泄水建筑物高速水流设计
水利水电工程中泄水建筑物设计原则及方案研究
水利水电工程中泄水建筑物设计原则及方案研究摘要：在水利水电工程中，泄水建筑物是枢纽工程的重要组成部分，是保证水利水电工程枢纽和水工建筑物安全、减免洪涝灾害的重要建筑物。
本文结合黑石罗水库的泄水建筑物设计方案，为同类工程的总体布置以及设计提供参考。
关键词：水利水电工程；泄水建筑物；设计原则；设计方案我国多数地区缺水问题严重，特别是内陆干旱地区，水资源短缺对经济发展的制约影响大，所以必须注重水利工程建设发展。
水利水电工程建设发展，可以处理好地区防洪、农业灌溉、发电、生态保护等问题。
泄水建筑物是保证水利水电工程枢纽和水工建筑物的安全、减免洪涝灾害的重要的水工建筑物，其造价常占工程总造价的很大部分。
为适应水利水电工程建设发展需要，特选择云南省昭通市黑石罗水库的泄水建筑物的设计方案供设计参考。
1工程概况黑石罗水库位于云南省东北部的昭通市，水库总库容4992.1万m³，属集镇和农村人畜生活供水及农业灌溉供水为主，兼有下游村镇、农田防洪保护作用的中型水利工程。
设计供水人口15.1万人、灌溉面积5.5万亩，工程等别为Ⅲ等。
水库枢纽工程主要由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、输水隧洞及泄洪冲沙隧洞、导流隧洞组成，由于土石坝坝高超过70m，级别提高一级，故大坝级别为2级，溢洪洞、输水隧洞及泄洪冲沙隧洞等主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。
坝址区属于侵蚀低～中山地貌，河谷呈不对称“V”型，主要地层为第四系冲洪积、崩塌堆积及残坡积；基岩为三迭系飞仙关组粉细砂岩夹页岩，岩层平缓，节理面陡倾，岩体节理裂隙发育。
2泄水建筑物与设计原则2.1泄水建筑物水利水电工程常用的泄水建筑物有：（1）低水头水利枢纽的滚水坝、拦河闸和冲沙闸；（2）高水头水利枢纽的溢流坝、溢洪道、泄水孔、泄水涵管、泄水隧洞；（3）由河道分泄洪水的分洪闸、溢洪堤；（4）由渠道分泄入渠洪水或多余水量的泄水闸、退水闸；（5）由涝区排泄涝水的排水闸、排水泵站。
积石峡水电站泄水建筑物设计
设 计 达 到 技 术 先 进 、经济 合 理 的总 体 Ｅ标 。 Ｉ 关 键 词 ：不 对 称 狭 窄 河谷 ；泄 水 建 筑 物 布 置 ；设 计 ；积石 峡 水 电站 工 程
Ｄｅ ｉｎ ｏ ａｅ ｌａ ｅＳ ｒ ｃｕ ｅ ｏ ｉｈｘａ Ｈｙ ｒ ｐ ｗｅ ｔｔ ｎ ｓｇ ｆＷ ｔｒＲｅｅ ｓ ｔｕ ｔ ｒｓｆｒＪｓ ｉｉ ｄ ｏ ｏ ｒＳａｉ ｏ Ｙｉ ， ｎＷ ｅ， ａ ｅ ｉｎ Ｗ ａ ｇＫ ｎ ｚ ｕ Ｗ ｅ ｉｎ ｈ ｎ Ｂｏ Ｒｅ ｉ Ｇ ｏＹｕ ｘａ ， ｎ ａ ｇｈ ， ｉ ａ ｚ ｅ ｇ Ｊ
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泄水建筑物三种泄水工程形式比选-水工建筑物论文-水利工程论文-水利论文
泄水建筑物三种泄水工程形式比选-水工建筑物论文-水利工程论文-水利论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：某水库位于新疆吐鲁番市托克逊县境内, 是重要的山区水库, 由于工程泄水建筑物受挡水建筑物自身条件工程区地形地貌、地质条件限制, 拟定了三种泄水建筑物设计方案。
经比选, 综合考虑该工程地形地貌、地质条件、施工、运行管理和投资因素等, 最终选择正堰明流溢洪洞方案。
