6河岸溢洪道-河海大学
河海大学院08水工建筑物基础基础试题及答案
河海大学**学院（08级水工建筑物考试试卷）一、填空：1:上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷，并与__防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
2、水闸消能防冲的主要措施有、_、等。
3、海漫要有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷；要有一定的粗糙性以利于进一步消除余能；要有一定的透水性以使渗水自由排出。
6、隧洞进口建筑物的型式有__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__。
其中__塔式__受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。
7、正槽式溢洪道一般由_ 进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。
其中___控制段___控制溢洪道的过水能力。
8、泄水槽纵剖面布置，坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时，应在变坡处用__反弧段__连接，坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。
二、判断题：1．水闸是渲泄水库中多余洪水的低水头建筑物。
（×）2．辅助消能工的作用是提高消能效果，减少池长和池深，促成水流扩散，调整流速分布和稳定水跃。
（√）3闸下渗流使水闸降低了稳定性引起渗透变形和水量损失。
（×）4．水闸的水平防渗设备指的是铺盖，垂直防渗设备指的是齿墙、板桩和防渗墙。
（√）5．整体式平底板常在顺水流方向截取若干板条作为梁来进行计算。
（×）6．正槽溢洪道泄槽的底坡常小于临界坡降，以使水流平稳。
（×）7．围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（√）8．无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（√）9．隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（√）10．溢洪道设闸门时，堰顶高程低于水库的正常蓄水位。
（×）三、名词解释：1、不平衡剪力:由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以，作用在单宽板条及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力Q1及Q2，并由Q1及Q2的差值来维持板条及墩条上力的平衡，差值△Q＝Q1–Q2 ,称为不平衡剪力。
侧槽溢洪道(河海大学水工建筑物课件)解读
（8－29）
对于棱柱体侧槽
0 ，则有 s
Q2 2Q dQ i0 2 2 dh C R g 2 ds ds Q2B 1 g 3
（8－30）
令式（8－29）中
Q2 Q 2 2Q dQ i0 2 2 0 3 2 C R g s g ds
（8－31）
＋1断面流量、水深、断面平均流速为Q+dQ、
h＋dh、V+dV；两断面在槽底相距ds。由变量流 的动量定律可导出下列水面线微分方程：
Q2 Q 2 u Q dQ i0 2 2 2 （8－28） 3 dh C R g s V g 2 ds ds Q2 B 1 g 3
第四节 其他型式的溢洪道 一、井式溢洪道
1、 组
成：溢流喇叭口、渐变段、弯曲段、泄水隧洞、出口消能段及尾水渠。 2、工作原理：井式溢洪道工作时水流从四周经环形堰径跌入喇叭口，并在一定 深度处水舌相互汇交，逐渐成有压流，再经 隧洞泄往下游进入喇叭口的流量决定于堰 顶水头、堰的型式和周长；流量能否顺利 泄出隧洞取决于隧洞的断面尺寸以及竖井 内形成的压力水头。进水为自由堰流，出
设备。
图8－47 河岸虹吸溢洪道首部
1－遮檐；2－通气孔；3－挑流坎；4－弯曲段；5－排污孔
•
4、设计要求：
（1）虹吸管的真空值不得超过（7.5~8）米水柱高； （2）虹吸作用开始前，为堰流；形成之后为管流； （3）通气孔的面积约为虹吸管横断面的（2~10）％。
8－38 侧槽内复杂的流态
二
侧槽内水面曲线的计算
