溢洪道设计实例(参考资料)

溢洪道设计实例
黑龙江农垦林业职业技术学院
1、进水渠
进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。

采用梯形断面，底坡为平坡，边坡采用1：1.5。

为提高泄洪能力，渠内流速υ<3.0m/s ，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是360.52m 。

进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1。

进水渠与控制堰之间设20米渐变段，采用圆弧连接，半径R =20m ，引渠长L =150米。

2、控制段
其作用是控制泄流能力。

本工程是以灌溉为主的小型工程，采用无闸控制，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，堰型选用无坎宽顶堰，断面为矩形。

顶部高程与正常蓄水位齐平，为360.52m 。

堰厚δ拟为30米（2.5H<δ<10H ）。

坎宽由流量方程求得，具体计算见表2。

23、泄槽
泄槽是渲泄过堰洪水的，槽底布置在基岩上，断面必须为挖方，且要工程量最小，坡度不宜太陡。

为适应地形、地质条件，泄槽分收缩段、泄槽一段和泄槽二段布置。

据已建工程拟收缩段收缩角θ=12°，首端底宽与控制堰同宽，b 1=65m,末端底宽b 2拟为40m ，断面取为矩形，则渐变段长m tg b b L 81.5822
11=-=
θ
，取整则L 1
为60m ，底坡50
1
=
i 。

泄槽一段上接收缩段，下接泄槽二段，拟断面为矩形，宽b =40m ，长L 2为540m ，底坡200
1
=
i 。

泄槽二段断面为宽40m 的矩形，长L 3为80m ，底坡8
1=i 。

4、出口消能
溢洪道出口段为冲沟，岩石比较坚硬，离大坝较远，采用挑流消能，水流冲刷不会危及大坝安全。

5、尾水渠
其作用是将消能后的水流，较平稳地泄入原河道。

为了防止小流量产生贴流，淘刷鼻坎，鼻坎下游设置长L =10m 护坦。

1、溢流堰泄流能力校核：当引渠很长时，水头损失不容忽视。

（1）基本公式如下：
g
h j 22
αυζ
=； 3
42222
R
l
n r
c hf υυ=
=
； x A R =； 61
1R n
C =。

式中，hj ——局部水头损失，米； hf ——沿程水头损失，米； ζ——局部水头损失系数； υ——引渠流速，m/s ；
g ——重力加速度（m/s 2）; L ——引渠长度，米；
α——动能系数，一般为1.0； C ——谢才系数；
R ——水力半径，米； A ——过水断面面积，米2； x ——湿周，米； n ——引渠糙率；
230
2'H g b m Q S σ=；
式中，S σ——淹没系数，取1.0； m '——无坎宽顶坎的流量系数； b ——堰宽，m ； H 0——包括行近流速水头的坎上水头，m ；
Q ——流量，m 3/s 。

①求堰前水深和堰前引水渠流速
采用试算法，联立公式3
2
020)2'(
,2g
b m Q
H g H h S συ=-
=可求得，具体计算见表1。

②求引渠总水头损失ωh 。

f j h h h +=ω， g
h j 22υζ
=， 3
422R
L
n h f υ=
；
式中1.0(1.0采用头损失系数渠道匀缓进口，局部水ζζ=）。

具体计算成果见表2。

算见表3。

2（1）基本公式如下：
b
Q q g q h k =
=；32/；6121
K K k K K K K K K K k R n C bh A X A R B C gx i ====；；；
式中 h k ——临界水深，m ； b ——泄槽首端宽度，m ；
Q ——槽内泄量，m 3/s ； g ——重力加速度，m/s 2; q ——单宽流量，m 3/s.m;
i k ——临界坡降； B K ——相应临界水深的水面宽，
m ；
A K ,X K ,R K ,C K ——临界水深时对应的过水断面积（m 2）、湿周（m ）、水力半径（m 2）、谢才系数。

E 1+i L =E 2+h f ; ,212
1
1h g
E +=
αυ 222
22h g
E +=
αυ；
式中 E 1——1-1断面的比能，m ；
E 2——2-2断面的比能，m ；
h 1，h 2——1-1及2-2断面水深，m ；
21υυ，
——1-1及2-2断面平均流速，m/s ；
h f ——沿程水头损失，m ；
i L ——1-1及2-2断面的底部高程差，m ； L ——断面间长度，m ；
n ——泄槽糙率；
υ——两断面间平均流速，m/s ；
R ——两断面间平均水力半径，m 。

（2）渐变段水面线计算 ①临界水深h k 及临界底坡i k
渐变段首端宽b 1=65米，尾端宽b=40米，断面为矩形。

具体计算见表4
渐变段k i i >=50
1，故属陡坡急流， 槽内形成b Ⅱ型降水曲线。

属明渠非均匀
流计算。

②渐变段水面线计算
首端断面水深为临界水深h k ，具体计算见表5。

设校(3) 泄槽一段水面线计算 汇槽一段断面为矩形，宽40m ，长540m ，200
1=i ①临界水深h k 和临界坡降i k 具体计算见表6。

k i i >=
200
1
，故泄槽一段属急流，按陡槽计算。

②泄槽一段末端水深（正常水深h 0）——采用试算法。

具体计算见表7
0 校核水位时，h 0=2.6米。

③泄槽一段水面线计算
采用分段求和法，按水深进行分段，具体计算见表8。

(4)泄槽二段水面线计算
泄槽二段断面为矩形，宽40m ，长80m ，底坡8
1=i 。