泄水建筑物
水工建筑物分类
水利枢纽及水利工程一、水工建筑物的分类水工建筑物按其作用可分为以下几种：1.挡水建筑物：用以拦截江河水流，抬高上游水位以形成水库，如坝、堤防等。
赵州渡大坝坝是指拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。
可形成水库，抬高水位、调节径流、集中水头，用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。
调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝，如丁坝、顺坝和潜坝等。
金东区堤防堤防指在江、海、湖、海沿岸或水库区、分蓄洪区周边修建的土堤或防洪墙等。
2.泄水建筑物：用于洪水期河道入库洪量超过水库调蓄能力时，宣泄多余的洪水，以保证大坝及有关建筑物的安全，如溢洪道、泄水孔等。
桥墩水库溢洪道溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备，多筑在水坝的一侧，像一个大槽，当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。
包括：进水渠控制段泄槽出水渠。
泄水孔泄水孔进口有一定淹没深度的坝体泄水建筑物。
可供泄洪、预泄库水、放空水库、排放泥沙或施工导流。
3.输水建筑物：用以满足发电、供水和灌溉的需求，从上游向下游输送水量，如输水管道、水工隧洞等。
输水管道从水库、调压室、前池向水轮机或由水泵向高处送水，以及埋设在土石坝坝体底部、地面下或露天设置的过水管道。
可用于灌溉、水力发电、城镇供水、排水、排放泥沙、放空水库、施工导流配合溢洪道宣泄洪水等。
水工隧洞在山体中或地下开凿的过水洞。
水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。
4.取水建筑物:一般布置在输水系统的首部，用于控制水位、引入水量或人为提高水头，如进水闸、进水口等。
张翔河进水闸进水闸水闸的一种，建在河道、水库或湖泊的岸边，用来控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。
又称取水闸或渠首闸。
泵站进水口进水口，是输水建筑物和深式泄水建筑物的首部建筑。
进水口可分为开敞式进水口和深式进水口。
通常称进水口，多指深式进水口。
5.河道整治建筑物：用于改善河道的水流条件，防治河道冲刷变形及险工的整治，如导流堤、丁坝、护坡等。
水利名词解释(水工建筑物+灌溉)
一、水工建筑物水工建筑物水利工程中与水发生相互作用的各类建筑物的统称。
按其功能大致可分：（1）挡水建筑物，如闸、坝、堤和海塘等；（2）泄水建筑物，如溢洪道、泄洪隧洞等；（3）取水建筑物，如进水塔、进水闸等；（4）输水建筑物，如渠道、输水隧洞和管道等；（5）治导建筑物，如丁坝、顺堤等；（6）专用建筑物，如水电站和扬水站的厂房、船闸和升船机、防波堤和码头、鱼道、筏道、给水的过滤池等。
这些建筑物须承受水的各种作用，如静水压力、动水压力、渗流压力和水流冲刷等。
挡水建筑物用以拦截水流，形成水库或雍高水位，以及为阻拦河水泛滥或海水入侵而兴建的各种水工建筑物。
如各种类型的坝、水闸，以及抗御洪水（或潮水）的提防和海塘等，其中以坝为典型代表，河床式水电站的厂房、河道中船闸的闸首、闸墙和零时性围堰等，也属于挡水建筑物。
取水建筑物为灌溉、发电、供水等目的，从水库、河流、湖泊、地下水等水源取水引至下游河渠或发电厂房的水工建筑物。
如进水闸、取水泵站等。
输水建筑物连接上下游引输水设置的水工建筑物的总称。
如隧洞、输水钢管、涵管、渠道和渠系建筑物等。
具体形式选用视引水目的、取水高程，以及地形、地质条件等因素而定。
如从水库引水，以灌溉、供水为目的而设置的输水建筑物，应布置在灌溉或供水地区的一侧，以免水温过低，不利于作物生长；为发电目的而设置的输水建筑物，应满足发电输水的专门要求。
泄水建筑物为宣泄水库、河道、渠道、涝区超过调蓄或承受能力的洪水或涝水以及为泄放水库、渠道内的存水以利于安全防护或检查维修的水工建筑物。
如高水头水利枢纽中的溢流坝、溢洪道、泄洪隧洞，坝身中的中孔、底孔和涵管等；低水头水利枢纽中的滚水坝、泄水闸、冲沙闸等，以及由渠道分泄入渠洪水或多余水量的泄水闸、退水闸和由涝区排泄涝水的排水闸、排水泵站等。
具体形式选择由地形、地质、坝型和泄水量等确定。
