溢流坝段表孔设计计算说明
溢流坝段表孔设计计算说明
溢流坝段表孔设计计算说明== 第4章溢流坝段表孔设计溢流坝段既是挡⽔建筑物，⼜是重⼒坝枢纽最中重要的泄⽔建筑物。
设计时，除了应满⾜稳定和强度要求外，还要满⾜因泄⽔带来的⼀系列要求，包括：(1 ) 具有⾜够的孔⼝体形尺⼨和较⾼的流噩系数，，以使之具有⾜够的溢流能⼒。
( 2) 应具有良好的孔⼝体形，以使⽔流平顺地过坝，不产⽣有害的负压、震动和空蚀等。
( 3 ) 保证下游河床不产⽣危及坝体安全的局部冲刷。
( 4 ) 溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游⽔流流态平顺，不产⽣折冲⽔流，不影响枢纽中的其他建筑物的正常运⾏。
(1) ⼜灵活可靠的下泄⽔流控制设备，如闸门启闭机等4. 1 确定溢流断⾯长度4.1.1 设计单宽流量溢流重⼒坝的单宽流量 q 需综合考虑地质条件、枢纽布置下、游河道⽔深和消能⼯设计等因素，通过技术经济⽐较后选定。
单宽流噩愈⼤，所需的溢流前缘愈短，对枢纽布置有利，但下泄⽔流动能⼤，对下游消能防冲不利，。
近年来随着消能⼯技术的进步，选定的单宽流量也不断增⼤。
本设计中，三峡坝之下游段地质条件优良，故可假定单宽流盐q=200m 3 /s , 据此可假定溢流坝段长度。
(1 ) 设计洪⽔位⼯况下： Q = 23540 m3/s则可假定 Q 23540 L = — == 117 .7 m200( 2 ) 校核洪⽔位⼯况下： Q = 3526 0 m3/s则可假定Q 35260L = — == 176 .3m200选取⼆者中的最⼤值，确定溢流段长度为176. 3m本设计选⽤平⾯钢闸门形式，因其结构简单，⽽且闸墩受⼒条件良好。
取孔⼝净宽为b = 8 ⽶。
a 、计算孔⼝数：(1 )设计洪⽔位⼯况下·. n =117 .7= 14 .71( 2 ) 校核洪⽔位⼯况下： 176 .3据此计算Q 溢 = 22X 8X200 = 35300 m3/s, 满⾜设计洪⽔位和校核洪⽔位⼯况下所需的下泄流量。
b 、闸门布置：溢流坝段表孔采⽤平⾯钢闸门，常⽤的布置有跨缝布置和跨墩布置，其中跨缝布置可以减少闸墩长度，但对地基要求较严格，若产⽣地基不均匀沉降则对闸门启闭运⾏极为不利，⽽跨墩布置可以适当放松对地基的要求，然⽽却增加了闸门的长度，使整个溢流坝段长度增⼤，对其经济性产⽣影响。
溢流坝段剖面设计
溢流坝段设计不设闸门的堰顶高程就是水库的正常蓄水位，库水位超过堰顶后就溢过堰顶泄向下游，这种型式结构简单、管理方便，适用洪水流量大、上游淹没损失不大的中小型工程。
坝顶表孔溢洪道优点：（1）结构简单，检查维修方便，（2）水流平顺，（3）便于排除漂浮物，不易堵塞，（4）泄流量与堰顶水头H 的3/2次，超泄潜力大。
但表孔位置较高，在开始泄流时流量很小，不能及时加大泄量降低库水位。
另外它不能满足排砂、放库等要求。
1.1 溢流堰泄流能力计算基本公式： 32s W Q Cm =σε 式中：Q —流量，m 3/s ；B —溢流堰净宽，m ；H w —堰顶以上作用水头，m ；g —重力加速度，m/s 2；m —流量系数，根据P/H d ≥3时，可取m=m=0.47～0.49,本设计取0.49； C--上游面为铅直时，C 取1.0；ε—侧收缩系数，取1.0；δs —淹没系数，取1.0；H w =(1438.1-1435.5) ⨯90%=2.34m333220.4925 2.34194.13/s w Q Cm m s σε==⨯=1.2 堰剖面设计溢流坝段的堰面曲线，当设置开敞式溢流孔时可采用实用堰曲线。
设计水头可以取0.75～0.95倍的校核水位时的堰上水头。
H d =H max ×90%=(1438.1-1435.5) ×90%=2.34m堰顶O 点上游三段圆弧的半径及其水平坐标值为R 1=0.5Hd=0.5×2.34=1.17mR2=0.2Hd=0.2×2.34=0.47mX 2=-0.276Hd=-0.276×2.34=-0.65mR 3=0.04Hd=0.04×2.34=0.09mX 3=-0.282Hd=-0.282×2.34=0.66m1.2.1 反弧半径的计算查溢洪道设计规范《SL 253-2000》2.5.4挑流消能可用于岩石地基的高中水头枢纽。