设侧槽断面按一定规律沿程扩展，各断面流 量按一定规律沿程增加。取侧槽的一个微分段 考虑，其底坡为 i ，为更具普遍性计算，自 0 侧槽进入侧槽的流向与槽轴线不正交，正交于 槽轴线的流速分量为u（与u垂直的另一分量为 v）。如设通过n－n断面的流量为Q，水深为h， 过水断面为 ，断面平均流速为V，；而在n
河海大学水工建筑物_河岸溢洪道
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第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
（2）横断面布置 进水渠一般按梯形断面，在控制段前缘过渡成矩形断
面。进水渠应有足够的断面尺寸。 一般可先拟定流速，由流速控制断面尺寸。进水渠流
速，应以大于库水悬移质的不淤流速和小于渠底不冲流速 ，一般1.5-3m/s，不应大于4m/s。在山势陡峭、开挖量 较大的情况下，可达(5—7m/s）。
刘家峡水电站，是我国最高最早的重力坝，采用了河岸溢
洪道。(H=147m,N=122.5万kW)
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第一节 概 述
水工建筑物
5、河岸溢洪道的位置选择
考虑枢纽总体布置、地形、地质、施工及运行、经济指标等 因素。
（1）枢纽总体布置:溢洪道布置应结合枢纽布置全面考虑， 避免泄洪、发电、航运及灌溉等建筑物在布置上的干扰。其布 置时合理选择泄洪消能布置和型式，进水口应短而直，出水渠 应与下游河道平顺连接，避免下泄水流的冲刷及淤积；
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第一节 概 述
6
1
2
4 3
5
水工建筑物
侧槽式溢洪道
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第一节 概 述
水工建筑物
（3）井式溢洪道——水流从平面上呈环形的溢流堰四周向心 汇入，再经竖井和隧洞下泄。这种泄水设施的主要建筑物是泄 水隧洞。
缺点:水流条件复杂，超泄能力小，容易产生空蚀和振动。 在工程实践中，布置这种泄洪设施往往与导流隧洞相结合，施 工期采用隧洞导流，竣工后废洞利用。专门布置竖井式溢洪道 泄洪在我国应用较少。
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第一节 概 述
水工建筑物
正槽式溢洪道
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第一节 概 述
河海大学《水工建筑物》第五章 河岸溢洪道
ii、挑流消能
工作原理：利用鼻坎将水流挑向空中，并使其扩 散，掺入大量空气，然后落入下游河床水垫， 形成旋滚，消耗能量约20％。起初冲刷河床， 形成冲坑，达一定深度后，水垫加厚冲坑趋于 稳定。
（二）、河岸溢洪道
采用条件：
1、河谷狭窄，洪峰流量大，采用河床布置 有困难； 2、坝体不宜作河床溢洪道； 3、有垭口地形； 4、利用施工导流洞改建。
（a）泄槽的纵剖面设计
泄槽的纵坡一般做成为大于临界坡度的陡坡， 通常i=1%~5%，有时可达10%~15%。 变坡：泄槽很长时，为适应地形、地质条件而设。 由陡变缓，变坡处用反弧段连接R8~10倍水深， 易出现动水压力破坏，应尽量避免。 由缓变陡：变坡处用抛物线连接。槽底易产生负压。
（b）泄槽的平面布置 从高速水流考虑，泄槽在平面上应尽量直 线、等宽、对称布置。 实际上，由于地质（形）条件的限制，或 从减少开挖、处理洪水归河、有利消能等方面 考虑，往往改变横断面，设置收缩段、弯曲段 或扩散段。
流应为缓流流态，底坡坡度为缓坡，1:0.01~1:0.05；
（5）、调整段的设计： 调整段是侧槽后的平底梯形断面的渠道，作用是 稳定水流。
调整段与泄槽间利用断面的局部收缩或槽底小 坎构成一控制断面，使侧槽水流壅高后入泄槽。
美国胡佛（Hoover）大坝
（2）、正槽溢洪道各组成部分的设计 （i）引水渠 作用：使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄 槽的流态。 设计原理：在合理的开挖方量下，尽量减少水头 损失，以增加溢洪道的泄水能力，因此要控制 流速。 v2
hf 2g
断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。 进口布置形式：喇叭口。
（ii）、控制堰段 作用:控制溢洪道的泄流能力. 横断面:矩形 纵剖面:实用堰和宽顶堰 设计要求:有足够的泄流能力.