在重力坝枢纽中，一般采用坝顶溢流、大孔口泄流或两种配合使用，并用深式泄水孔辅助泄洪或放空水库；在拱坝枢纽中，一般采用坝顶、坝身泄水孔或河岸式溢洪道和泄洪隧洞；在土石坝或结构复杂的轻型坝的枢纽中，一般采用河岸式溢洪道、泄洪隧洞或两者配合使用。
泄水建筑物
• 在工程量以及施工难度方面，无论是开挖， 立模，浇筑，各个工序，无压洞都优于有 压洞。 • 所以，一般来说，在洞线布置条件较好， 水头不高，流速较小时，可采用无压隧洞。 反之用有压隧洞。
Hale Waihona Puke 进口建筑• • • • • • • 一、进口建筑的型式 1、坝式。 2、塔式 3、竖井式 4、岸塔式 5、斜坡式 6、组合式
•
二、溢流坝面
• 溢流坝面曲线由顶部曲线段、中间直线段 和下部反弧段三部分组成。 • 其中顶部曲线段的形状对泄流能力和流态 的影响很大。 • 中间直线段分别与上部曲线和下部反弧段 相切，为保持与下游坝面齐平，中间连接 直线段的的斜率与非溢流坝下游坝面一直。 低坝一般不需要设置中间直线段，可以使 溢流曲线直接与反弧段相切连接。
• 2、在水流条件方面 • 无压洞一般流速高，流态复杂，存在高 速水流产生的空蚀，闸门振动等问题。对 隧洞体型及平整度都要求严格控制；有压 隧洞流速相对较小，流态稳定，所要求的 隧洞断面却比无压洞小。所以从水流条件 来说，有压洞也比无压洞好。
• 3、在结构方面。 • 4、闸门设置和运行方面。无压洞的工作和 检修闸门都设置在进口，运行方便，但出 现事故时不方便维修。有压洞的闸门分设 两处，优缺点与无压洞相反。但当上游孔 口大，水头高的时候，闸门承受的水压力 大，增加了工程量和结构复杂性，所以， 无压洞在此方面稍优于有压洞。
隧洞布置
• 隧洞布置包括洞型选择和洞线选择两个方面。 • 1、在工程布置方面。无压洞进口量测必须开挖的 顺直对称，否则进口后容易产生涡流，影响洞内 流态，造成水流封顶；有压洞则对进口条件无严 格要求。无压隧洞平面弯道可能使水流产生较大 的横向比降和冲击波，应尽量避免平面横向弯道； 纵向变坡也对流态影响较大，应选取适当的抛物 线或反弧线型。有压隧洞的洞线则布置得比较灵 活。从降低工程布置难度来讲，有压洞远远优于 无压洞。
水工建筑物——泄水建筑物知识系列（1）
1.什么叫泄⽔建筑物？它有⼏种型式？ 在⽔利⼯程枢纽中，⽤来泄放⽔的⽔⼯建筑物称为泄⽔建筑物。
其型式有岸边溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞及坝下涵洞四种型式。
2.岸边溢洪道主要有⼏种型式？ 岸边溢洪道主要有以下三种型式： （1）正槽溢洪道：溢洪道的泄槽与溢流堰轴线正交，过堰⽔流与泄槽轴线⽅向⼀致。
（2）侧槽溢洪道：溢流堰设在泄槽⼀侧，溢流堰轴线与泄槽⼤致平⾏。
（3）井式溢洪道：进⽔⼝在平⾯上为⼀环形的溢流堰，⽔流过堰后，经竖井和隧洞流向下游。
3. 溢洪道由哪⼏部分组成？ 溢洪道从上游⽔库到下游河道通常由引⽔段、控制段、泄⽔槽、消能设施和尾⽔渠五个部分组成。
4.溢流堰有哪⼏种型式？它们的特点是什么？ 溢流堰纵断⾯⼀般有实⽤堰和宽顶堰两种基本型式。
实⽤堰的流量系数较⼤，但结构⽐宽顶堰复杂，当堰⼝狭窄、地⾯⾼程较低，或地⾯⾼程虽较⾼，但开挖容易且⽅量不⼤时可以采⽤。
宽顶堰的流量系数较实⽤堰⼩，但施⼯简单，当地⾯较⾼，开挖⽅量⼤且开挖⽐较困难时，采⽤这种堰型可以减⼩⼀些开挖量。
5.为什么溢洪道进D要设计成喇叭形状？ 溢洪道进⼝设计成喇叭形状的主要⽬的是使⽔流平稳均匀地流向溢洪堰，防⽌发⽣漩涡或横向⽔流，降低局部⽔头损失，提⾼溢洪道的泄洪能⼒。
6.溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因是什么？ 溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因有以下⼏⽅⾯： （l）衬砌表⾯不平整，特别是横向接缝处下游块有升坎。
（2）接缝⽌⽔不良，施⼯质量差。
（3）地基处理不好，衬砌与地基接触不良。
（4）衬砌底板下排⽔不畅。
以上因素都将导致底板下产⽣很⼤的扬压⼒和动⽔压⼒，以致使底板被掀起破坏。
7.为什么溢洪道下游容易引起冲刷破坏？ 从溢洪道下泄的⽔流，流速很⾼，单宽流量⼤，在泄⽔槽末端集中了很⼤的能量。
因此，末端必须设置消能设施。
