄洪排沙深孔的閘底板高程18m。