溢洪道設計規範
sdj341—89
編制說明
前言 溢洪道設計規範sdj341-89系根據原水利電力部水利水電規劃設計院（83）水規設字第23號文通知進行編制的。
本規範組織編寫者：水利水電規劃設計院
本規範主編單位：原水利電力部中南勘測設計院
本規範參編單位：原水利電力部北京勘測設計院
陝西省水利水電勘測設計院
參加本規範專題研究單位：水利水電科學研究院、南京水利科學研究院、陝西省水科所、武漢水利電力學院、河海大學、北京水利電力經濟管理學院、天津大學、長江水利委員會、西北勘測設計院、天津勘測設計院及湖北省水利勘測設計院。
規範的編制工作自2023年7月召開分工協調會到2023年元月完成規範報批稿，歷時四年半。編制工作大體分三個階段，茲分述如下：
第一階段準備工作
2023年7月5日至9日，由原水利電力部水利水電規劃設計院和中南勘測設計院共同主持召開分工協調會，討論通過《規範》編制提綱；協商各單位分工、工作計畫和成果提交時間。
第二階段調研及編寫專題報告
2023年8月～2023年9月，各規範和專題編制單位組織力量進行調研工作。
2023年11月5日至11日，由原水利電力部水利水電規劃設計院和中南勘測設計院共同主持召開專題討論會，專題內容涉及到溢洪道設計的各個方面，所附資料充實。各專題報告基本總結了新中國成立以來大、中型溢洪道工程設計的經驗，並吸取了國外有關工程的經驗。
第三階段規範編制
2023年12月至2023年元月編制規範初稿。2023年2月17日至23日由原水利電力部水利水電規劃設計院和中南勘測設計院共同主持召開《溢洪道設計規範》(初稿)審查會，對各章中的主要問題進行了充分討論，對條文修改提出了具體意見；並認為《規範》的編制工作比較認真，為提出(送審稿)創造了有利條件。
2023年3月至12月編制送審稿。2023年10月6日至12日由原水利電力部水利水電規劃設計院主持召開《溢洪道設計規範》(送審稿)審查會，對規範進行逐條修改，在討論時認真考慮和研究了歷次會議對規範的修改意見。
2023年11月要2023年元月編制報批稿。2023年12月15日至17日由原水利電力部水利水電規劃設計院主持召開《溢洪道設計規範》(報批稿)審查會，再次對規範進行了逐條討論修改。
本規範包括正文六章180條，附錄六個(附錄
二、四為參考附錄)。中南勘測設計院負責編寫第一章「總則」、第二章「溢洪道布置」、第三章「水力設計」、第六章「觀測設計」及附錄一「水力設計計算公式」、附錄二「高速水流區的防空蝕設計」、附錄四「常用參數列」、附錄五「水力觀測設計」、附錄六「本規範用詞說明」等。北京院負責編寫第四章「建築物結構設計」及附錄三「荷載計算」。
陝西省院負責編寫第五章「地基及邊坡處理」。並由中南院負責全稿的整編、修改和補充工作。
本編制說明，主要是對規範的一些條文作必要的解釋，並簡要的闡述使用這些條文時應該注意的問題。有關附錄的說明結合條文解釋進行編制。
溢洪道設計規範sdj341-89的編制工作是在水利水電規劃設計院直接領導下，在各兄弟單位的密切協作和參編單位的有關同志的共同努力下完成的，謹向各單位領導和同志們表示衷心地謝意。
溢洪道設計規範sdj341-89在國內是第一次編制，雖經編制組盡最大努力但仍難免存在一些不足之處，敬請廣大讀者和有關領導批評指正。
《溢洪道設計規範》編制組
2023年5月
第一章總則
第1.0.1～1.
0.3條根據原水利電力部2023年指示，本規範適用範圍為大、中型溢洪道工程。在編制提綱討論會上還確定：
規範內容以河岸式溢洪道的設計為主，兼顧廠頂溢流、廠前挑流及洩洪隧洞出口的水力設計。洩洪隧洞洞身部分在《水工隧洞設計規範》(sd134—84)已有明確規定。廠頂溢流及廠前挑流本規範僅涉及水力設計部分，有關布置、結構設計等屬《水電站廠房設計規範》(sd335-89)範圍。
本規範規定適用於大、中型工程中岩基上的1、2、3級溢洪道的設計；對4、5級溢洪道設計可參照使用。非巖基上的大、中型溢洪道的實踐經驗不多，暫未納入本規範。對於特殊重要的工程，有其特殊問題，設計時應進行專門研究，制定補充條例。
本規範與其它標準和規範的關係，除在本規範有關條文中明確指出者外，凡有密切聯絡的，均應遵守。在應用其它規範時，應以最新頒發的版本為準。
第1.0.4條洩洪建築物採用的洪水標準分為設計和校核洪水標準，根據《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區、丘陵區部分)》(sdj12—78)及其補充規定按建築物級別規定；一級建築物採用500年一遇洪水設計，2023年一遇洪水校核；二級建築物採用百年一遇洪水設計，2023年一遇洪水校核；**建築物採用50年一遇洪水設計，500年一通洪水校核。
根據我國98個工程的統計，絕大部分歷史調查洪水的重現期介於50～500年之間；其中以漢水安康站2023年記載的40000m3/s為最大，相當於900年一遇。對上述98個工程洪水重現期的站-年(假定每個工程若有ni年的年最大洪峰流量的記錄，則認為該工程有ni個站一年)統計分析表明，大於200年一遇的洪水，其相應出現的機率小於0.79%；根據目前收集到的資料大於2023年一遇的洪水還沒有出現過。
黃河陝縣站自2023年以來200多年記載的年最大流量的年實際變化，具有明顯的週期性，其主週期長度有2年，22～23年和100年。由此可見，洪水的週期或重現期是有限的。
對我國已建297個大型工程可能最大洩量與設計洩量的比值統計分析也說明，其比值介於0.9～1.0之間的工程只有2個，僅佔總數的0.