溢流坝水力计算说明书
溢流坝水力计算说明书项目水力计算培训报告教师:鄂作者:赵水利工程27级溢流坝水力计算手册基本信息见“任务说明”1，根据明渠均匀流，根据“数据”计算绘制下游河道(1)的“水位流量”关系曲线。
坝址处的河道断面为矩形断面(2)计算公式(按明渠均匀流计算，即谢才公式):v = criq = acric = R1/6a = bn x = b+2hr =1 na x(3)计算(50年q和100年q对应的水深采用迭代法计算，即矩形断面迭代公式为:h？(nQi)3/5(b？2h)ba，迭代计算50年一次Q=1250m3/s的水h，将已知数据代入公式(Q=1250m3/s，i=0.001，n=0.04，b=52m)得到h？(0.04？12500.001)3/5(52。
？2h)3/5 52首先设定水深h01=0，并代入上述公式得到h02=7.759，然后将h02代入上述公式得到h03=8.613。
用同样的方法，H04 = 8.699，H05 = 8.708，H06 = 8.709，H07 = 8.709，总而言之，最终h = 8.709 m.b .迭代方法用于计算相对于hh = 9.395m .的100年Q=1400m3/s，如a所示。
同样的方法可用于计算和绘制“水位-流量”关系曲线第1页199工程水利计算培训报告指导教师:鄂作者:赵水利工程27级河流下游水位流量关系计算表水利工程水力顺序谢才是流速、水深、h区、湿周长、x半径数、c v r 1 1.000 52.000 54.000 0.963 24.843 0.771 2 3 4 5 6 7 8 9流量Q 40 406.000备注50年回归100年回归谷底深度，2.000 10 4.000 56.000 1.857 27.717 1.194 124.223 407.000 3.000 156.000 58.000 2.690 29.482 1.529 238.522 408.000 4.000 22 230 2.468 898.283 412.000 8.000 416.000 68.000 6.118 33.809 2.644 1，100.077 413.000 8.709 452.868 69.418 6.524 34.174 2.760 1，250.004 413.709 10 9.9 800，000，000 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 000流量单位(m3/s)水位单位(m)水位▽(图2)页2工程水力学计算实训报告教师:作者:赵(问？？MB2g)2/3计算:1。
溢流坝水力计算说明书
溢流坝水力计算说明书基本资料见《任务指导书》一、 按明渠均匀流计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线 （1） 由《资料》可知，坝址处河道断面为矩形断面 （2） 计算公式（按明渠均匀流计算，即谢才公式计算）： V=C RiQ=AC RiC=n1R 6/1 A=bn X=b+2h R=XA （3） 计算（五十年一遇Q 和一百年一遇Q 相对应的水深，采用迭代法计算水深，即矩形断面迭代公式为：bh b inQ h 5/25/3)2()(+=a 、迭代法计算五十年一遇 Q=12503m /s 的水深h将已知数据代入公式（Q=12503m /s ，i=0.001,n=0.04，b=52m ）得：52)2.52()001.0125004.0(5/35/3h h +⨯= 首先设水深h 01=0,代入上式，则得h 02=7.759,再将h 02代入上式得h 03=8.613,用同种方法可有：h 04=8.699,h 05=8.708,h 06=8.709,h 07=8.709,综上所述最后得h=8.709m. b 、用迭代法计算一百年一遇Q=14003m /s 相对应水深h如a 所示，用同种方法可解得一百年一遇Q=14003m /s 相对应水深h=9.395m. (4)计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线(图一):溢流坝剖面图下游河道水位与流量关系计算表（表一）（图二）二、 确定溢流堰得堰顶高程并溢流面剖面 （1） 坝顶高程的确定（参考例8-5） a 、 坝上水头H 0计算:3/2)2(0gmB QH σε=计算：1、初步估算 H 0可假定H O ≈H,由于侧收缩系数与上游作用水头有关，侧可先假设侧收缩系数ε，求出H ，再校核侧收缩系数的值。