6河岸溢洪道-河海大学
• 虹吸溢洪道——利用虹吸作用,使水流翻过堰顶的虹吸
管，再经泄槽下泄，主要是希望在小水 头时得到较大的泄量。 (p.354图8-47)
按使用频率分 • 正常溢洪道——上述四种溢洪道均为正常溢洪道。 • 非常溢洪道——设在岸边，当来特大洪水时，自溃或炸
毁泄洪，以确保大坝安全。
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第六章 河岸溢洪道
第二节 正槽溢洪道
一、正槽溢洪道的组成、功用及其布置
1. 组成及功用
• 引水渠
• 溢流堰
• 泄槽
• 消能段
• 尾水渠
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第六章 河岸溢洪道
2.布置 从地形上讲：在坝址附近寻找马鞍形垭口以减少土石
方开挖量，泄槽线路选在地形低洼处；
从地质上讲：坚硬的岩石，开挖困难，但可省去衬砌；
软弱的岩石开挖容易，但衬砌、冲能防 冲措施工程量大；
• 从水流条件讲：
a.水流通畅不影响其他建筑物；
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第六章 河岸溢洪道
b.控制堰上游应开阔，使堰前水头损失小； c.泄槽在平面上最好不设弯段，以避免离心力和冲击
波的影响； d.泄槽末端消能段应远离坝脚也不应影响通航建筑物
h h 1 2 1 21 8 F n 2 1 精 选1 r 可 编辑1 2 ppt1 8 F 1 2 sr 2 i1 n 1 (3) 21
第六章 河岸溢洪道
整体水流连续条件：
b1h1v1b3h3v3
计算步骤：
b1 b3
h3 h1
1.5
Fr3 Fr1
(4)
• 初选 11，.2由5 (2)(3)计算得 和 ； 1
河海大学水工建筑物版 ppt课件
一、水资源
1、为什么说水是一种重要资源？
(1) 必需品–––生命、工农业生产；
(2) 必要介质–––航运交通，水产事业；
(3) 重要能源–––可利用，可再生；
(4) 必要条件–––改善环境，发展旅游。
2、全球水量分布特点：
•
海洋咸水为主，淡水–––2.5％
• 3、我国水资源分布特点：
• (1) 我国水资源不丰富(人均意义-占全球人均1/4)；
• 坝体材料及构造，地基处理这两部分，要交待其在工程中的重 要性。限于时间及毕业后工作中学习，所以在讲课时讲清其设 计基本原理，简要介绍主要措施。
• 3、拱坝： • 本章重点是拱坝布置，应力分析及坝头稳定分析。坝体应力分
析中，温度荷载要讲清楚。限于课时，这里主要讲解拱坝的工 作原理与重力坝不同之处。
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• (四)失事后果的严重性 • 水工建筑物，特别是堤坝等挡水建筑物，一旦失事，将给下
游人民的生命财产和经济建设带来灾难性损失。因此，在勘 测、规划、设计、施工及管理时都要慎重对待，按科学规律
办事，妥善解决安全与经济的矛盾。
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• 第三节 水利枢纽与水工建筑物的等级划分
•
为了解决安全性与经济性的矛盾，首先要对水利枢纽进行分
力计算及基本构造 。
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4
• 荷载及其组合，不仅针对本章而言，对其它水工建筑物均有用 处，要注意讲清基本概念。
• 抗滑稳定分析中，不仅介绍计算方法与公式，而且要加以分析 并要讲解计算公式中各种参数的选用问题。
• 应力分析要讲清孔隙水应力和接触应力的概念，以便讲清楚未 考虑扬压力计算的应力和考虑扬压力计算的应力。
75~25
三
中型
河海大学水工建筑物试题库
第四章水工建筑物试题库第一节绪论自测题一、填空题1. 我国人均水资源约为世界水资源的 ______ 02. 河道常用的肪洪措胞为___________ V3. 水利工程按所承担的任务可分为_______ 、_____ 、_______ 、________ ' _____ °4. 水力发电的两个基本耍索是_______ 、。
5. 水工建筑物按用途可分为_______ 、__________ 、 ______ 、_______ 、 ______ '6. 水工建筑物按使用时间可分为________ 、 ______二、名词解释1. 水利工程2.水利枢纽3.水工建筑物三、判断题1. 我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。
2. 我国的水资源分布悄况大体是南涝北早的局而。
3. 水工建筑物的圾别越高所采用的洪水蚩现期越短。