关键词：水库工程; 泄水建筑物; 溢洪洞; 溢洪道; 方案比选;Abstract： A reservoir is located in Tuokexun County, Turpan City, Xinjiang which is an important reservoir in mountainous areas.Three design schemes of discharge structures have been worked out because of the topographic and geological conditions of the retaining structures in the engineering area.After comparison, considering the topography, geological conditions, construction, operation management andinvestment factors of the project, the plan for the flood discharge tunnel is finally selected.Keyword：reservoir project; draining building; spillway; scheme comparison;1 引言某水库位于新疆吐鲁番市托克逊县境内, 是重要的山区水库。
某大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设
某大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设某大坝是一个非常重要的水利枢纽，它位于某省的中部地带，是区域性水利重点工程。
该大坝的设计于2003年开始，经过多年的规划和建设，于2010年正式建成。
它的建成对于该省的水利事业起到了极为重要的推动作用，为当地经济发展提供了有力的支撑。
某大坝的主要功能是防洪、灌溉、发电以及水运。
它是一座耸立于山谷之间的大坝，拦住了河流的全部水流，形成了一座水库。
在水库的上游，水流的压力很大，这就需要建造一些泄水建筑物，以保证大坝的安全和正常运行。
在某大坝的设计过程中，泄洪渠道和泄洪口是最为核心的设施。
由于大坝所在区域经常受到强降雨的袭击，一旦水库内的水位过高，就需要及时地有计划地将部分水流释放出去，以保持水库的正常存水量，同时避免水库洪峰对下游生产和生活的影响。
泄洪渠道是一条巨大的水渠，它位于大坝的左岸，起始点为大坝的下游。
当水库内水位过高时，泄洪渠道被打开，水流就从大坝底部的取水口开始流出。
泄洪渠道的全长为1000米，宽度达到100米，最大输水能力为每秒2000立方米。
由于泄洪渠道是一项危险性极高的建筑物，所以在设计和建造过程中必须严格遵守相关的安全规定和标准。
与泄洪渠道不同的是，泄洪口是一种简单、方便的泄洪建筑物，它位于大坝的右岸。
泄洪口通常采用中央控制的方式进行管理，通过开启、关闭泄洪门调控水流的出口量。
泄洪口在平时通常是关闭的，只有在重大降雨或洪水发生时才会启用，以此来保护大坝的安全和稳定性。
在某大坝的水利枢纽布置中，还有一些其他的建筑物，如水闸和水电站。
水闸是用于调节进出水口的建筑物，通常要求其结构坚固、密封性好、开关顺畅。
水电站是利用水势发电的建筑物，其操作与维护也极其重要，只有优化水电站的运转机制，才能获得更高的发电效率。
总之，在某大坝的水利枢纽布置及泄水建筑物设上，安全性、可靠性和稳定性是最为关键的。
只有通过科学合理的设计和建设，才能确保大坝的安全运行，为当地的经济和社会发展提供稳定的水利保障。
高水头泄水建筑物泄洪消能设计思路探讨
充 分挖掘 流道 （ 包括 闸室 、 溢流 体 、 陡坡 、 陡槽 空中运 行段 等 ） 的消能潜 力 ， 消除 部 分或 大部 分 泄洪 能 量 ，
减 轻消力池或水 垫 塘 的消 能 负担 ， 顺利 完 成 泄洪 消