因堰顶高程和水头H0未知，先按自由出流计算，取σ=1.0，然后再校核。
由题意可知Q=12503m /s ,设ε=0.90，则;3/2)8.9285502.090.00.11250(0⨯⨯⨯⨯⨯⨯=H =6.25(m)2、计算实际水头H 。
第四章溢流坝段设计说明
第四章溢流坝段设计4.1孔口设计1.确定工程等级本工程基本资料防洪要求减轻洪水对A市和A平原的威胁，在遇到5000年一遇和1000年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来的12100立方米/秒、10900立方米/秒分别削减为6350立方米/秒、5750立方米/秒。
要求设计洪水时最大下泄流量限制为6550立方米/秒。
其他参数见表4。
4-1由此可以确定水工建筑物工程等级为Ⅰ级。
2.孔口形式选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。
因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型，以满足泄水的要求；且使水流平顺，不产生空蚀破坏。
溢流坝的泄水方式主要有以下两种：（1）开敞溢流式除泄洪外，它还可排除冰凌或其它漂浮物，如图 1 所示。
堰顶可设置闸门，也可不设。
不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位雍高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量，适用于大型工程及重要的中型工程。
闸门在顶部，操作方便，易于检修，工作安全可靠，所以，开敞溢流式得到广泛采用。
（2）大孔口溢流式为了降低堰顶闸门的高度，增大泄流可采用带有胸墙的溢流堰，如图2 所示。
这种型式的溢流孔可按洪水预报提前放水，从而腾出较大库容蓄纳洪水，提高水库的调洪能力。
为使水库具有较大的泄洪潜力，宜优先考虑开敞式溢流孔。
(3)综合上面所述，本设计采用开敞式溢流设闸门。
图1开敞溢流式堰图2孔口溢流式堰3.孔口尺寸确定从基本资料中得知，本电站4台5万千瓦机组。
正常蓄水位为2184.5米，汛期限制水位为2182米，死水位2163米，4台机满载流量332立方米/秒，相应尾水位2103.5米。
（1）单宽流量的确定。
通过调洪演算，可得出枢纽的总下泄流量Q总（坝顶溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的总和），通过溢流孔口的下泄流量应为Q 溢=Q总−αQ式中；Q0为经过电站和泄水孔等下泄的流量，α为系数，正常运用时取0.75~0.9，校核运用时取1.0。
第四章溢流坝段设计
第四章溢流坝段设计4.1孔口设计1.确定工程等级本工程基本资料防洪要求减轻洪水对A市和A平原的威胁，在遇到5000年一遇和1000年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来的12100立方米/秒、10900立方米/秒分别削减为6350立方米/秒、5750立方米/秒。
要求设计洪水时最大下泄流量限制为6550立方米/秒。
其他参数见表4。
由此可以确定水工建筑物工程等级为Ⅰ级。
2.孔口形式选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。
因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型，以满足泄水的要求；且使水流平顺，不产生空蚀破坏。