在实际中，很多⼯程因消能设施考虑不当，⾼速⽔流与下游河道的正常⽔流不能妥善衔接，能量没有完全消除，致使下游河床和岸坡遭受冲刷破坏，危及⼤坝和溢洪道⾃⾝的安全。
水电站基本知识
1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。
（1）挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。
（2）泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
（3）进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。
（4）引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。
（5）平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
（6）厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。
（7）枢纽中的其它建筑物。
此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。
第4章泄水建筑物
（2）控制段
控制段一般包括溢流堰、闸墩、边墩和上部结构等。 溢流堰一般较低，常采用实用堰、宽顶堰或驼峰堰,堰顶设 置工作闸门，可提高控制泄流能力，泄流时开启闸门即可 得到较大的初期泄量。
(a)宽顶堰
(b)实用堰 正槽式溢洪道上常用的三种溢流堰型
4、施工条件：开挖方量是较大的，对出渣路线及堆 料场都要合适地布置，有可能利用开挖的土石方量 来填筑土石坝，避免各建筑物施工相互干扰。
三、正槽溢洪道简介
正槽式溢洪道通常习惯上也叫开敞式溢洪道，由 进（引）水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠 等部分组成，如图所示。
正槽溢洪道布置图
（1）进水渠
• 1）按所处高度分：中孔、底孔 • 2）按布置层数分：单层、双层 • 3）按流态分：有压、无压
4.坝身泄水孔的形式 有压孔——泄流时孔内保持满流有压
• 工作闸门在出口，以稳定孔内水流保 持有压，有利门后补气减免空蚀，孔 身断面尺寸小 • 关门时水压力大,对坝体σ、防渗不利 • 进口设事故闸门兼作检修闸门，平时 兼用作挡水 • 孔断面：圆形，有利改善受力和提高 过水能力
第4章 泄水建筑物
4.1泄水建筑物的分类和作置地位分类
三、按泄水方式分类
泄水建筑物按泄水方式可分为以下五类： 坝顶溢流式 大孔口溢流式 坝身泄水孔 明流泄水道 泄水隧洞
四、泄水建筑物的作用
4.2 溢流坝
按功能可分为以下三类：
（1）泄洪建筑物 （2）泄水孔（放水孔） （3）施工泄水道
1.闸门的类型与作用
水工闸门按其功用可分为
工作闸门、
事故闸门、
检修闸门。
四、溢流坝的闸墩和工作桥
泄水建筑物 泄水建筑物
泄水建筑物为宣泄水库、河道、渠道、涝区超过调蓄或承受能力的洪水或涝水，以及为泄放水库、渠道内的存水以利于安全防护或检查维修的水工建筑物。
泄水建筑物是保证水利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。
常用泄水建筑物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。
[1]泄水建筑物的泄水方式泄水建筑物的泄水方式有堰流和孔流两种。
通过溢流坝、溢洪道、溢洪堤和全部开启的水闸的水流属于堰流；通过泄水隧洞、泄水涵管、泄水（底）孔和局部开启的水闸的水流属于孔流。
溢流坝、溢洪道、堰流堤、泄水闸等泄水建筑物的进口为不加控制的开敞式堰流孔或由闸门控制的开敞式闸孔。
泄水隧洞、坝身泄水（底）孔、坝身泄水涵管等泄水建筑物的进口淹没在水下，需设置闸门，由井式、塔使、岸塔式或斜坡式的进口设施来控制启闭（参见取水建筑物）。
泄水建筑物的布置泄水建筑物的布置、形式和轮廓设计等取决于水文、地形、地质以及泄水流量、泄水时间、上下游限制水位等任务和要求。
设计时，一般先选定泄水形式，拟定若干个布置方案和轮廓尺寸，再进行水利和结构计算，与枢纽中其他建筑物进行综合分析，选用既满足泄水需要又经济合理、便于施工的最佳方案。
必要时采用不同的泄水形式，进行方案优选。
[1]泄水建筑物的施工修建泄水建筑物，关键是要解决好消能防冲和防空蚀、抗磨损。