四、简答题1. 我国水资源分布的恃点是什么？2. 水利工程按所承担的任务分为哪儿类？3. 水工建筑物的待点？4. 水工建筑物按用途分为哪几类？5. 说明分等、分级的意义、对象、依据？6. 工程管理的主要内容是什么？第二节重力坝自测题一、填空题1•重力坝是指 _____________________ 。
其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设________ ,将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的_____________ 。
2. 坝高是指________________之间的高度。
3. 車力坝按坝高可分为________ 、_______ 、_____ 三类。
按泄水条件可分为—、_°按坝体结构形式可分为—、______________ 、______ 和____ 。
4. 1［力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的_______ ,控制坝体剖面尺寸的主耍指标杲______ 、_______ ,重力坝的基本剖面堆形。
5. 挑流消能一般适于__________ o挑射角度一般为20°— 25°。
复试背诵版
河海大学水工建筑物复试习题库适用专业：【水工结构、水利工程（水工与水电）】 ----------- NIT 渊哥、付菊整理1.水工建筑物的地基处理主要解决哪两类问题？常用的处理措施有哪些? ① 防渗和稳定。
2.水工建筑物中软土地基处理主要解决哪些问题？常用的处理措施有哪些？3.泄水建筑物有哪几种形式？各适用于何种场合？设计时应注意什么问题？①河床泄水建筑物：溢流坝、坝身泄水孔（表孔、中孔、深孔）、河床溢洪道（滑雪式溢洪道）、坝下涵管；河岸泄水建筑物：河岸溢洪道、隧洞。
②溢流坝适用于重力坝，坝身泄水孔适用于拱坝和重力坝，滑雪式溢洪道适用于拱坝，坝下涵管一般用于中小型土石坝，河岸溢洪道一般适用于土石坝，隧洞用于需要灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航的水工建筑物。
③4.如何进行坝外泄水建筑物的布置？试分别就正槽式溢洪道的布置和隧洞线路选择加以说明。
一、正槽式溢洪道布置：1.进水渠段：设计原则是使水流平顺、进水流畅，水头损失小，当进口紧靠大坝时，大都靠坝一侧设置导水墙，布置成拐弯型的喇叭口形。
进水渠的沿水流方向的中心线最好为直线。
2.控制段（溢流堰、闸门、闸墩、工作桥、交通桥）：控制段尽量靠近上游，减少水头损失；因为承受荷载大，要建在良好的地基上；当溢洪道紧靠坝肩时，控制段的顶部高程应与大坝坝顶高程协调一致；堰轴线要在平面以直线的方式布置。
3.泄槽：①纵剖面布置：纵坡一般为陡坡，地基越好坡越陡，为适应地形、地质条件，泄槽很长时常需变坡，自上游到下游最好是由逐渐加陡，变坡处用平滑曲线连接；②平面布置：通常用等宽直线布置，在软基上时为减小单宽流量和减小下游冲刷，可以用扩散式；当泄槽很长时，可以兼用收缩、等宽、扩散式的腰形槽。
4.消能段和尾水渠：当地基较差或溢洪道靠近坝体，一般采取底流消能，为了减小单宽流量，一般讲消力池和泄槽末端的扩散结合起来做成扩散式消力池。
当溢洪道下泄流量不能直接泄入河道时，需要布置一段尾水渠，尾水渠要求短、直、平顺。
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2、实用堰： m高，工程量小，施工复杂，适用于岸坡较陡
的大中型工程。
（1） 体型：标准WES、克－奥曲线、幂次曲线
（2） 低堰
(m P1 ) 为满足流量系数要求 Hd
P1 0.3
Hd
P2 0.5
Hd
（3） Hd的确定： Hd (0.65 ~ 0.85)Hmax
• 从水流条件讲：
a.水流通畅不影响其他建筑物；
b.控制堰上游应开阔，使堰前水头损失小； c.泄槽在平面上最好不设弯段，以避免离心力和冲击
波的影响； d.泄槽末端消能段应远离坝脚也不应影响通航建筑物
和水电站尾水。
• 从施工上讲：
a.充分利用开采出来的石渣； b.爆破开挖不影响相邻建筑物。
二、溢洪道各组成部分的设计 1.引水渠的设计 • 设计要求：
几何关系：
Fn1
v n1 gh1
收缩段（以减小工程量）
扩散段（减小单宽流量）
弯曲段（解决洪水归河问题）
挖方工程：深窄断面 填方工程：宽浅断面
达到经济目的
b.纵断面：陡坡。由陡至缓，以反弧连接；
由缓至陡，采用射流抛物曲线连接
c.横断面：岩基上为矩形；
土基上为梯形，但边坡不宜太缓；以防水流
外溢，一般取1:1-1:2。
底宽由泄流量确定；
1.轻型支墩坝，早期的薄拱坝；