溢流坝的泄水方式主要有以下两种：（1）开敞溢流式除泄洪外，它还可排除冰凌或其它漂浮物，如图1 所示。
堰顶可设置闸门，也可不设。
不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位雍高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量，适用于大型工程及重要的中型工程。
闸门在顶部，操作方便，易于检修，工作安全可靠，所以，开敞溢流式得到广泛采用。
（2）大孔口溢流式为了降低堰顶闸门的高度，增大泄流可采用带有胸墙的溢流堰，如图2 所示。
这种型式的溢流孔可按洪水预报提前放水，从而腾出较大库容蓄纳洪水，提高水库的调洪能力。
为使水库具有较大的泄洪潜力，宜优先考虑开敞式溢流孔。
(3)综合上面所述，本设计采用开敞式溢流设闸门。
图1开敞溢流式堰图2孔口溢流式堰3.孔口尺寸确定从基本资料中得知，本电站4台5万千瓦机组。
正常蓄水位为2184.5米，汛期限制水位为2182米，死水位2163米，4台机满载流量332立方米/秒，相应尾水位2103.5米。
（1）单宽流量的确定。
通过调洪演算，可得出枢纽的总下泄流量Q总（坝顶溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的总和），通过溢流孔口的下泄流量应为Q 溢=Q总−αQ0式中；Q0为经过电站和泄水孔等下泄的流量，α为系数，正常运用时取0.75~0.9，校核运用时取1.0。
溢流坝段设计
4、溢流坝设计4.1 孔口设计4.1.1 泄水方式的选择重力坝的泄水主要方式有开敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外还可以排除冰凌或其他漂浮物。
设置闸门时，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节水位和下泄流量，适用于大中型工程，所以为是水库有较大的泄洪能力，本设计采用开敞式溢流。
4.1.2 洪水标准的确定本次设计的重力坝是2级建筑物，根据《水利工程水工建筑物洪水标准》采用500年一遇的洪水标准设计，2000年一遇的洪水标准校核。
4.1.3 流量的确定经水文、水利调洪演算确定：设计情况下，溢流坝的下泄流量为5327.7m3/s；校核情况下，溢流坝的下泄流量为6120.37m3/s。
4.1.4 单宽流量的选择坝址处基岩比较完整，根据综合枢纽的布置及下游的消能防冲要求，单宽流量取100～150 m3/（s.m）。
4.1.5 孔口净宽拟定分别计算设计和校核情况下溢洪道所需的孔口宽度。
计算成果见表2-5表2-5孔口净宽计算成果表4.1.6 溢流坝段总长度确定初步拟定闸墩厚度，中墩厚d=4.5m，边墩厚t=3m，则溢流坝段的总长度B0为：B=nb+（n-1）d+2t=45+9+6=60m4.1.7 堰顶高程的确定初拟侧收缩系数ε=0.95，流量系数m=0.502。
因过堰水流为自由出流，故σs=1，由堰流公式Q=σsεmnb（2g）0.5H01.5计算堰上水头H0，计算水位分别减去相应的堰上水头即为堰顶高程。
计算成果见表2-6表2-6堰顶高程计算成果表4.1.8 闸门高度的确定门高=正常高水位-堰顶高程+（0.1～0.2）=215.5-201.07+（0.1～0.2）=14.5m 取15m4.1.9 定型设计水头的确定堰上最大水头Hmax =校核洪水位-堰顶高程即：Hmax=217.14-201.07=16.07m定型设计水头Hs 为Hs=（75%～95%）Hmax=12.05～15.27m，取Hs=14.2m，由14.2/16.07=0.88查表知0.3Hs=4.26m小于规定的允许值（3～6m水柱）。
溢流坝设计过程详解
溢流坝设计溢流坝断面尺寸的拟定（一）孔口设计（1）孔口样式本次设计溢流坝段采用开敞式溢流坝，孔口形式采用坝顶溢流式，堰顶不设闸门，溢流堰堰顶高程为880m。
（2）孔口尺寸本次设计溢流堰净宽18m，取2孔。
