马里共和国中巴尼水利枢纽工程溢洪道设计.docx

·56·水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第3期

马里共和国中巴尼水利枢纽工程溢洪道设计张忠辉金宏安王立群王朝江

摘要中巴尼水利枢纽工程是马里共和国中巴尼地区的水利项目，是一座大型平原水库，重点介绍溢洪道设计，结合地形地质条件，采用台阶式消力池，优化设计方案，做到经济合理，为其他水利枢纽工程设计提供参考。

关键词溢洪道台阶式马里中巴尼水利枢纽

中图分类号TV651文献标识码B文章编号1007-6980(2010)03-0056-02

中巴尼水利枢纽工程位于马里共和国南部，尼日尔河支流巴尼河上，是一座大型平原水库，灌溉中巴尼地区的农田。正常库容2亿m3,最大库容5.42亿m3,年平均降雨量991.3mm。各特征水位见表1。

表1各特征水位

频率

流量/(m3·

s-1)

上游水位/m

下游水位/m

100年一遇

3.244

277.80

276.88

50年一遇

3179

277.74

276.78

10年一遇

2891

277.43

276.34

正常

50.25

274.35

268.00

1溢洪道的布置

前期设计中，溢洪道位于河道中央，在实施过程中，根据地勘资料，由于左岸基础的红土砾石层较厚，更适于作为溢洪道基础，于是把溢洪道向左岸平移了80m。溢洪道总长276.4m,共分12个坝段，堰顶高程为274.35m,最大堰高为5.1m。溢洪道采用GRUGER堰型，堰面曲线原点在坝轴线上，上游为2个圆弧，下游为堰面曲线，再向下是反弧段与消力池平顺相接。

坝址左岸为红土岩层，地表由北向南倾斜，根据红土砾石层的走向，为减少岩石挖方，溢洪道基础底板被做成阶梯形，1#～3#坝段底板高程为271.40m,4#、5#坝段底板高程为270.75m,6#坝段底板高程为270.25m,7#～12#坝段底板高程为269.75m,见图1。

2溢洪道的堰型设计

中巴尼水利枢纽工程为开敞式溢洪道，顶部布置有钢桥进行交通。溢流堰堰面采用法国常用的GRUGER堰型，溢流堰堰面曲线原点在坝轴线上，原点上游为2个圆弧，半径分别为1m和2.6m,圆心角分别为61.99°和28.01°。原点下游为堰面曲

图1地质及溢洪道布置剖面图

线，7#～12#坝段的堰面曲线由表2中的7个点确定，堰面曲线下游与与反弧段相接，反弧半径为9.25m,角度为39.69°。对于原点下游的堰面曲线，经过比较，和克-奥型是一致的，见图2。

表27#～12#坝段堰面曲线坐标表

点1234567说明

x坐标/m0.51.01.52.02.53.03.5指向下游为正y坐标/m0.0460.1650.3500.5940.8981.2581.673向下为正

图2堰型比较示意图

根据现场地质地貌情况，1#～6#坝段的地势较高，为了减少开挖，因此1#～6#坝段的堰面曲线与7#～12#坝段不同。1#～3#、4#～6#坝段原点上游圆弧与7#～12#坝段相同，这与国内的工程做法是一致的，但与国内不同的是，原点以下的堰面曲线根据7#～12#坝段的曲线坐标分别乘以

张忠辉等·马里共和国中巴尼水利枢纽工程溢洪道设计·57·

0.7、0.9的系数，从而得出1#～6#坝段堰面曲线坐标，见表3。堰面曲线下游与与反弧段相接，

1#～3#坝段反弧半径为6m,4#～6#坝段反弧半径为5.832m,角度均为39.69°。

表31#～6#坝段堰面曲线坐标表

坝段

坐标

1

2

3

4

5

6

7

说明

1#-3#坝段

x坐标/m

0.35

0.70

1.05

1.40

1.75

2.10

2.45

下游为正

y坐标/m

0.032

0.116

0.245

0.416

0.629

0.881

1.171

向下为正

4#～6#坝段

x坐标/m

0.45

0.90

1.35

1.80

2.25

2.70

3.15

下游为正

y坐标/m

0.041

0.148

0.315

0.535

0.808

1.132

1.506

向下为正

3溢洪道流量复核

由于各个坝段的溢流堰底高程不同，因此对1#～3#坝段、4#～5#坝段、6#坝段及7#～12#坝段分别进行计算。溢流堰总的净过水断面为276.4

m。

堰面下游采用拟和幂曲线，上游最高水位

277.80m,堰顶高程为274.35m,则最大水头Hm=