对于较轻型建筑物或结构，还应防止泄水时的振动。
泄水建筑物设计和运行实践的发展与结构力学和水力学的进展密切相关。
近年来由于高水头窄河谷宣泄大流量、高速水流压力脉动、高含沙水流泄水、大流量施工导流、高水头闸门技术以及抗震、减振、掺气减蚀、高强度耐蚀耐磨材料的开发和进展，对泄水建筑物设计、施工、运行水平的提高起了很大的推动作用。
水力学 第八章课后题答案
8.1 泄水建筑物下游常采用的水面衔接及消能措施有哪几种？它们各自 的水流特征是什么？ 答：底流式消能、挑流式消能、面流式消能。 底流式消能：高速流的主流在底部。 挑流式消能：下泄水流余能一部分在空中消散，大部分在水舌落入下游 河道后被消除。 面流式消能：高速流的主流位于表层，避免主流对河床的冲刷，余能通 过水舌扩散，流速分布调整及底部旋滚与主流相互作用而消除。
Frc
q2 ghc3
32.62 9.8 0.993
10.57
Lj 10.8 0.9910.57 1 0.98 87.37
LK 0.7 ~ 0.8 Lj 61.2 ~ 70 m
可取LK 65m
8.7 某电站溢流坝为3孔，每孔宽b为16m；闸墩厚4m； 设计流量Q为6480m3/s；相应的上、下游水位高程
p1 H
7 2.4
2.92
1取H H 0 2.4m E 0 p2 H 0 7 2.4 9.4m
hk
aq 2 3 g
3
1 82 9.8
1.87m
c
E0 hk
9.4 1.87
5.03，
0.95
由公式8.5，试算得：
hc 0.636m hc 4.2m 因hc ht故下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消力池。
及河底高程如图所示。今在坝末端设一挑坎，采用 挑流消能。已知：挑坎末端高程为218.5m；挑角θ 为250；反弧半径R为24.5m。试计算挑流射程和冲 刷坑深度，下游河床为Ⅲ类岩基。
解：根据已知数据可得 p1 250.15 180 70.15m H 267.85 250.15 17.7m p1 70.15 3.96 1.33为高坝 H 17.7 ht 210.5 180 30.5m a 218.5 180 38.5m z 267.85 210.5 57.35m S1 267.85 218.5 49.35m p 250.15 218.5 31.65m
10泄水重力坝
泄水重力坝既是挡水建筑物，又 是泄水建筑物。其泄水方式有坝顶溢
流和坝身泄水孔泄流。
10.1
泄水重力坝设计要点
1.泄水重力坝位置选择
2.泄水方式的组合与流量分配 3.溢流坝堰顶和泄水孔进口高程的确定
10.2 溢流重力坝
（一）溢流重力坝的工作特点
1) 有足够的孔口尺寸和较高的流量系数，以 满足泄洪要求； 2) 使水流平顺地流过坝体，控制不利的负压 和振动，避免产生空蚀现象。 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布置，应使下游流态 平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物 的正常运行； 5) 有灵活控制水流下泄的机械设备，如闸门、 启闭机等。
按水流条件可分为:
有压泄水孔和无压泄水孔
按泄水孔所处的高程可分为:
中孔和底孔
按布置的层数又可分为:
单层和多层
1、有压泄水孔
2、无压泄水孔
双层泄水孔
受闸门结构及启闭机的限制，深式泄水孔的
断面面积不能太大，为了增大泄流量，可将泄水孔
做成双层的（或将泄水孔布置在溢流坝段）。 注意的问题： ①双层泄水时对下层泄水孔泄流能力的影响； ②在尾部上、下层水流交汇处可能产生空蚀。
边墩用于分隔溢流坝段，非溢流坝段。 导墙是边墩向下游的延续，用于分隔下泄水 流与坝后电站的出水水流。 导墙应高出掺气后的溢流水面1.0~1.5m。
6. 横缝的布置
① 缝设在闸墩中间
② 缝设在溢流孔跨中
（三）泄水重力坝设计中 高速水流问题
空化和空蚀、掺气、脉动、冲击波
（一） 空化和空蚀
2．加大压强可达40%；可增大负压，从而增大
了空蚀的可能性。
泄水建筑物
ii. 灌溉隧洞：满足引水高程的要求。 iii. 排沙洞：高程宜较低。 iv. 放空和施工导流的隧洞：高程一般较低。
2、隧洞进口的进水方式
（1）表孔溢流式
－无压流；
－顺直对称。
（2）深水进口式
－无压的或有压。
（二）隧洞的出口
I.
II.