也不是所有坝型都适合修建坝身溢洪道。如土坝、堆石坝。因此 河岸溢洪道适用于：
1.轻型支墩坝；
2.土石坝；
3.河谷狭窄；
4.泄量很大的水利枢纽，河床河岸同时布置，如第一、第二溢洪 道；
5.有天然垭口，在高程上合适，地质上抗冲能力强。如刘家峡水 电站，是我国最高最早的重力坝，采用了河岸溢洪道。
R (0.2 ~ 0.5)( P1 H )
H 为校核洪水位时的堰上水头
（7） 堰的平面布置： 堰轴直线布置。也可以泄槽轴线为 对称轴，采用曲线布置。
三不宜原则
3、驼峰堰（复合圆弧低堰 ）：
m高,可达0.42以上；设计施工简便，对地基要求低， 适用于软弱地基。
4、带胸墙的溢流孔口：
减小门高，延长泄洪历时
A.进流平顺，水头损失小，渠内流速限制在1.5-3.0m/s以下； B.沿水流方向的中心线尽量布置成直线或平缓的曲线，转弯
时其丰径不小于4-6倍渠底宽度； C.渠底应平缓或设成不大的逆坡，渠底高程常低于堰顶。
对实用堰：其差值应大于(1/3-1/5)水头，以争取较大的泄 流能力；
• 对宽顶堰：其差值不受限制渠底可与堰顶齐平。
常取较小的 ，H使d 堰面曲线较瘦小，高水位时，出现适 度负压，以增大流量系数，减小工程量。
（4） 溢流堰顶部曲线长度： 克－奥I型： x 1.15Hd y 0.36Hd WES型：x (0.282 ~ 0.85)Hd y (0 ~ 0.37)Hd
（5） 直线段坡度缓于1:1.4
（6） 反弧半径：
（二）溢流孔口的确定
同重力坝
3、泄槽——将过堰水流送往下游
作用：输水，是长距离输水建筑物。 要求：泄槽水位不能影响溢流堰自由泄流，
槽中不能发生水跃。
（1）水流特点：a.陡坡 i＞icr 、急流Fr＞1 b.高速水流问题——脉动、掺气、振动、 冲击波、空化空蚀
（2）平面布置及纵横剖面
总原则：a.直线、等宽、对称布置，但工程中常采用
刘家峡水电站
二、河岸溢洪道的工作方式与分类 1.工作方式
• 有闸门----大多数情况下 • 无闸门----中小型工程多雨地区
两者比较： ①堰顶高程不同； ②水位在堰顶以上，泄流能力不同； ③坝高不同； ④防洪库容相同，但位置不同； ⑤管理方式不同； ⑥溢流前缘长不同。
2.分类
由于地形条件和地质条件的不同，河岸溢洪道可有多种形式。 按水流方向是否变化分为：
边墙高由掺气水深确定：
h边 墙
h(1
k
v2 ) gR
h安
4、收缩段、扩散段、弯曲段的设计
（1）收缩段
a.水力现象：产生冲击波，使水流断面分布不均、 局部水深加大。
b.设计内容及目的：确定收缩角、收缩段长度， 使冲击波的影响最小
c.收缩角的确定： 冲击波的最大波高取决于收缩角的大小，因此泄槽的
收缩段多采用直线收缩，而不是流线型的曲线体型。
第六章 河岸溢洪道
RIVERSIDE SPILLWAY
第一节 概 述
溢洪道是河川水利枢纽中必备的泄水建筑物，其作用是排泄规划 中确定的水库不能容纳的多余洪水，以防洪水漫顶，危及挡水建筑 物的安全。
一、河岸溢洪道的适用场合
在混凝土坝中溢洪道可以与挡水建筑物相结合，建于河床中，如 溢流坝、滑雪道式溢洪道等。但不是所有的混凝土坝都具备修建坝 身溢洪道如：
D.根据最大泄量拟定渠道断面。 E.近堰一段过水断面应呈喇叭口型，自堰两边边墩起向上游逐渐加宽
成为渐变过渡段，其长度取堰顶水头的5-6倍。 衬砌厚度约需20-30cm。
2、溢流堰
溢洪道的控制段，是控制溢洪道泄流能力的关键部位 要求：增大流量系数，不产生负压及空蚀
（一）堰型
1、宽顶堰： 简单、方便、m低（0.32—0.385），适用
毁泄洪，以确保大坝安全。
第二节 正槽溢洪道
一、正槽溢洪道的组成、功用及其布置 1. 组成及功用
• 引水渠 • 溢流堰 • 泄槽 • 消能段 • 尾水渠
2.布置 从地形上讲：在坝址附近寻找马鞍形垭口以减少土石
方开挖量，泄槽线路选在地形低洼处；
从地质上讲：坚硬的岩石，开挖困难，但可省去衬砌；
软弱的岩石开挖容易，但衬砌、冲能防 冲措施工程量大；
• 井式溢洪道——水流从平面上呈环形的溢流堰四周向心
汇入，再经竖井和隧洞下泄。(p.348图8-41)
• 虹吸溢洪道——利用虹吸作用,使水流翻过堰顶的虹吸
管，再经泄槽下泄，主要是希望在小水 头时得到较大的泄量。 (p.354图8-47)
按使用频率分 • 正常溢洪道——上述四种溢洪道均为正常溢洪道。 • 非常溢洪道——设在岸边，当来特大洪水时，自溃或炸
• 正槽溢洪道——过堰水流方向与堰下泄槽纵轴线方向
一致，此型式应用最广。(p.314图8-3)
• 侧槽溢洪道——水流过堰后急转弯近90°，再经过泄
槽或斜井，或隧洞下泄；(p.343图8-36) （增加前缘长度，开挖量增加不大时，但泄量增加，可通过加大L
换取较低的设计洪水位，即用较高的堰顶高程来增加兴利库容）