正槽式溢洪道

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6第六章 溢洪道

6第六章  溢洪道
宽顶堰 实用堰 驼峰堰 折线形堰
宽顶堰
宽顶堰的特点是结构简单,施工方便, 但流量系数较低 。(图1)
实用堰
实用堰与宽顶堰相比较,实用堰的流量系 数比较大,在泄量相同的条件下需要的溢流前 缘较短 。(图2)
驼峰堰
驼峰堰是一种复合圆弧的溢流低堰,堰面 由不同半径的圆弧组成,如图6-9所示。其流量 系数可达0.42以上,设计与施工简便,对地基 的要求低,适用于软弱地基。 (图3)
第三节 侧槽溢洪道
一、侧槽溢洪道的布置特点
组成:由控制段、侧槽、泄槽、消能防冲设施和出 水渠等部分。
适用条件:一般适用于坝址山头较高、岸坡较陡、 岩石坚固而泄量较小的情况。这种型式的溢洪道多 用于中小型工程。
特点:溢流堰可采用实用堰,堰顶一般不设闸门。 根据地形、地质条件,堰后可以是开敞明槽,也可 以是无压隧洞,也可利用施工导流隧洞,如图所示。 侧槽溢洪道与正槽溢洪道的主要区别在于侧槽部分, 其堰
堰顶高程
中、小型水库溢洪道,特别是小型水库溢洪道常不 设闸门,堰顶高程就是水库的正常蓄水位;溢洪道 设闸门时,堰顶高程低于水库的正常蓄水位。堰顶 是否设置闸门,应从工程安全、洪水调度、水库运 行、工程投资等方面论证确定。侧槽式溢洪道的溢 流堰一般不设闸门。
折线形堰
胸墙
当水库水位变幅较大时,常采用带胸墙的溢流堰。 这种布置型式,可以减小闸门尺寸,在较低库水 位时开始溢流,提高水库汛前限制水位,充分发 挥水库效益。但在高水位时其超泄能力不如开敞 式溢洪道。
由于侧槽内的流量是沿流向不断增加的,所以侧槽 底末一较深宽般端,亦b断0/调应面bl越整沿底小段水宽,(流bl的则的方比侧工向值槽程逐对的量渐侧开也增槽挖相加的量应。工越增起程省加始量,。断影但所面响槽以底很底,宽挖大应b0与得。根 据b施0/工地bl采要形用求、1,地~1b质/l一2,条般其件选中用确b与定0的泄比最槽较小底经值宽济应相的满同b足。0/开bl 值挖,设通备常和

水工建筑物-溢洪道(第七章)

水工建筑物-溢洪道(第七章)

第 二 节 正 槽 溢 洪 道
(2)实用堰 实用堰的优点是堰面流量系数比宽顶堰大,泄水能力 强,但施工相对复杂。在大中型工程中,特别是在泄洪 流量较大的情况下,多采用这种堰型,如图6-5(b)所 示。 我国多采用: WES 标准剖面堰和克一奥剖面堰;堰面的 水力学参数可参见《水力学》或有关设计手册。对于重 要工程,其水力学参数应由水工模型试验进行验证或修 正。
和振动。在工程实践中,布臵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。专门布臵竖井式溢洪道泄洪在我国应用较 少。
第 一 节 概 述
1
3
2
4
5
图6-3 竖井式溢洪道示意图 1—环形喇叭口; 2—渐变段; 3—竖井段
第 一 节 概 述
第 一 节
(4)虹吸式溢洪道:如图6-4所示,它是一种封闭式溢 概 洪道,其工作原理是利用虹吸的作用泄水。当库水位达 述 到一定的高程时,淹没了通气孔,水流经过堰顶并与空 气混合,逐渐将曲管内的空气带出,使曲管内产生真空, 虹吸作用发生而自动泄水。这种溢洪道的优点是能自动 调节上游水位,不需设臵闸门。其缺点是超泄能力较小, 构造复杂,且工作可靠性较差,在大中型工程应用较少。 以上四种类型的泄洪设施,前两种设施的整个流程 是完全敞开的,故又称为开敞式溢洪道,而后两种又称 为封闭式溢洪道。
第 二 节 正 槽 溢 洪 道
三、泄槽 泄槽的水流特点是高速、紊乱、掺气、惯性大,对 边界变化非常敏感。当边墙有转折时,就会产生缓冲 击波,对下游消能产生不利影响;当水流的佛氏数 Fr > 2 时,将会产生波动和掺气现象;若流速超过 15m/s 时,可能产生空蚀问题。因此,应注重泄槽的合理布 臵。 1、泄槽的平面布臵 泄槽在平面上应尽量按直线、等宽和对称布臵。当泄 槽较长,为减少开挖,可在泄槽的前端设收缩段、末 端设扩散段,但必须严格控制。为了适应地形地质条 件,减少工程量,泄槽轴线也可设臵弯道。