被破坏 ， 部分锚杆 折 断 ， 板 冲 出消力 池 外 ， 岩 最 底 基 大冲深 ８ 冲走 混凝 土 ２７万 ｍ ， 岩 ３００ ， ｍ， ． ３基 ０ｍ３三 次修复 ， 浇 混凝土 ９３万 ｍ ， 钢筋 ３４， 共 ． ３用 １ｔ至今 尚 未找到根 治措施 。看 来 ， 于实 践工 程 尚缺 对付 高 对 达 ４ ～５ｍ ｓ ５ ０ ／ 以上 高速水 流冲刷 的强有 力 的手段 和 切实可行 的办法 ， 来确保 消力池工程 安全 。
图 ２ 印度拉克瓦混凝土重 力坝剖面示意
２ｏ ｏ
板 岩
最 大 单 宽 流 量 ７ ｍ ／ ， 槽 出 口毛 水 头 ６ ２ｓ 泄
台 阶式 泄槽 的水 流 特点 是 台 阶干扰 水 流运 动 ， 加强水 流紊动掺气 ， 当水 流全断 面掺气饱 和后 ， 形成
安 全运行 ， 为令 人关 注 的技 术 难题 之 一 。解 决 这 成
一
不少 ， 尤其 是流 速高 达 ４ ～５ｍ ｓ ５ ０ ／ 以上 的底 流消 力 池， 更容易 出现 水 流 冲刷 破 坏 。如 ２ 世 纪 ８ 代 ０ ０年 建成 的前 苏 联 萨 扬舒 申斯 克 水 电站 混凝 土 重 力 拱 坝 ， 高 ２２ 坝 身泄洪 流量 １ ０ｍ ／， 用底 流 坝 ４ ｍ， ３６０ ３ｓ采
关键词 ： 高水头； 电站 ； 水 泄洪消能 ； 台阶； 消能工； 泄水建筑物
第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能
第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能第一节泄水建筑物下游的水流衔接一、泄水建筑物下游的水流特征泄水建筑群下游水力设计的主要任务是，选择及计算适当的消能措施，在较短的距离内消除余能,并使收缩断面的高速集中水流，安全地转变为下游的正常缓流，保证建筑物的安全．二、泄水建筑物下游水流衔接与消能的主要形式1。
底流式消能:下游采取工程措施，控制水跃发生的位置，通过水跃的表面旋滚和强烈的紊动达到消能的目的．2．挑流式消能:利用下泄水流的动能,将水流挑射至远离建筑物的下游,使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全,余能一部分在空中消散,大部分在水舌落入下游河道后消除.3。
面流式消能:采取一定的工程措施，将下泄的高速水流导向下游水流的表面。
通过水舌扩散、流速分布的调整及底部旋滚与主流的相互作用消除余能。
此外，可将几种消能方式集合起来，如消能戽就是一种底流和面流结合应用的消能方式.第二节底流式衔接与消能一般的水闸、中小型溢流坝或地质条件较差的各类泄水建筑物,多采用底流式消能。
底流式消能的水力计算:下游的水流衔接形式（即水跃发生的位置），确定必要的工程措施.一、泄水建筑物下游收缩断面水深的计算列坝前断面0－０及收缩断面c －ｃ的能量方程：g V h H P E c c c 2)(20`0ςα++=+=, 令流速系数ςαϕ+=c 1,则：2202ϕg Vh E c c +=即:22202ϕc c gA Q h E +=， 对矩形断面:22202ϕc c gh q h E +=由于上述方程是一元三次方程，一般需用试算法求解， 矩形断面也可迭代法求解:)(2)(022)1(i c i c h E g q h -=+ϕ，初始收缩断面水深取０. 矩形断面时，跃后水深：]1)(81[2)181(2332-+=-+=''c k c cc c h h h gh q h h 二、泄水建筑物下游水跃衔接形式及其对消能的影响1。
附录一 泄水建筑物水力设计计算公式
附录一泄水建筑物水力设计计算公式一、堰面曲线1.开敞式溢流孔的堰面曲线。
采用幂曲线时按下式和附表1计算。
x kH y n s n =-1(附1)式中H s 为定型设计水头，按堰顶最大作用水头H z max 的75%～95%计算(m)，其它符号见附图1，数值见附表1。
附表1上游坝面坡度 kn垂直(3∶0) 2.000 1.850 3∶11.9361.836原点上游宜用椭圆曲线，其方程式为x aH bH y bH s s s 22221()()()+-=式中aH s 和bH s 分别为椭圆曲线的长轴和短轴。