（二）溢流坝剖面设计溢流曲线设计定型设计水头H d=0.85H max=0.85×4.21=3.579m。
上游堰高P1>1.33H d，则高堰流量系数为m d=0.496。
①上游三圆弧段R1=0.5H d=0.5×3.579=1.7893mX1=0.175H d=0.6263mR2=0.2H d=0.2×3.579=0.7157mX2=0.276H d=0.9878mR3=0.04H d=0.04×3.579=0.1431mX3=0.282H d=1.0093m②下游曲线段当坝体上游面为铅直时，WES堰型下游面曲线公式为：x1.85=2.0H d0.85y③中间直线段中间直线段坡比为1:0.7.④下游反弧段本次设计下游采用挑流消能，反弧半径R=(4~10)h，h为校核洪水位时反弧段最低点处的水深。
挑流鼻坎高程取800m（下游最高水位为798.88m）。
反弧段最低点流速：v=φ√2gH0式中，流速系数φ用原水电部东北勘测设计院所给公式计算：φ=1−0.0077(q23S0)1.15式中，S0——坝面流程；P——挑坎顶部以上的坝高；B0——溢流面水平投影长度。
计算得φ=0.817。
则反弧段最低点流速v=33.21m/s。
反弧段最低点处水深h=qm/vB=0.567m。
代入R=(4~10)h，可取R=5.67m。
挑流鼻坎挑射角度一般为20º~25º,本次设计为23.42º。
溢流坝段挑流消能水力计算挑流消能水利要素包括水舌挑射距离和冲刷坑深度。
其计算公式为：L0=φ2s1sin2θ(1+√1+a−ℎtφ2s1sin2θ)式中，s1——上游水面至挑坎顶部的距离；h t——冲刷坑后的下游水深。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
== 第4章 溢流坝段表孔设计溢流坝段既是挡水建筑物，又是重力坝枢纽最中重要的泄水建筑物。
设计时， 除了应满足稳定和强度要求外，还要满足因泄水带来的一系列要求， 包括 ：(1 ) 具有足够的 孔口体形尺寸和较高的流噩系数，，以使之具有足够的溢流 能力。
( 2) 应具有良好的孔口体形，以使水流平顺 地过坝，不产生有害的负压、 震动和空蚀等。
( 3 ) 保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷。
( 4 ) 溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺，不产 生折冲水流， 不影响枢纽中的其他建筑物的正常运行。
(1) 又灵活可靠的下泄水流控制设备，如闸门启闭机 等4. 1 确定溢流断面长度4.1.1 设计单宽流量溢流重力坝的单宽流量 q 需综合考虑地质条件、枢纽布置下、游河道水深和消能工设计等因素，通过技术经济 比较后选定。
单宽流噩愈大，所需的溢流前缘 愈短，对枢纽 布置有利， 但 下 泄水 流动能大，对下游消能防冲不利 ，。
近年来随着 消 能工技术的进步，选定的单宽流量也不断增大。
本设计中，三峡坝之下游段地质条件优良，故可假定单宽流盐q=200m 3 /s , 据此可假定溢流坝段长度。
(1 ) 设计洪水位 工况下： Q = 23540 m3/s则可假定 Q 23540 L = — == 117 .7 m200( 2 ) 校核洪水位 工况下： Q = 3526 0 m3/s则可假定Q 35260L = — == 176 .3m200选取二者中的最大值， 确 定溢流段长度为176. 3m本设计选用平面钢闸门形式，因 其 结构简 单，而且闸墩受力条件良好。
取孔口净宽为b = 8 米。
a 、计算孔口数：(1 )设计 洪水位工况下·. n =117 .7= 14 .71( 2 ) 校核洪水位 工况下： 176 .3n 21 .94由此可确定 孔口数为22 孔。
据此计算Q 溢 = 22X 8X200 = 35300 m3/s, 满足设计洪水位和校核洪水位工况下所需的下泄流量。
b 、闸门布置：溢流 坝段表孔采用平面钢闸门，常用的布置有跨缝布置和跨墩布置，其中跨缝布置可以减少闸墩长度，但对地基要求较严格，若产生地基不均匀沉降则对闸门启闭运行极为不利，而跨墩布置可以适当放松对地基的要求，然而却增加了闸 门的长度，使整个溢流 坝段长度增大，对其经济性产生影响。