河岸溢洪道介绍

河岸溢洪道介绍
(二)自溃式非常溢洪道
(三)爆破引溃式非常溢洪道
二、破副坝泄洪
当水库没有开挖非常溢洪道的适宜条件, 而有适于破开的副坝时,可考虑破副坝的应急 措施,其启用条件与非常溢洪道相同。
这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直, 与过堰水流方向一致,过堰水流平顺稳定。
正槽溢洪道结构简单,施工方便,因而大中 小型工程广泛采用,特别是拦河坝为土石坝的水 库。
一、正槽式溢洪道的位置选择
溢洪道在水利枢纽中的位置选择,关系到工程的总 体布置,影响到工程的安全、工程量、投资、施工进度 和运用管理。其位置选择主要考虑以下因素:
第四节 井式溢洪道与虹吸式溢洪道
一、井式溢洪道
井式溢洪道通常由溢流喇叭口、渐变段、竖 井、弯段、泄水隧洞和出口消能段等部分组成。
二、虹吸式溢洪道
虹吸式溢洪道是一种封闭式溢洪道,封闭式 进口的前沿低于溢流堰顶。
第五节 非常溢洪设施
当校核洪水与设计洪水的泄流量相差较大时,应当考 虑设置非常泄洪设施。目前常用的非常泄洪设施有:非常 溢洪道和破副坝泄洪。
(二)控制段
控制段的主要作用是控制溢洪道的泄流能力, 它由溢流堰及其两侧的连接建筑组成,是控制溢 洪道泄流能力的关键部位。
1、溢流堰的形式 溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰,有时也用
驼峰堰。
2、闸门的布置与选型 溢流堰可设闸门,也可不设闸门。
3、堰顶高程和孔口尺寸的确定 其设计方法与溢流坝相同。
(三)泄槽
正槽溢洪道在溢流堰后多用泄水陡ห้องสมุดไป่ตู้与出口 消能段相连接,以便将过堰洪水安全地泄向下游 河道。
1、泄槽的平面布置 泄槽在平面上宜尽量成直线、等宽对称布置,
使水流平顺,避免产生冲击波等不良现象。

浅议正槽溢洪道泄槽设计

浅议正槽溢洪道泄槽设计

θ0
=
a rctg
(r 0
+
b b / 2)tgβ1
(9)
式中 b——弯道槽宽,m ; r 0——弯道中心线的曲率半径,m ; β——波角,( );
1
θ0 ——第一个外侧最高水位所对应的圆心角,( )。 c .边墙水深按下式计算:
θ1 ±θ=
3t g 1
3 Fr 2 1
tg 1
1 Fr 2
1
(1 0 )
扰动的反射和 负扰动的反射同时在同一点 发生,两者互相抵 消,结果使在 折射点以下的下泄水流被导 向与边墙平行,扰 动减至最小。
根据动量原理,偏转角 θ和产生冲击波后的水深之间的
关系为: h2 = tgβ1 h1 tg(β1 θ)