假设上游面垂直，其长轴aH s 和短轴bH s 可按以下关系选定：a ≈028030.~.ab a =+0873.附图1采用倒悬堰顶时(如附图1)，应满足2maxz H d ＞。
定型设计水头选择及堰顶可能出现的最大负压值参照附表2。
定型设计水头H s 情况下的流量系数m 和其他作用水头H z 情况下的流量系数m z 的比值参照附表3。
2.设有胸墙的堰面曲线。
当校核情况下最大作用水头H z max (孔口中心线上)与孔口高(D )的比值5.1max＞D H z 时；或闸门全开时仍属孔口泄流，即可按下式计算：s H x y 224ϕ=(附2)式中H s ——定型设计水头，一般取孔口中心线至水库校核洪水位的水头的75%～95%； j ——孔口收缩断面上的流速系数，一般取j =0.96；假设孔前设有检修闸门槽时取j =0.95。
其余符号参照附图2。
附图2原点上游可用单圆，复式圆或椭圆曲线，与胸墙底缘通盘考虑。
假设5.12.1max＜＜D H z 时，应通过试验决定。
H s /H z max0.75 0.775 0.80 0.825 最大负压值(m)0.5H s 0.45H s 0.4H s0.35H sH s / H z max0.85 0.875 0.90 0.95 1.0 最大负压值(m)0.3H s0.25H s0.2H s0.1H s0.0H sH z /H s 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 m z /m0.850.900.950.9751.01.0251.07二、泄水建筑物泄水能力计算公式1.开敞式溢流孔的泄水能力可按下式计算：Q m B gH z m z =εσ232/(附3)式中Q ——流量，m 3/s ； B ——溢流堰净宽，m ； H z ——堰顶作用水头，m ； g ——重力加速度，m/s 2；m z ——流量系数，初设时在定型设计水头作用的情况下，当3＞z H P '(P 为堰高，m)时，取m z =m =0.47～0.49；当3≤'z H P时，取m =0.44～0.47；ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，初设时可取ε=0.90～0.95；σm ——淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时σm =1。
《泄水建筑物高速水流设计》课程教学大纲
《泄水建筑物高速水流设计》课程教学大纲英文名称：High-speed Current Design of Outlet Structure课程编码：080820027总学时：32 实验学时：0 学分：2适用对象：水利水电工程专业卓越工程师先修课程：《水力学》、《水工建筑物》、《高等数学》等大纲主撰人：大纲审核人：一、课程的性质与任务《泄水建筑物高速水流设计》是水利水电工程专业卓越工程师的一门主要专业选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握高速水流运动的基本概念和研究方法，理解高速水流特殊的水力现象的特点，激发学生对高速水力研究课题的兴趣。
二、教学内容及要求掌握高速水流运动的基本概念与研究方法；对基本概念与研究方法的要求并重。
通过课堂讲解和相关书籍、文献的阅读，掌握常见的高速水流特殊的水力现象，并初步了解这些水力现象目前的国内外研究进展，同时能知晓这些特殊水力现象的危害，在将来的工程设计中最大限度的避免或预防，以保证实际工程的安全运行。
（一）绪论1、授课学时：2学时2、教学内容：（1）高速水流的概念（2）高速水流存在的特殊水力学问题（3）高速水流的研究方法（4）课程主要内容3、教学要求：了解高速水流的基本概念；熟悉高速水流的特殊水力学问题以及高速水流的研究方法。
