[發明專利]一種高含沙河流壩身排沙孔的設置方法

有效

• 申請號: 201811542510.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109914357B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張金良
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E02B8/02
• 分類號: E02B8/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

本發明提供了一種高含沙河流壩身排沙孔的設置方法，屬于水利樞紐工程防護技術領域。本發明所設置的排沙孔包括高位排沙孔和低位排沙孔；并限定了高位排沙孔和低位排沙孔的高程；汛期前利用高位排沙孔降低壩前淤積面高程，汛期利用低位排沙孔可有效沖刷庫區，快速降低壩前淤積高程，增大水庫有效庫容；壩身設置低位排沙孔，若遇豐水年份，打開低位排沙孔，可增加水庫低水位的排沙能力，恢復淤積的槽庫容，并可使部分攔沙庫容重復利用。

技術領域

本發明涉及水利樞紐工程防護技術領域，尤其涉及一種高含沙河流壩身排沙孔的設置方法。

背景技術

高含沙河流中，水流含沙量高、來沙量大，平均含沙量100kg/m³以上，水庫泥沙問題非常復雜，考慮水庫運行中泥沙的淤積，這類水庫一般會設置攔沙庫容。水庫運用分為攔沙期和正常運用期。攔沙期水庫上游的大部分來沙會淤積在庫內，少部分來沙隨著洪水的下泄排泄至下游河道。攔沙庫容淤滿后，水庫進入正常運用期，庫區泥沙淤積將處于“高灘深槽”和“高灘高槽”之間的動態平衡狀態。遇到大沙年份，槽庫容經常被泥沙淤積，存在槽庫容被淤滿甚至侵占防洪庫容的可能性，嚴重時會危及工程的安全運用。因此，高含沙河流要充分考慮工程的排沙能力。

根據大量已建工程運用的經驗，在高含沙河流上，只要泄水建筑物不過水或過水能力很小，進口就有淤堵的風險。泄水建筑物的進口淤沙達到一定的高度，淤沙使閘門的啟閉力增大，容易造成閘門或啟閉設施的破壞，影響水庫的正常調度運用。如果閘門被淤堵不能及時打開，在汛期洪水來臨時就會威脅大壩的安全。因此，如何增大水庫的有效庫容，減小淤沙對水庫的淤堵，是大壩防御的研究熱點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高含沙河流壩身排沙孔的設置方法。采用本發明的方法設置高位排沙孔和低位排沙孔，能夠降低汛期前和汛期壩體的淤積高程，增大水庫有效庫容。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高含沙河流壩身排沙孔的設置方法，所述排沙孔包括高位排沙孔和低位排沙孔；

所述低位排沙孔的高程通過式I得到：

A＝H_死水位-H_z-h/2 式I；

式I中：A為所述低位排沙孔的高程，H_死水位為死水位高程，h為所述低位排沙孔出口處孔道高度，Hz為自由出流時低位排沙孔口中心處的作用水頭；

所述Hz通過式II得到：

式II中：μ為流量系數，g為9.8N/kg，Q為泄流能力，A_k為低位排沙孔出口處孔道橫截面面積；

所述高位排沙孔的高程通過式III得到：

D＝A+B+C 式III；

式III中：D為所述高位排沙孔的高程，A為所述低位排沙孔的高程，B為孔前允許淤沙高度，所述孔前允許淤沙高度為15～30m，C為孔前沖刷深度，所述孔前沖刷深度為2～3m；

根據所述低位排沙孔高程和高位排沙孔高程在壩身上設置排沙孔。

優選地，所述低位排沙孔和高位排沙孔的孔道橫截面形狀獨立地為圓形、正方形或長方形。

優選地，所述高位排沙孔和低位排沙孔的孔道橫截面形狀相同。

優選地，所述高位排沙孔和低位排沙孔處于同一個壩段，位于壩體中部。

優選地，所述低位排沙孔和高位排沙孔的孔道平行，所述低位排沙孔位于高位排沙孔的正下方。

優選地，所述高位排沙孔與低位排沙孔的孔道在后部連通，共用一個出口。