保证水流下泄安全，出流平稳。
有压隧洞：出口的断面积收缩为
洞身断面的80%～90%。
进水渠 泄槽 控制段 消能段 出水渠
一、各组成部分的设计 1、引水渠
作用：使水流平顺地进入控制段。 原则：合理开挖量下，尽量减少水头损失，增加泄流能力。 断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。
立面上平底或者不大的逆坡，渠底高程比堰顶高程低。 进口布置形式：喇叭口或者长引水渠。
2、控制段 控制溢洪道泄流能力的关键部位，尽量靠近上游。 溢流堰型式：常用宽顶堰，实用堰，驼峰堰，带胸 墙的溢流堰等
掺气装置
形成掺气空间（借助于低挑坎，跌坎等） 通气系统（给掺气空间通气）
高度通常0.6－2.75m 高度通常0.1-0.8m，挑 角5-7°，斜面坡度1/10
（五）泄槽边墙高度的确定 计算水深＋安全超高（0.5～１.5）m
v h b (1 )h 100
四、出口消能段及尾水渠
溢洪道出口的消能方式与溢流重力坝基本相同。 挑流消能：适用于较好的岩基，泄槽挑流冲刷坑不 影响建筑物的安全。 底流消能：适用于地质较差情况。
低流速无压隧洞：曲率半径≥5倍 洞径（或洞宽），曲线两端设直 线段； 高流速无压隧洞：避免曲线段； 高流速有压隧洞：试验研究确定。
3、水流条件
进口水流顺畅，减少水头损失。
与下游河道平顺衔接。
泄水建筑物
• 正常溢洪道在布置运作上有时也可分为主 溢洪道和副溢洪道，但这种布置是有条件 限制的，应根据地形地质，枢纽布置，坝 形，洪水特性及对下游的影响等因素研究 确定。主溢洪道宣泄常见的洪水，而非常 溢洪道在特大洪水或者少见的洪水时才会 启用，因此，运行机会少，可用简单的结 构建造，以获得全面综合的经济效益。
第四章 泄水建筑物
第一节 泄水建筑物的分类与作用 定义：用来宣泄水流的水工建筑物成为泄水 建筑物
分类
一、按功能分 1、泄洪建筑物 2、泄水孔 二、按泄水方式分 1、坝顶溢流式 2、大孔口溢流式 3、坝身泄水孔 4、明六泄水道 5、泄水洪水 2、预泄库水 3、放空水库 4、排泄泥沙 5、引水取水 6、施工导流
二、其他形式的溢洪道
• 1、侧槽溢洪道：侧槽溢洪道的泄槽与溢流 堰轴线平行。水流通过溢流堰后进入侧槽， 然后转约90°进入泄槽流入下游。侧槽溢 洪道一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口 消能段等组成。 • 侧槽沿程均有水流注入，会形成紊流，因 此要求建筑在坚硬的岩石基础上，进行较 强的衬砌，以保证安全。
泄水隧洞的工作特点
• 1、泄水隧洞是一种地下结构，与一般的地 下建筑物一样，水工隧洞开挖后，周围岩 体的应力平衡状态遭破坏，容易引起岩石 破碎、掉落。所以水工隧洞必须进行衬砌。 • 衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧 道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永 久性支护结构。
• 2、水工隧洞具有深式过水建筑物特征。隧 洞进口位于水下，闸门承受较大水压。洞 身在泄水时，要承受高流速、高水压力。 所以，要求隧洞体型要与之相适应，以免 产生破坏。 • 3、施工场地狭窄。由于隧洞的断面小，施 工场地狭窄，工作面小。且洞内施工程序 多，相互干扰变大，容易产生事故。
三、按布置形式分
5.第五章 输水、泄水建筑物
求等，通过技术经济比较确定。
（5）多用途隧洞的横断面尺寸，除应满足各自的运行要求
外，共用部分应通过技术经济比较确定。 （6）横断面的最小尺寸除应满足运行要求外，还应符合施 工要求。圆形断面的内径不宜小于1.8m；非圆形断面的高 度不宜小于1.8m，宽度不宜小于1.5m。
（五）进、出口布置
（1）进、出口布置，应根据枢纽总体布置要求、地形地质条 件，使水流顺畅，进流均匀，出流平稳，满足使用功能和运 行安全的要求，并应考虑闸门、拦污清淤设备的设置及对外 交通。 （2）进、出口宜选在地质构造简单，岩体完整，风化覆盖层 较浅的地区，避开不良地质构造和容易发生崩塌、冲沟、危
执行。
（2）水工隧洞设计应满足工程总体规划和环境及水土保持要求。 （3）水工隧洞的设计除符合SL279－2002《水工隧洞设计规范》 和DL/T5195-2004《水工隧洞设计规范》外，还应符合国家现行 有关标准的规定。
（三）基本资料的收集与分析
