[发明专利]一种高含沙河流坝身排沙孔的设置方法

说明书

本发明提供了一种高含沙河流坝身排沙孔的设置方法，属于水利枢纽工程防护技术领域。本发明所设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坝前淤积面高程，汛期利用低位排沙孔可有效冲刷库区，快速降低坝前淤积高程，增大水库有效库容；坝身设置低位排沙孔，若遇丰水年份，打开低位排沙孔，可增加水库低水位的排沙能力，恢复淤积的槽库容，并可使部分拦沙库容重复利用。

技术领域

本发明涉及水利枢纽工程防护技术领域，尤其涉及一种高含沙河流坝身排沙孔的设置方法。

背景技术

高含沙河流中，水流含沙量高、来沙量大，平均含沙量100kg/m³以上，水库泥沙问题非常复杂，考虑水库运行中泥沙的淤积，这类水库一般会设置拦沙库容。水库运用分为拦沙期和正常运用期。拦沙期水库上游的大部分来沙会淤积在库内，少部分来沙随着洪水的下泄排泄至下游河道。拦沙库容淤满后，水库进入正常运用期，库区泥沙淤积将处于“高滩深槽”和“高滩高槽”之间的动态平衡状态。遇到大沙年份，槽库容经常被泥沙淤积，存在槽库容被淤满甚至侵占防洪库容的可能性，严重时会危及工程的安全运用。因此，高含沙河流要充分考虑工程的排沙能力。

根据大量已建工程运用的经验，在高含沙河流上，只要泄水建筑物不过水或过水能力很小，进口就有淤堵的风险。泄水建筑物的进口淤沙达到一定的高度，淤沙使闸门的启闭力增大，容易造成闸门或启闭设施的破坏，影响水库的正常调度运用。如果闸门被淤堵不能及时打开，在汛期洪水来临时就会威胁大坝的安全。因此，如何增大水库的有效库容，减小淤沙对水库的淤堵，是大坝防御的研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高含沙河流坝身排沙孔的设置方法。采用本发明的方法设置高位排沙孔和低位排沙孔，能够降低汛期前和汛期坝体的淤积高程，增大水库有效库容。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高含沙河流坝身排沙孔的设置方法，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过式I得到：

A＝H_死水位-H_z-h/2 式I；

式I中：A为所述低位排沙孔的高程，H_死水位为死水位高程，h为所述低位排沙孔出口处孔道高度，Hz为自由出流时低位排沙孔口中心处的作用水头；

所述Hz通过式II得到：

式II中：μ为流量系数，g为9.8N/kg，Q为泄流能力，A_k为低位排沙孔出口处孔道横截面面积；

所述高位排沙孔的高程通过式III得到：

D＝A+B+C 式III；

式III中：D为所述高位排沙孔的高程，A为所述低位排沙孔的高程，B为孔前允许淤沙高度，所述孔前允许淤沙高度为15～30m，C为孔前冲刷深度，所述孔前冲刷深度为2～3m；

根据所述低位排沙孔高程和高位排沙孔高程在坝身上设置排沙孔。

优选地，所述低位排沙孔和高位排沙孔的孔道横截面形状独立地为圆形、正方形或长方形。

优选地，所述高位排沙孔和低位排沙孔的孔道横截面形状相同。

优选地，所述高位排沙孔和低位排沙孔处于同一个坝段，位于坝体中部。

优选地，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。

优选地，所述高位排沙孔与低位排沙孔的孔道在后部连通，共用一个出口。