4、教学重点及难点：（1）重点：高速水流的特殊水力学问题；高速水流的研究方法。
（二）高速水流的紊动1、授课学时：2学时2、教学内容：（1）高速水流的紊动特征及紊流运动分类（2）高速水流运动的数学模型（3）脉动壁压3、教学要求：了解高速水流运动的数学模型；了解紊流特征量及其计算；熟悉脉动避面压力的测量方法；掌握高速水流的紊动的特征及紊流运动的分类。
4、教学重点及难点：（1）重点：高速水流的紊动的特征及紊流运动的分类。
（2）难点：脉动壁压的形成机理、压力传感器形状与尺寸对脉动壁压实测特征值的影响。
（三）高速水流的掺气1、授课学时：6学时2、教学内容：（1）掺气现象及其影响（2）高速水流掺气机理（3）气泡在流场中的运动形态（4）高速水流的自然掺气（5）高速水流的强迫掺气3、教学要求：了解掺气现象及其影响；了解高速水流掺气机理；熟悉明渠中的掺气水流和高速挑射水流的掺气；熟悉跌落水流的掺气和水跃的掺气；掌握各种基本掺气设施有的优缺点。
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1、层流与紊流的本质区别是什么？答：1、紊流运动是由大小不等的涡体所组成的无规则的随机运动，其物理量(如流速、压强及温度等)存在脉动，即对时间和空间而言的不规则变化。
2、紊流的输运能力(用紊动黏性系数来表示)要比分子的输运能力大几个数量级。
注：紊动黏性系数又称为紊动扩散系数。
3、紊流常在高雷诺数下发生，可将其视为层流的非稳定性发展，且紊流中通过小涡体的掺混运动造成很大的能量耗损。
2、与处于中、低速运动的水流相比，高速水流的流动特性有哪些新的变化？答：1、高速水流通常为复杂边界条件下的多相体系紊流。
2、高速水流与过流边界之间的相互作用更加突出。
3、高速水流中惯性力的作用更加突出。
3、高速水流存在哪些特殊的水力学问题，请简要说明。
答：1、高速水流的紊动与流激振动2、高速水流的掺气3、高速水流的消能4、空化空蚀5、高速水流的雾化6、急流冲击波与滚波4、高速水流的研究方法有哪些？答：理论分析、试验研究、数值计算、原型观测。
1、高速水流的紊动有哪些特征，请简要说明。
答：高速水流的紊动既具有一般紊流运动的特征，随机性、大雷诺数，同时在能量耗损与扩散性等方面也有其自身的特点。
对高速水流，其能量耗损是由其内的小尺度涡体通过黏性作用而造成的，高速水流中的掺气浓度分布在很大程度上决定于水流的紊动强度及紊动扩散系数的分布。
2、紊流模型有哪些？答：雷诺应力模式(RSM)、代数应力模式(ASM)、K-ε两方程模式和紊流半经验理论3、用于描述紊流随机场的低阶统计量有哪些？答：①均值；③均方值(包括均方根值)；③概率密度函数；④相关函数；⑤谱密度函数。
4、水利水电中的脉动壁压研究主要集中在哪些方面？答：(1)脉动壁压的形成机理；2)高速水流单点脉动壁压统计特性；(3)高速水流脉动壁压的空时相关及波数频率谱特性；(4)压力传感器形状与尺寸对脉动壁压实测值的影响。
5、压力传感器形状与尺寸对脉动壁压实测特征值有什么影响？答：（1）在波数一定的条件下，压力传感器直径越大，高波数谱密度的衰减越大。
对给定的压力传感器，波数越高，其谱密度的衰减越大。
（2）压力传感器直径越大，所实测山的脉动壁压强度越低，（3）压力传感器直径越大，作用于其上的紊流中的各种“基本”结构数也越多。
1、水流掺气对水利工程有哪些影响？答：(1)泄水建筑物过流边界附近掺气可以减免空蚀破坏(2)挑射水流在空中的扩散掺气可以减小水流进入下游水垫的有效冲刷能量，从而减小水流对下游河床的冲刷。
(3)水垫或水跃中掺气以后，由于水流吸入大量空气，增强了紊动摩擦，由此也可消耗一定的能量。
(4)水流掺气使水体膨胀，水深增加，因而需加高溢洪道边墙，对明流隧洞则要求加大余幅。