（1）水工隧洞设计应根据隧洞用途和不同设计阶段的要求，收 集的基本资料。 （2）水工隧洞的进、出口及隧洞沿线的地质勘察工作，应根据
《土工试验规程》的规定执行。
（6）对高地应力区1、2级水工隧洞的重要洞段，设计人员应 在初设阶段掌握地应力的测验成果，并做出评价。施工阶段应 根据地应力的现场复核成果，对设计进行校核、补充或修改。
（四）水工隧洞洞线的选择
（1）水工隧洞的线路应根据隧洞的用途，综合考虑地形、
地质、水力学、施工、运行、沿线建筑物、枢纽总布置及 对周围环境的影响等因素，通过技术经济比较选定。 （2）在满足枢纽总布置要求的条件下，洞线应选在线路 短、沿线地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适
泄水建筑物的名词解释
泄水建筑物的名词解释泄水建筑物是指为了处理雨水或其他液体而特别设计的建筑结构。
它们被广泛应用于城市规划和建筑设计中，以解决城市排水系统的困扰。
泄水建筑物不仅起到排水的功能，还可以与周围环境相融合，增添城市景观的美观性。
一、雨水花园雨水花园是一种常见的泄水建筑物，它集合了景观设计和环境保护的理念。
与传统的混凝土排水系统相比，雨水花园能够更好地吸收并过滤雨水。
它通常由一系列植被和土壤构成，用于吸收和净化雨水。
这种设计不仅能降低城市排水系统的负荷，减少洪水的风险，还能提供一片舒适自然的绿色空间，改善城市生态环境。
二、雨水收集槽雨水收集槽是另一种常见的泄水建筑物，它用于收集和储存雨水以供后续利用。
然而，与传统屋顶排水系统不同，雨水收集槽可以将雨水收集到特定容器中，然后用于景观灌溉、庭院浇水或扩大建筑物的自给自足能力。
这项创新设计旨在节约水资源，减少城市的污染，并提高建筑物的可持续性。
三、生物滞留池生物滞留池是一种被广泛应用于城市规划中的泄水建筑物。
它通过模拟自然湿地功能，利用植被、土壤和微生物来过滤雨水中的有害物质。
这种设计不仅能有效地去除废水中的污染物质，减少对城市排水系统的负荷，还能提供一个自然而美观的生态环境。
生物滞留池还可以生产更干净的水体，为城市提供可持续发展和健康的生态系统。
四、蓄滞洪池蓄滞洪池是一种为了减缓洪水威胁而特别设计的泄水建筑物。
它通过收集和保留暴雨期间的降水，将其缓慢释放到周围环境或排入城市排水系统，防止洪水的发生或减轻其破坏力。
蓄滞洪池不仅能够保护城市免受洪水侵袭，还能提供一个舒适的环境，促进城市的发展和社会的稳定。
总结泄水建筑物是现代城市规划和建筑设计中不可或缺的一部分。
它们通过创新设计和可持续发展的理念，有效解决城市排水系统的问题，并提供有益的生态环境。
雨水花园、雨水收集槽、生物滞留池和蓄滞洪池等泄水建筑物的名称解释，为我们提供了更多了解城市水管理和环境保护的可能性。
通过不断的技术革新和环保意识的普及，我们可以期待更多创新型的泄水建筑物出现，为城市的健康发展和社会的可持续性作出贡献。
水工建筑物基础知识
水工建筑物基础知识一、水利枢纽1.什么是水利水电工程枢纽？为了满足防洪需求,获得发电,灌溉,供水,航行等方面的综合效益,需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物,用来控制和支配水流.这些建筑物通称为水工建筑物,而不同功能的水工建筑物组成的综合体称为水利水电工程枢纽.2.水工建筑物按其作用可分为几类？水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取(进)水建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。
但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型。
如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；水闸既能挡水，又可泄水，有时还作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物，等等。
3.什么是挡水建筑物？用于拦截江河水流，形成水库或空高上游水位的建筑物。
如各种坝和水闸以及为抗御洪水或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。
4.水库有哪些特征水位及相应库容？库容大小决定着水库调节径流的能力和它所能提供的效益。
因此，确定水库特征水位及其相应库容是水利水电工程规划、设计的主要任务之一。