综合各方面因，素 鉴 于 三峡 工 程所在地地基条件优良，故选用跨缝布置。
经考虑论证后选取闸墩厚度为 13m , 则每段坝长为13+8=21m 。
c 、溢流坝段前缘总长： 溢流坝顶装设闸门时，用坝墩将溢流坝段分割成若干个等宽的孔设口宽度为 b ,则孔口数n = L /b 。
， 令闸墩厚度 为 d 。
闸门段长 L = 22 X 8+(22一l ) X 13 = 44 9m 因为采用跨缝布置 ，考虑深 孔的交错布置（深孔为23 孔，由下章可知），故其溢流坝段前缘总长为： Lo = L + 2 d + b = 483 m . o 4.1.2 堰顶总水头的确定 由调洪演算求出的设计洪水位及相应的溢流坝下泄流量Q 溢，可求的堰顶 设计总水头H o 。
利用堰流公 式计算H o: Q li = n b 迈“石H 。
3 / 2( 4 • 1)式中： Q 溢— 表 孔下泄洪水的流噩， 有设计资料 Q 溢 = 235 40 m3 /s; n — 孔口数， 22 ; b — 表 孔净宽，8 m ; c — 闸墩侧收缩系数 ，与墩头 形式有关，初拟时可取0. 9- 0. 95, 本计设计取0.92; (7,— 淹没系数，因 其为自由出流，故取 1. 0;m — 流量系数，以三峡工程为高坝，初拟时根据水工建筑物经验可预定P 1/Hd 3. 0, 可以不计行 近流速， 取m = 0. 502。
Ho - 堰顶设计总水头。
将各参数代入上式，得堰 顶设计水头： H o =16 . 23m 则： 堰顶高程＝设计水位－堰顶水头 = 175一16. 47 =158. 53 m 本设计取 158 m 。
检验： 结合本设计结果，立- ;:: 3 .0 。
故可以 不计行近流速，满足假 设条件。
H综上所述：本设计溢流表 孔坝段分成23 个坝段，分缝布置故有22 个孔口； 选用 平面钢闸门，闸门宽8 米，堰顶高程为 158 米。
4. 2 溢流面曲线设计溢流重力坝的溢流面由顶部曲线段，中间直线段和下游反弧段三部分组成。
设计要求为：＠ 有 较 高 的流量 系数 ； ＠ 水流平顺 ，不产 生有 害的负压和 空蚀破 坏 ；＠ 体形简 单 ，造价低 ，施 工 方便 。
4.2.1 定型设计水头的确定H s 定型设计水头即坝剖面设计时采用的堰顶水头，一般 取校核水 位 时堰顶水 头 Hzmax 的 75 %-9 5 % , 并 满足 下 列 要求 ：＠ 遇校核水 位闸 门 全开时 ， 堰顶附 近出现的 负压不得超过 3- 6m 水柱；＠ 遇 常遇洪水位（ 等 于 或低 于 20 年 一 遇的洪水）闸门 全 开时，坝顶 附 近不 得 出现负 压。
Hzmax = 校核洪水位－堰顶高程 = 180. 4-158 = 22. 4m 当实际来水的堰顶水头 Hz 高出 Hs 时， 堰顶附 近将出现 负压 ， Hz 超 出 H s 愈大 ，负压值 愈大 ，显 然，遇 到校核洪水位 ， 即 Hz =Hzmax 时 ，堰顶附 近将出现 最大 负压值 。
选用不同定 型设 计水头 时堰顶附 近可 能出现的 最大负压值 见下表： H 姐 Zmax0. 75 0. 775 0.80 0. 825 0.85 0.875 0.90 0.95 1.0 Hs1。
6 . 8 17 . 3617.9218. 84 19.0 4 19. 60 20. 1621. 2822. 4最大负 压值 0. 5H z 0. 45H z 0.4H z 0. 35H z 0. 3H z 0. 25H z 0. 20H z 0.10H z 0. OH z 当实际 来水 的作用 水头低 于定型 设 计水 头 H s 时 ， 堰体对水舌有 顶托作用 ， 使其流量系数 减少 ，减 少溢流段 下 泄 量 ，所 以 要考虑有 一定的负压值 ，但负压值不 宜 过大 ，不 能超过规范 规定 的 3- 6 米 水柱 ，本 设计 取用 Hs = O . 9Hzmax,即最大负压值为Hs = 90%Hzmax=90%X 22. 4= 20. 16m4.2.2 堰面曲线的设计重力坝溢流面曲线由顶部曲线段 AB 、中间段 BC 和下部反弧段 C D 三部分组成。