2、自然掺气水流的掺气机理是什么？答：：其一是水气交界面上的水面波失去稳定，在波破碎过程中将空气卷入水流中，这是水流能够掺气的首要条件；其二是水气交界面附近的紊动足够强烈，以至于水滴在垂直于水气交界面方向上的动量能克服表面张力的作用，于是水滴跃离水气交界面，在下落过程中与水气交界面碰撞而使水流挟气，并进而通过紊动扩散作用将水面附近挟入的气泡输运至水流内部，这是水流掺气的必要条件。
掺气观测方法有哪些？答：(1)取样法：一般常用负压取样器，通过对样品的水、气分离处理测得掺气量。
(2)电测法：一般有电阻法、电容法多种，常用电阻法。
其工作原理系用水和空气的导电率不同，水气混合后的导电能力随水中掺气量的多少而异。
4、泄水建筑物主要应用的基本掺气设施有哪些？答：（1）掺气挑坎（2）掺气跌坎（3）掺气槽各种基本掺气设施有什么优缺点？答：（1）掺气挑坎，使用挑坎使水流向上挑射，脱离坎的下边界。
当挑坎具有一定的高度时，就能在坎下成空腔，在各级水头和流量下均可以形成一定长度的稳定空腔，使水流掺气。
但当挑坎的高度过低时，水舌下底缘的反向漩滚会淹没空腔;挑坎高度过高时，一方面射流水舌回落到底板的冲击压强较大，另一方面对原水面扰动较大，会抬高水面高度，在明流泄洪洞中可能造成封顶的现象，威胁洞身安全。
加设适当的挑坎高度，基本不变动原过流边界，在新建和改建工程中都可以采用，但它对过流建筑物流态影响比较大。
（2）掺气跌坎，采用上下游过流边界错开一定的高度，形成一跌坎，使水舌脱离坎的下边界，形成空腔进行掺气。
对原水流的扰动较小，水舌落水对底板的冲击力也小，不致产生冲击波。
一般在新建工程中采用，为了得到相同的空腔长度，掺气跌坎的高度要高于挑坎。
（3）掺气槽，在泄水建筑物过流面上垂直于水流方向构筑一掺气槽，其作用是在射流形成空腔的情况下，用以增大空腔体积，保证正常通气。
掺气槽的尺寸大小应该满足布置通气出口的要求。
6、掺气减蚀设施研究中存在哪些问题答：（1）机理研究落后于工程实践（2）传统的掺气减蚀设施的型式尚无法满足各种复杂条件下的工程需求（3）非均匀流段掺气水流运动特性有待深入认识（4）空腔回水问题四、计算题1、对于矩形明渠，假设掺气水流中的空气是均匀分布的，已知掺气前的水深为2m ，掺气后的水深为2.5m ，试根据“增胀”概念求掺气后的水流含气浓度（未掺气水流与掺气水流流速相等）。
答：c-=11h h a h 与ha 分别表示未掺气与掺气水流的水深1、窄缝挑坎的消能机理是什么？答：急流通过收缩边壁时，形成冲击波 导致沿垂向各质点的速度具有不同的倾角，其趋势为愈近自由表面倾角愈大。
水流出收缩段后，各质点继续沿不同方向运动，由于流速的垂向分量远大于其横向分量，故水舌的垂向扩展常比横向扩展更充分，由此导致水舌的纵向入水范围大大增加，水舌的有效冲剧能力也相应减小。
2、坝面溢流段水流运动计算有哪些方法？答：1采用紊流模型和相应的数值计算方法进行计算。
2是采用双层模型进行计算 3完全忽略黏性作用将溢流坝面全区的水流运动看成是势流运动，直接用势流理论进行计算 4运用水力学的方法直接建立挑坎处的水力要素与上、下游水位差及流量等之间的关系，再运用试验及原型观测资料确定其中的有关系数。
3、基岩冲刷机理是什么？答：过去有人认为由于基岩本身强度不够，水流能从表面对岩基进行剥蚀，或由于岩基表面凹凸不平，在高速水流作用下“凸体”的下游侧会因空蚀而引起岩基破坏。
但现在一般认为，作用于节理、裂隙及层面的动水压力，是在岩基冲刷破坏中起重要作用的破坏力。
还有人将岩基破坏过程分解为：①解体过程，即岩基的完整性被破坏；②拔出过程，即岩块脱离岩床；③搬运过程，即大部分岩块被水流向下游搬运，而仅靠水流作用力无法搬运的大岩块则停留在冲刷坑中4、影响局部冲刷坑的水力因素有哪些？答：上下游水位差、水流入水的单宽流量、水舌入水角、水舌的散裂和掺气程度、坝面溢流段及空中掺气扩散段的能量耗损，以及水流入水的流速分布与下游回流情况等，其中水流入水的单宽流量和上下游水位差影响最大，是主要因素5、溢流边界层与一般绕流边界层有哪些不同？答：①溢流边界层是在具有自由表面的有限水深的水流中产生的，因而边界层有可能包括全部水深，在不少情况下，边界层厚度与水深同数量级；②质量力对边界层的发展起着重要作用，坝面溢流所形成的边界层属溢流边界层的一种，对此种边界层，重力与离心力在边界层的形成与发展中均起着重要作。