(1) 死水位和死库容水库正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位，该水位以下的库容即死库容。
除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不能动用这部分水库的水量。
(2) 正常蓄水位和兴利库容水库正常运用情况下，为满足设计的兴利要求，在设计枯水年(或枯水段)开始供水时应蓄到的水位，称为正常蓄水位，又称设计兴利水位。
该水位与死水位间的库容即兴利库容。
正常蓄水位到死水位间的水库深度称为消落深度或工作深度。
(3) 防洪限制水位水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。
可根据洪水特性和防洪要求，对汛期不同时期分段拟定。
(4) 防洪高水位和防洪库容当退下游防护对象的设计洪水位时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。
该水位与防洪限制水位间的库容称为防洪库容。
第四章 泄水建筑物
1、溢流坝
（2）溢流坝的孔口尺寸
堰顶高程
包括：孔口净宽、孔口数量、溢流坝堰顶高程 • 先根据选定的泄水型式（坝顶溢流、 大孔口溢流、深式泄水孔或其组合型 式），拟定若干个堰顶高程和孔口尺寸 方案 • 再根据洪水标准及预报情况，分别 进行调洪演算，求出各方案防洪库容、 设计和校核洪水位及相应的下泄流量， 并估算淹没损失和枢纽造价 • 从淹没损失、下泄流量、单宽泄流 量（即：闸门单位宽度泄流量）以及造 价等方面进行技术经济比较，选出最为 经济合理的方案
刘家峡水库表孔和深孔泄流
1、溢流坝
（1）溢流坝剖面曲线
1、溢流坝
（1）溢流坝剖面曲线
① 坝顶溢流曲线段（堰面曲线）： 其形状对泄流能力和流态影响明显 系模拟薄壁堰自由溢流水舌形态得到
将溢流坝面做成与水舌下表面完全吻合 形状，则过堰水流形态即与薄壁堰水流形 态相同 薄壁堰自由溢流
ห้องสมุดไป่ตู้
溢流坝面水流压力正好等于大气 压力（即：不会出现负压）
溢流坝下泄的水流具有很大的流速及动能，若处理不当，势必导致下游 河床严重冲刷，甚至造成岸坡坍塌和大坝失事
水跃(hydraulic jump)：明渠中由急流过渡为缓流时 发生的水流局部突变、水面跃起的现象
在下游修建消力池，通过水跃， 将泄水建筑物泄出的急流转变为缓 流，以消除多余动能 主要靠水跃产生的表面旋滚与 底部主流间的强烈紊动、剪切和 掺混作用消能 【优点】 雾化范围小，流态稳定，消能 效果好（消能率达60 ~ 70 %） •【缺点】 • 工程量较大，造价较高 • 高水头运行时，护坦前部水流 流速较大，对消力池底板的冲刷 严重，且易出现空蚀现象
（4）消力戽消能
【优点】
构造类似挑流消能设施，但其鼻坎潜 • 高速水流仅在表面，无需护坦 设在水下，下泄水流在被鼻坎挑到水面 【缺点】 时，形成涌浪，同时在消力戽内、消力 （与面流消能类似） 戽下游的水流底部以及消力戽下游的水 流表面形成三个旋滚 （“三滚一浪”） • 消能能力较弱 主要靠:消力戽内的旋滚耗能，并将 高速水流挑至水面，减轻对河床冲刷 • 因表面流速大致长距离岸坡冲刷 • 水面波动较大，对岸坡稳定、电 站运行和下游航运不利
(完整版)水工建筑物
1、水工建筑物分为哪几类？各自的作用是什么？答：挡水；泄水；输水；引水；整治；专门建筑物。
挡水建筑物：拦截或约束水流，抬高水位及调蓄水量。
泄水建筑物：保证水利枢纽安全宣泄水库，湖泊及河渠多余水量。
输水建筑物：输送库水或河水以满足灌溉，发电或工业用水。
引水建筑物：从水库中或河流取水满足各种用水要求。
整治建筑物：改善河道水流条件，调整河势，稳定河槽，维护航道及保护河岸。
专门建筑物：专门为发电，航运，过鱼及过木等单一目的而设置。
2、水利工程等级划分的目的是什么？依据是什么？答：为了妥善解决水利工程建设中安全性和经济性的矛盾，对水利枢纽进行分等，水工建筑物进行分级，等级越高者，在规划，设计，施工和管理等方面要求也越高等级的划分通常依据，工程规模，水库总库量，防洪区域及面积，排涝面积，灌溉面积，供水范围及水电站装机容量。
3、水工建筑物特点有哪些？答：复杂性，艰巨性，个别性，显著性4、水库枢纽三大件指哪三类建筑物？答：挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物是水库枢纽的三大件5、按水闸作用分有几类？按闸室结构形式如何分类？答：进水闸，节制闸，排水闸，分洪闸，挡潮闸按闸室结构：开敞式，涵洞式，双层式6、水闸由哪几部分组成？各起什么作用？答：闸室段，上游连接段及下游连接段闸室是水闸的主体部分起着挡水和调节水流的作用上游连接段包括上游翼墙，铺盖，护底，上游防冲槽及上游护坡，上游翼墙能使水流平顺的进入闸孔，保护闸前河岸不受冲刷，同时还有侧向防渗作用。
