7.4 溢洪道设计

7.4.1　大、中型淤地坝宜采用陡坡式溢洪道。

7.4.2　宽顶堰陡坡式溢洪道应由进口段、泄槽和消能设施三部分组成（图7.4.2）。

7.4.3　进口段由引水渠、渐变段和溢流堰组成。引水渠进口底板高程应采用设计淤积面高程，可选用梯形断面。

7.4.4　中等风化岩石引水渠边坡应为1∶0.5～1∶0.2，微风化岩石引水渠边坡应为1∶0.1，新鲜岩石引水渠边坡可直立；土质边坡设计过水断面以下边坡不应陡于1∶1.0，以上不应陡于1∶ 0.5。

7.4.5　溢流堰宜采用矩形断面。溢流堰长度宜取堰上水深的3倍～6倍。溢流堰及其边墙宜采用浆砌石修筑，堰底靠上游端应设置砌石齿墙，深度宜取1.0m，厚度宜取0.5m，堰宽应按下列公式计算：

式中：B——溢流堰宽（m）；

q——溢洪道设计流量（m3/s）；

M——流量系数，可取1.42～1.62；

H0——计入行进流速的水头（m）；

h——溢洪水深（m），即堰前溢流坎以上水深；

V0——堰前流速（m/s）；

g——重力加速度，取9.81m/s2。

7.4.6　泄槽在平面上宜采用直线型式沿轴线对称布置，宜采用矩形断面，浆砌石或混凝土衬砌，坡度根据地形可采用1∶3.0～1∶5.0，底板衬砌厚度可取0.3m～0.5m。顺水流方向每隔5m～8m应设置沉陷缝，遇地基变化时，应增设沉陷缝。泄槽基础每隔10m～15m应设置齿墙，深度宜为0.8m，宽度宜为0.4m。泄槽边墙高度应按设计流量计算，高出水面线0.5m，并满足下泄校核流量的要求。矩形断面的临界水深可按下式计算：

式中：hk——临界水深（m）；

a——系数，可取1.1；

q——陡坡单宽流量［m3/（s·m）］；

g——重力加速度，取9.81m/s2。

7.4.7　溢洪道出口可采用消力池消能或挑流消能形式。

7.4.8　在土基或破碎软弱岩基上的溢洪道，宜选用消力池消能，采用等宽矩形断面。

7.4.9　岩基较好的溢洪道可采用挑流消能，在挑坎末端应设齿墙，基础嵌入新鲜完整的岩石，在挑坎下游应设护坦。挑流消能水力设计应包括确定挑流水舌挑距和最大冲坑深度。挑流水舌外缘挑距可按下式计算：

式中：L——挑流水舌外缘挑距（m），自挑流鼻坎末端算起至下游沟床床面的水平距离；

v1——鼻坎坎顶水面流速（m/s），可取鼻坎末端断面平均流速v的1.1倍；

θ——挑流水舌水面出射角（°），可近似取鼻坎挑角，挑射角度应经比较选定，可采用15°～35°，鼻坎段反弧半径可采用反弧最低点最大水深的6倍～12倍；

h1——挑流鼻坎末端法向水深（m）；

h2——鼻坎坎顶至下游沟床高程差（m），如计算冲刷坑最深点距鼻坎的距离，该值可采用坎顶至冲坑最深点高程差。

其中鼻坎末端断面平均流速v可按下列两种方法计算：

1 按流速公式计算，使用范围为S小于18q2/3：

式中：v——鼻坎末端断面平均流速（m/s）；

q——泄槽单宽流量［m3/（s·m）］；

φ——流速系数；

Z0——鼻坎末端断面水面以上的水头（m）；

hf——泄槽沿程损失（m）；

hj——泄槽各局部损失水头之和（m），hj/Z0可取0.05；

S——泄槽流程长度（m）。

2 按推算水面线方法计算，鼻坎末端水深可近似利用泄槽末端断面水深，按推算泄槽段水面线方法求出；单宽流量除以该水深，可得鼻坎断面平均流速。

冲刷坑深度可按下式计算：

T＝kq1/2Z1/4（7.4.9-5）

式中：T——自下游水面至坑底最大水垫深度（m）；

k——综合冲刷系数；

q——鼻坎末端断面单宽流量［m3/（s·m）］；

Z——上、下游水位差（m）。

7.4.10　对超过消能防冲设计标准的洪水，允许消能防冲建筑物出现部分破坏，但不应危及坝体及其他主要建筑物的安全，且易于修复，不得长期影响枢纽运行。

7.4.11　小型淤地坝溢洪道设计可按本规范第7.4.1条～第7.4.10条的规定执行。