6、挑流鼻坎按照设置高程可以分为哪几种？答：有设于坝顶附近的高鼻坎、坝身中部的中鼻坎、接近尾水位的低鼻坎以及尾水位下的淹没鼻坎。
7、底流消能水跃可划分为哪几种基本形式？答：①弱水跃②颤动水跃③稳定水跃④强水跃8、底流消能辅助消能工有哪些形式？每种形式有什么作用？答：a、趾墩，其主要作用是使进入消力池的急流在垂向上扩散，并在横向上分散为多股，从而使弗劳德数有所下降，跃后水深有所减小。
b、前墩，前墩设置于水跃前部，其辅助消能作用大，在促使强迫水跃形成及缩短消力池长度方面的作用也比较明显。
c、后墩，后墩设置于水跃区后部。
由于其位置偏后，因此冲向后墩的流速较低，其辅助消能效果也不是很显著，一般用于改善水跃流态。
d、尾槛，尾槛设置于消力池末端，具有辅助消能作用，还可控制出池水流的底部流速。
此外，槛后还可形成小的底部横向环流，防止在尾槛下游出现较深的贴壁冲刷。
9、跌坎面流和戽斗面流的共同点是什么？答：来流离开跌坎或戽斗后，高速水股在下游水面；底部有顺时针横轴漩滚；表面可能有1～2个逆时针横轴漩滚(取决于下游水深条件)，也可能没有表面漩滚(下游水深不太大时，出现跌坎自由面流)；曲率显著的主流水股夹在底、表漩滚之间紊动扩散，尾部缓流水面的波浪较大，并延续较长距离；主流水股与漩滚间的紊动剪切面以及漩滚本身是消散动能的主要部位。
10、跌坎面流和戽斗面流消能的主要区别是什么？答：跌坎位置较高，坎顶水平或只有小挑角，主流水股的曲率较小，横轴漩滚的强度较小，跌坎附近集中消能有限，下游波浪延伸较远；戽斗位置低而挑角大(常用45。
)，有较大的斗内空间，出戽斗的高速水股形成明显涌浪，水股和涌浪的曲率都较大，表面横轴漩滚(特别是戽斗内漩滚)强度较大，消能率较高，下游也有波浪问题，但不如跌坎面流突出。
11、台阶式溢洪道和多级跃水流动的区别是什么？答：跌水的水舌下缘与大气相通并具有自由面，而台阶式溢洪道底部的水流运动则由众多漩涡所构成。
12、自由跌落消能的适用条件是什么？答：它只适用于坚硬岩基，旦坝虽较高但单宽泄流量较小的情况，而且坝脚附近往往还要设钢筋混凝土护坦防冲，必要时还要保护两侧岸坡13、宽尾墩出流具有哪些特点？答：(1)坝面水流三面接触空气，并有水翅、空腔等流态，水流与空气的接触面积大大增加，而且两个侧面的水流都是紊流，因而水流的掺气量亦随之增加，有利于坝面的防蚀。
墩后大面积的无水区更可降低对施工平整度的要求。
(2)水冠是由相邻水股碰撞、顶托形成，而水股又在不断摆动，所以对水冠的扰动较大，使其掺气量更加增大。
即使在模型中挑流水冠亦呈气、水混合的乳白色状态，可以推测在原型中其掺气量将更大。
(3)由于坝面水流掺气和水股互相碰撞等因素将使水流动能损失增加。
同时由于挑射水流高、低相间，挑流水舌呈高而薄的雄鸡尾状，落点分散，空中消能率和水垫消能率都大幅度提高。
14、宽尾墩出流消能原理是什么？答：宽尾墩本身不独立工作，但一系列宽尾墩作为溢流坝闸墩而与底流或挑流或戽流消能工组成联合消能工运行后就会产生极佳的水力特性和消能效果。
水流通过相邻宽尾墩分隔而成的闸室时，由于过水宽度沿程收缩，墩壁转折对急流的干扰交汇，形成冲击波和水翅，坝面水深增加2～3倍，有如一道窄而高的“水墙”，其与空气的接触面积增加，掺气量也相应增大。
水流跌入反弧段时，由于弧面影响，横向扩散加强，并与邻孔水流相互碰撞顶托而向上壅起，形成很高的水冠挑射出去。
四、计算题1、对于直墙式宽尾墩，已知墩头和墩尾的宽度分别为0.5m和1.5m，宽尾墩进流宽度为3m，始折点距宽尾墩末端的纵向长度为2m，求宽尾墩的收缩比和尾端折角。