(5)
tgθ=
tgβ1 (
1+
8
Fr
2 1
sin 2
β1
3)
2tg 2 β1 + ( 1+ 8F r12 si n2 β1 1)
图 1 正槽溢洪道布置图 1—进水渠;2—溢流堰段;3—泄槽;4—消能段
5—尾水渠;6—非常溢洪道;7—土坝 泄槽纵剖面设 计主要是决定纵坡。泄槽 纵坡必须保证泄 槽中水位不影 响溢流堰自由泄流和槽中不 发生水跃,使水流 始终处于急流 状态。因此,泄槽纵坡必须 大于临界坡度。为 了减少工程量 ,泄槽沿程可以随地形、地 质变坡,但变坡次
在直线边墙收缩段中,由于边墙向内偏转 θ角,急流受 边墙阻碍,迫 使水流从收缩边墙起点开始 沿边墙转向,发生 水面局部雍高 的正扰动,雍高的扰动线在 交汇后经传播,再
发生折射,在 收缩段末端因边墙向外偏转 ,水流失去依托而 发生水面局部 跌落的负扰动,其扰动线也 向下游传播。由于 这些作用叠加 的结果,将使下游流态更为 复杂。如果能使正

6第六章--溢洪道

6第六章--溢洪道
为1~2m/s。断面形状为梯形,应注意边坡稳定。做好衬砌, 减小糙率。
纵断面 底坡采用逆坡或平坡,渠底高程要低于堰顶高程。
二、控制段
(一)溢流堰旳形式 溢流堰一般选用宽顶堰、实用堰,有时也
是用驼峰堰、折线形堰。溢流堰旳体形应尽量 满足增大流量系数,在泄。
宽顶堰 实用堰 驼峰堰 折线形堰
宽顶堰
宽顶堰旳特点是构造简朴,施工以便, 但流量系数较低 。(图1)
泄槽旳横剖面
泄槽横剖面形状在岩基上多做成矩形或近似于矩
形,以使水流均匀分布和有利于下游消能,边坡坡 比大约为1:0.1~1:0.3;在土基上则采用梯形,但边 坡不宜太缓,以预防水流外溢和影响流态,大约为 1:1~1:2。
掺气水深hb(m)可用下式估算
v
hb
(1 )h 100
外墙水面与中心线水面旳高差Δh
三、泄槽
泄槽旳底坡常不小于水流旳临界坡
泄槽旳平面布置在平面上宜尽量采用直线、等 宽、对称布置
泄槽在平面上需要设置弯道时,弯道段宜设置在 流速小、水流比较平稳、底坡较缓且无变化部 位 (图4)
泄槽旳纵剖面
泄槽旳纵剖面应尽量按地形、地质以及工程量少、 构造安全稳定、水流流态良好旳原则进行布置。 常用旳纵坡为1%~5%,有时可达10%~15%,坚 硬旳岩石上能够更大,实践中有用到1∶1旳。 (图5 )
第一节 概述 第二节 正槽溢洪道 第三节 侧槽溢洪道 第四节 非常溢洪道
一、河岸溢洪道旳类型
1. 正槽式溢洪道 特点:水流平顺,泄水能力强,构造简朴,常用。
合用:岸边有合适旳马鞍形山口时,此时开挖量最小。 2.侧槽式溢洪道 特点:水流过堰后,转向约90°,进入泄水槽。 合用:水流条件复杂,水面极不平稳,构造复杂,对大坝有

水工建筑电子课件:正槽式溢洪道共41页文档

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水工建筑电子课件:正槽式溢洪道
56Байду номын сангаас死去何所道,托体同山阿。 57、春秋多佳日,登高赋新诗。 58、种豆南山下,草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ,带月 荷锄归 。道狭 草木长 ,夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ,但使 愿无违 。 59、相见无杂言,但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕,亭亭月将圆。
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克

水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析

水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析

水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析摘要:随着经济的发展,水利工程的发展也在进一步推进,而在水利工程中,泄洪建筑物是不可缺少的重要部分,所以水利枢纽的泄槽设计就显得极为重要。

本文主要就水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计进行了分析研究。

关键词:水利枢纽正槽溢洪道泄槽设计引言近年来,洪水频发给人们的生命以及财产安全造成了严重威胁,所以水利枢纽的防洪泄槽就显得尤其重要。

必须要注重水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计,确保水利的正常运行。

而正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分组成,溢流堰轴线与泄槽轴线接近正交,过堰水流流向与泄槽轴线方向一致。