68%；半數以上(167個)工程的比值介於0.1～0.5之間，佔總數的57.
19%，實際上，工程執行多年從未洩放洪水的例子也不少。對山東省168個大中型工程統計的460個實際年最大洪量的重現期小於2年的有453個，佔總數的98.48%。
由上可見，絕大部分工程可能最大洩量，約相當於2～20年一遇的洪水流量；將千年一遇的洪水作為罕遇洪水的實用極限頻率可以認為是合理的。
與國外規範規定的標準比較，美國墾務局對設計中採用的最高設計水位相當於標準工程洪水，取用最大可能洪水的40%～60%；如果最大可能洪水相當於萬年一遇洪水，則前者相當於200年，後者相當於800年一遇洪水。日本壩工設計規範(2023年第二次修訂版)對混凝土壩的設計洪水流量，按下述三種流量中最大者確定；按200年一遇頻率推算的洪水流量；實測或計算的壩址處歷史最大洪水流量；或以鄰近流域發生最大洪水時的實測資料移用於本流域而算得的壩址處洪水流量。填築壩的設計洪水流量按混凝土壩算得的洪水流量增加20%。
該規範同時指出100年一遇的洪水流量常常作為計算超高水位和設計溢洪道的設計流量。南非沿用的設計洪水標準混凝土壩為100年一遇洪水，土石壩為200年一遇洪水。
對於洩洪建築物的消能防沖設施，因稀遇洪水出現的機率很少，持續時間很短，按《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區、丘陵區部分)》(sdj12-78)規定的洩洪標準設計則偏高。同時，擋水建築物的擋水標準和樞紐的洩流能力與洩洪建築物的消能防沖設施標準應有所區別。前者涉及大壩及整個工程的安全，要求有較高的標準，後者只要不危及大壩和主要建築物的安全，其本身防護標準可以適當降低。
對布置在岸邊或埡口的河岸式溢洪道，較之河床洩洪建築物，其消能防沖設施一般離大壩和主要建築物較遠，消能防沖標準更宜適當降低。
根據我國設計和執行經驗，富春江、西津、黃壇口等工程均以中、小洪水流量控制消能建築物的設計。西津水電站設計洪水100年一遇23100m3/s，校核洪水2023年一遇31400m3/s。自2023年4月執行25年來，年年過水，其中大部分年份的洩量為7000～9000m3/s，少數年份的洩量超過10000m3/s，2023年發生一次較大洪水，最大洩量13500m3/s，相當於5年一遇洪水。
其試驗資料和執行實際情況都說明，控制下游消能防沖的洪水流量為8000m3/s，此時大壩洩流的水勢最為洶湧，下游岸坡波浪爬高2m以上。當下洩流量在6000m3/s以下及10000m3/s以上時，水勢與波浪的作用都要比洩流量為8000m3/s時緩和得多。同時，對河床的沖刷和壩址的淘刷，根據試驗資料與下洩流量也有一定的關係。
當流量為1370m3/s和2010m3/s時，產生遠驅式水躍，距壩軸57m處最大底部流速高達17.65m/s和18.2m/s。
當流量為5190m3/s和6610m3/s時，壩址底部最大橫向流速高達8.09m/s和9.56m/s。
國外不少工程消能防沖設計的洪水標準低於洩洪設計標準，如日本的野田和五和壩，其消能防沖設計流量分別為洩洪設計流量的77%和51%，美國德沃歇克壩僅為洩洪設計流量的21%。國內在建的石塘、五強溪和隔河岩工程，其下游護坦的設計考慮了修復措施，均降低了設計標準。廣東省大隆洞水庫溢洪道按500年一遇洪水設計，其消能防沖的設計洪水為100年一遇。
《混凝土重力壩設計規範》(sdj21—78)的補充規定第2條，對消能防沖設計的洪水標準，原則上明確規定可低於大壩的洩洪標準。美國墾務局編寫的壩工設計手冊指出，若因洩洪使壩及其附屬建築物遭到某種程度的損壞，但並不造成下游災害時，則認為罕遇洪水未必有發生的可能，而寧可不增加壩及附屬建築物的投資來增加安全度。這一原則與《混凝土重力壩設計規範》(sdj21—78)的補充規定第2條，是頗相符合的。
我國17個典型工程的平均最大洩量與各級洪水流量(100、50或30年一遇)的比值統計如下： =0.39q100； =0.47q50； =0.54q30。
根據國內283個大、中型工程的統計資料，入庫洪水經水庫調蓄後出、入庫洪水的平均比值在0.56左右，則分別以100年、50年及30年一遇洪水作為消能防沖設計的洪水標準，其出庫洪水流量將分別為0.56q100、0.
56q50和0.56q30，與上述17個工程的平均最大洩量相比，顯然均具有相當的安全裕度。
我國絕大多數工程都存在著集中開啟少數閘孔洩洪的弊病，其結果是使實際單寬流量遠超過設計單寬流量，有時可高達2～3倍。由此增加對下游的沖刷破壞，尚未見到出現危及大壩及其它擋水建築物安全的先例。
國內外有相當數量的中小型工程未設消能設施，頗類似於先衝後護的原則，且已在工程實踐中行之有年，也未因此危及大壩安全，經濟效益則顯而易見。對降低消能防沖標準來講，這也是乙個值得借鑑的經驗。
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