桐溪湖湖泊工程出水口的消能防冲设计.pdf

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1、给水排水工程器WaterSuppIy＆DrainageEngineer．ng桐溪湖湖泊工程出水口的消能防冲设计范平(湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南长沙410007)摘要：在城市规划建设中保留、改造相当的水域面积，合理规划流域内的水域系统，可以大幅度改善城市生态环境．提升城市品位。受城市规划、市政及城市防洪丁程等较多因素的影响和制约，同时要兼顾城市水体、景观T程建设的需要，对城市中涉及河、湖等水工建筑物的消能工设计提出了较高要求。长沙大河西先导区桐溪湖丁程出水口采用撞击式消力池的消能防冲设计，在充分利用下游水深的同时达到尽量减少消力池结

2、构尺寸、减小1一程量和T程占地的目的，以满足城市市政建设的要求．关键词：湖泊T程；m口水闸：跌落式水跃：撞击式跌塘消力池中图分类号：TV331文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)06—0087—05DesignofEnergyDissipationandScourPreVentionfortheoutletofTongxiLakeEngineeringFanPing1工程概况近年来，长株潭一体化进程有序推进，观音港新城地处长株潭地理中心位置．随着区域城市化进程的推进，观音港新城将成为长株潭一体化发展中的重要节点和平台。桐溪

3、湖(含水道)湖泊工程(以下简称“桐溪湖T程”)位于潇湘大道西线以西．坪塘大道以东．桐溪湖路以南，巡抚东路以北合围的区域内，湖泊及水道占地面积27．87万m2，湖泊水面高程40．oom，水深1．5～3．Om．湖底高程为38．5～37．0m，湖水总容量约为44．28万m3：桐溪湖工程还含约2550m长的水道，水道宽度20～39m，主要布置在桐溪湖南侧，基本沿巡抚路走向布置，西南边截止于坪塘大道．东边截止于潇湘大道西线．此处是整个桐溪湖距离湘江最近处，距离湘江西岸堤防约150m。桐溪湖平面布置见图l。桐溪湖丁程等别为V等，出水口水工建筑物级别为4

4、级。2014年第6期(11一)第32奄=瘩荭鼓木87器给水排水工程WaterSuppIy&DrainageEngineering2水文和地质情况桐溪湖承担的排水分区的汇水面积为6．64km2。桐溪湖接纳原桐溪港撇洪渠来水以及排水分区内的城市雨水，经出水口高排人湘江。桐溪湖与湘江连通，规划要求该堤段城市防洪标准按200年1遇设防。按此标准计算．桐溪湖出水口200年1遇设计洪水流量为62．1m3／s：根据长沙市暴雨强度计算公式，桐溪湖工程计算暴雨流量为49．9lm3／s⋯引。桐溪湖设计排水流量取较大值62．1m3，S。根据规划，桐溪湖设计水面高

5、程为40．00m，设计水面雍高0．30m，因此桐溪湖T程设计洪水位取40．30m。桐溪湖所在位置的湘江河段位于正在建设的长沙枢纽工程水库内，长沙综合枢纽蓄水后，桐溪湖所在位置湘江河段正常蓄水回水水位为30．0lm．防洪水位为37．44m，校核水位为38．28m。桐溪湖出水口(含排水闸和溢流坝两部分)基础落于中风化泥质粉砂岩中，岩石的地基承载力特征值不小于l000kPa，摩擦系数不小于0．45。出水口区域地质构造简单，未发现影响场地稳定性的不良地质作用，场地目前处于稳定状态。3桐溪湖工程出水口消能设计3．1出水口基本情况桐溪湖出水口设置在桐溪

6、湖出口水道三与潇湘大道南延线交汇处，由排水闸和溢流坝组成。排水闸设置3孑L闸门居中布置，每扇闸门宽2．5m，排水闸两侧各布置13．5m宽溢流坝，溢流坝堰顶高程40．0m。在桐溪湖入湖流量较小时(Q≤7．43m瑰)，湖水水面高程维持在40m，多余湖水通过溢流坝自行溢流排出；当入湖流量较大(Q>7．43m3／s)，需要泄洪以及进行湖底清淤、换水时，打开闸门可以泄洪和迅速排空湖水。桐溪湖出水口上游连接段设置钢筋混凝土铺盖和混凝土护底，上游翼墙采用重力式直墙结构．与河道侧壁衔接。桐溪湖出水口下游消能后通过箱涵与湘江西岸堤防T程修建的桐溪港连通涵相连

7、，箱涵需从潇湘大道西线下穿过，而规划潇湘大道西线在桐溪湖出水口南侧约135m处的巡抚路口将进入隧道，下穿湖南省政府接待中心，因此桐溪湖出水口处潇湘大道路面高程较低，约为33．0m。先期建设的湘江西岸堤防工程中设计新建的桐溪港连通涵已经考虑该处路面高程问题．连通涵进出口底板高程均为28．5m。桐溪湖出水口处水道底部高程为37．Om．而出水口下游连接箱涵底板高程为28．5m，因此桐溪湖出水口上下游水位差相比同等规模水闸大许多，而且该出水口位于先88辛荭故木2014No．6(Nov．)VoI．32导区核心区域内．消能设施占地面积要尽可能小，与周围

8、环境和景观要尽量相融合。3．2出水口消能设计内容3．2．1消能设计参数1)出水口上下游水位的确定桐溪湖水面设计高程为40．00m，设计最大雍高O．30m．因此上游设计水位为40．