其中,控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体,注重溢洪道主体的设计与管理是做好水利工程的关键所在。

一、泄槽的布置1、平面布置泄槽在平面上宜尽量成直线、等宽、对称布置,使水流平顺,避免产生冲击波等不良现象。

但实际工程中受地形、地质条件的限制,有时泄槽很长,为减少开挖、衬砌工程量或避免地址软弱带等,往往做成带收缩段和弯曲段的型式以及扩散段。

(l)收缩段。

泄槽段水流属于急流,如必须设置收缩段时,其收缩角也不宜太大。

当收缩角太大时,必须进行冲击波计算,并应通过水工模型试验验证。

收缩段最大冲击波波高由总偏转角大小决定,而与边墙偏转过程无关。

因此,为了减小冲击波高度,采用直线形收缩段比圆弧形收缩段为好。

当收缩角较小时,冲击波较小,不一定要进行冲击波计算,可直接采用经验公式计算收缩角。

(2)弯曲段。

泄槽弯曲段通常采用圆弧曲线,弯曲半径应大于10倍槽宽。

弯曲段水流太复杂,设计的主要问题在于使断面内的流量分布趋近均匀,消除或抑制冲击波。

弯曲段的水力设计方法很多,大体可分为两类:施加侧向力,即采取工程措施,向弯曲段水流施加作用力,使它与水流所受的离心力相平衡,以达到消除干扰的目的。

渠底超高法,弯曲导流墙法等方法都属于这一类。

干扰处理法,即在曲线的起点和终点,引入与原来的干扰大小相等但相位相反的反扰动,以消除原来的扰动影响。

第六章 溢洪道

第六章 溢洪道

第六章河岸溢洪道教学要求:了解溢洪道作用和工作特点,掌握溢洪道设计的基本步骤和方法,熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。

第一节概述在水利枢纽中,必需设置泄水建筑物。

溢洪道是一种最常见的泄水建筑物,用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流,以满足安全和其他要求而修建的建筑物。

溢洪道可以与坝体结合在一起,也可以设在坝体以外。

混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪,如各种溢流坝。

此时,坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物,枢纽布置紧凑、管理集中,这种布置一般是经济合理的。

但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝,一般不容许从坝身溢流或大量泄流;或当河谷狭窄而泄流量大,难于经混凝土坝泄放全部洪水时,需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道(通常称河岸溢洪道)或开挖泄水隧洞。

河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物,适用范围很广,除了以上情况外,还有:(1)坝型虽适于布置坝身泄水道,但由于其他条件的影响,仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是:①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时;②为布置水电站厂房于坝后,不容许同时布置坝身泄水道时;③水库有排沙要求,而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时(如三门峡水库,除底孔外,又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞)。

(2)虽完全可以布置坝身泄水道,但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时,也会用坝外泄水建筑物。

如:①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件,如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外,还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞;②施工期已有导流隧洞,结合作为运用期泄水道并无困难时。

岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况,可分为正常溢洪道(包括主、副溢洪道)和非常溢洪道。

正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。

超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。

正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道,但采用这种布置是有条件的,应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定,主溢洪道宣泄常遇洪水,常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。