设计要求是： ＠ 有较 高 的流速 系数；＠ 水流平顺 ，不产 生有 害的 负压和 空蚀破 坏；＠ 体形简 单 ，造 价低 ， 施工方便。
如图 4 — l图 4— lDA 、 顶部曲线段开敞式坝顶溢流的顶部曲线，其合理形式应与薄壁堰的水合下缘曲线相 吻合。
本设计采用WES 型曲线，此曲线又以堰顶 0 为界分为上游段 AO 和下游段 OB 。
骂图 4 • 2a 、 上游 段 AO 应有利于改善堰面压力和流速分布，提 高流量系数，宜用 1/4 椭圆曲线， 其方程为+=I( 4 • 2)(a H 寸(bH s /式中 ： aHs 、 bHs - 椭 圆的 长、短半 轴， 因 上 游 坝 面 铅 直 ， 可 取 a =O. 28-0. 30,a/b =O. 87+3 a ,本设计 取a =0. 29、b=O. 1 7, 即：aHs =O. 29 X 20. 16 = 5. 85m bHs =0.17 X 20.16 = 3. 43m2方程简化为：X+ y = l(5.85)2 (3.43)2以堰顶为原点， 各 点坐标见下表：: I /04 I=/13 I=/84 I : \2 I : \3 I 80 I 385b 、 下游段曲线OB 采用 WES 曲线，方程为xn=KHsn-1(4• 3)XX fl = k H 1 yByY-X式中：K、n- 与上游坝面坡率( -6.y/-6.x) 有关的系数，按《水工建筑物》表2 - 10 采用。
由上游面铅直即( _6, y/ _6, X) =3 : 0 , 查得K= 2.000,n=l. 850 。
按WES 曲线与中间直线段相切，中间直线段坡率取为与挡水坝段相同为1: 0. 7, 令d y/dx=l : 0. 7 得切点B 的坐标为( 33. 617, 25. 959)同样以堰顶为原点，坐标轴y 轴向下为正向对方程列表计算，故OB 段各点坐标见下表：B、中间直线段其上部与坝顶曲线相切，下部与反弧段曲线相切，坡率与挡水坝段的下游坝面坡率相同，取为1: 0. 7。
c、下部反弧段为使下泄水流平顺地与下游水面衔接，常采用反弧曲线。
a、效能方式的选择溢流坝消能防冲设计的任务是在尽可能短的距离内使下泻水流的动能消耗在水流内部的紊动和水流与空气的摩擦中，并与下泻水流平顺地连接起来，不产生危机大坝安全的河床或河岸的局部冲刷。
常用的消能方式有：底流消能，挑流消能，面流消能和席流消能。
各种消能方式适用的条件不同。
底流消能适用与坝体下游基岩软弱没有排冰或过漂浮物要求的中低水头坝，多用于中小型工程。
挑流消能适用于基岩教完整，抗冲能力较强的高中水头溢流坝。
面流消能适用于尾水较深而水位流量变幅不大，河床与两岸抗冲能力较强的中低水头坝，而席流消能适用千尾水较深，无航运或排漂要求，下游河床及两岸抗冲能力较强情况。
考虑到三峡坝基基岩完整坚硬，水头较高且有排冰排漂要求，经过比较选用挑流消能。
挑流消能的设计要求是：尽量使水股在空中扩散和掺气的程度大，挑射距离远，水舌入水角B 小。
b、鼻坎型式的选择常用的鼻坎型式有连续式和差动式两种。
连续式鼻坎构造简单，坎上水流平顺，不易空蚀，水流挑距远；差动式鼻坎消能效果较连续式好，但挑距较小，坎壁易空蚀，施工复杂，故选用连续式鼻坎。
c、鼻坎高程的确定假设鼻坎高程为H , 由《水工设计手册》可查得以下一组公式：0.055V= 劝＄百¢ = dl -o .;k IQh = —( 4 • 4 )Vb本设计选用校核洪水位工况作为计算工况 式中：q — 校核 洪水位时的单宽流量，q =V — 异 坎 处 的 平 均流 速 ， m I s 飞汾 — 流 速 系数 ；35260 22 X 8= 200 .34 m 3I s ;Z — 上 下游水位 差 ，本设计Z = 180 .4 - 83 = 97 .4m;h — 坎 顶 水 深 ， m ;h —溢流坝段本设计 b = 22 X 8 = 176 m;s — 上 游 水 位 到 异坎 高程 ， s = 18 Q4 - H 。