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151.77 150.97 149.57 147.37 146.07 144.67
底高程 (m) 146.86
水面高程 (m) 148.41
0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.042 0.042
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.9992 0.9992 0.9992 0.9992 0.9992 0.9992 0.9992 0.9991 0.9991
C 50.71
2.318
2.876
116.940
安全超高 计算导墙高 现状导墙高 (m) 程(m) 程(m) 0.50 148.91 154.07
0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
148.18 147.72 147.28 146.86 146.46 146.06 144.62
0.411637 33.71687 0.426624 31.35867
h1 0.504004
0.0520942
水舌垂 直高度
跌落处垂 直流速
3.674474 8.509702
底坡降i 0
平均摩 COSθ 阻坡降J 0.000 1.0000
hcosθ 1.55
α v2/2g 0
Δl #DIV/0!
分段长 10.00
0.8096
4.593093
桩号 0
水深h 1.550
宽度b 10.4
边坡m 过水面 湿周χ 积A 0.5 17.32 13.87
水力半 平均半 径R 径R' 1.25 1.11
流速v 0.00
平均流速 v' 0.00
糙率n 0.02
10 20 30 40 50 60 80.37 85.55 0
1.140 1.080 1.040 1.020 1.020 1.020 0.399 0.412 0.427
146.54 146.14 145.74 145.34 144.94 144.54 143.73
147.68 147.22 146.78 146.36 145.96 145.56 144.12 0.41 0.427
Q 62.9
m 0.37
b 6
侧收缩ζ 0.95
安全超高 计算导墙高 现状导墙高 (m) 程(m) 程(m) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 118.65 117.92 117.44 116.98 116.54 116.12 115.70 114.22 123.80 121.50 120.70 119.30 117.70 115.80 114.40
0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
湿周χ
水力半径 R
HO
C
临界坡度ik
13.52407 1.21605 3.57
51.656897 0.004141
面线计算 底坡降i 0 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042 平均摩 阻坡降J 0.007 0.013 0.015 0.016 0.016 0.016 0.194 1.012 0.908 COSθ 1.0000 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 0.9991 hcosθ α v /2g
2
Δl -36.50 3.68 3.25 1.92 0.00 0.00 -220.40 2.32 2.71
分段长 10.00 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01 20.39 5.18 -85.63
底高程 (m) 116.6 116.28 115.86 115.44 115.02 114.60 114.18 113.32
水面高程 (m) 118.15 117.42 116.94 116.48 116.04 115.62 115.20 113.72 0.41 0.427
1.550036 0.768296 1.138996 1.442377 1.079049 1.610728 1.039084 1.739634 1.019102 1.809888 1.019102 1.809888 1.019102 1.809888 0.398649 35.9805
0.97 0.92 0.89 0.88 0.88 0.88 0.36 0.37 0.38
0.94 0.90 0.89 0.88 0.88 0.62 0.36 0.38
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
h 临界 水深hk 1.550 1.536
Q
q
2
B
b 10.3
m 0.2
a 1.1
糙率n 0.02
过水面积 A
62.9 33.水面线计算 桩号 0 10 20 30 40 50 60 80.37 85.55 0 水深h 1.550 1.140 1.080 1.040 1.020 1.020 1.020 0.399 0.412 0.427 宽度b 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 6 6 6 边坡m 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 过水面 湿周χ 积A 16.60 12.12 11.47 11.03 10.82 10.82 10.82 2.43 2.51 2.60 13.56 12.73 12.60 12.52 12.48 12.48 12.48 6.81 6.84 6.87 水力半 平均半 径R 径R' 1.22 0.95 0.91 0.88 0.87 0.87 0.87 0.36 0.37 0.38 1.09 0.93 0.89 0.87 0.87 0.87 0.61 0.36 0.37 流速v 3.79 5.19 5.49 5.70 5.82 5.82 5.82 25.93 25.10 24.21 平均流速 v' 4.49 5.34 5.59 5.76 5.82 5.82 15.87 25.51 24.65 糙率n 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
1.139089 1.079137 1.039169 1.019185 1.019185 1.019185 0.398681 0.411637 0.426624
0 0 0 0 0 0 0 0 0
-1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.00 -15.51 0.32 0.36
10.01 10.01 10.01 10.01 10.01 20.39 5.18 -85.63
71.5
28.05
28.050
h1
q
Φ 0.95
H0 7.92
m
COSθ
0.6865 5.763 0.334
1/1.25 0.780869
变坡处水舌跌落点计算
上游比 降m1 1/10 cosθ 1 sinθ 1 上游比 降m2 1/1.25 水舌跌 落时间t 水舌水 平长度
0.99504 0.0995
10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 6 6 6
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
12.51 11.82 11.36 11.13 11.13 11.13 2.47 2.56 2.65
12.95 12.81 12.73 12.68 12.68 12.68 6.89 6.92 6.95
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