铺盖主要起防渗作用，护底起着保护河床的作用，上游防冲槽可防止河床冲刷，保护上游连接段起点不致遭受损坏下游连接段包括下游翼墙，消力池，海曼，下游防冲槽及下游湖泊，下游翼墙能使闸室水流均匀扩散，防冲和防渗作用，消力池作用是消除过闸水流动能，防冲作用。
海曼消除剩余能量，保护河床不受冲刷。
下游防冲槽是海漫末端的防冲措施。
7、闸孔型式有哪几种？各自优缺点及适用条件是什么？答：宽顶堰孔口，低堰孔口，胸墙孔口宽顶堰孔口：8、水闸底板高程如何确定？答：9、水闸采用什么消能方式？为什么？答：底流式，面流式和挑流式对于各类地基而言用中，低水头的水闸，采用底流式消能方式最经济适用水闸下游尾水深度较大且变化较小，河床及岸坡抗冲能力较强时，可采用面流式当水闸承受水头较高，闸后河床为较坚硬的岩体时可采用挑流式10、海漫的作用是什么？对材料有什么要求？海漫是消除过闸水流的剩余动能，减缓分布不均匀，流速的水流及紊动比较厉害的水流根据水流流速可以选着干砌块石，浆砌块石，混凝土，石笼，梢捆及堆石11、什么叫地下轮廓线和闸基防渗长度？如何确定闸基防渗长度？防渗长度有何特征？对于不同类型的地基应如何布置地下轮廓线?地下轮廓线即为水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线， 长度。
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溢流坝的消能防冲
• (一)底流消能
• 底流消能是在下游修建消力池，通过水跃，将泄 水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动 能的消能方式。消能主要靠水跃产生的表面漩滚 与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用，如 图所示。
溢流坝的消能防冲
• (二)挑流消能
• 挑流消能是利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流 挑射至空中，然后跌落在离建筑物较远的河床，与下游水流 衔接的消能方式。能量的耗散分为三部分：急流沿固体边界 的摩擦消能；射流在空中与空气的摩擦、掺气、扩散消能； 射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能，如) 溢流坝的特点 • 溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物。所以 设计溢流坝时，除应满足抗滑稳定和强度要求以 外，还需根据洪水特性、枢纽布置、工程造价、 水库运用方式及下游河道安全泄量等问题，经技 术经济比较，研究确定溢流坝的位置选择、泄水 方式的组合、泄量分配以及堰顶和泄水孔口高程 与位置等，同时要考虑下游的消能问题。
1-戽内漩滚；2-戽后底部漩滚；3-下游表面漩滚；4-戽后涌浪
• 检修闸门布置在工作闸门的上游，与工作 闸门之间的间距为1～3m，便于检修人员工 作。检修闸门是在工作闸门、建筑物及机 械设备需要进行检修时起临时挡水作用， 如油漆工作闸门、更换止水橡胶等。 • 闸墩的作用是分隔闸孔，承受闸门传来的 水压力，作为坝顶桥梁的支撑。闸墩的厚 度与闸门形式有关。
(三)溢流坝构造
溢流坝的消能防冲
• （四）消力戽消能
• 消力戽的构造类似于挑流消能设施，但其鼻坎潜设在水下，下泄水流 在被鼻坎挑到水面时，形成涌浪，同时在消力戽内、消力戽下游的水 流底部以及消力戽下游的水流表面形成三个旋滚，即所谓“三滚一 浪”，见图所示。消力戽的作用主要在于使消力戽内的旋滚消耗大量 能量，并将高速水流挑至水面，减轻对河床的冲刷。
泄水建筑物
（第四讲）
泄水建筑物的作用与分类
• 泄水建筑物概念
一般来说，任何一个水库的库容都有一定 的限度，不能将全部的洪水都拦蓄在水库 内，超过水库调蓄能力的洪水必须泄放到 下游，限制库水位不超过规定的高程，以 确保大坝及其它挡水建筑物的安全。在水 利工程枢纽中，用来宣泄水流的水工建筑 物称为泄水建筑物。
泄水建筑物的作用
• 泄水建筑物具有以下作用：①泄放洪水； ②预泄库水，以利调洪；③放空水库（大 坝检修、人防）；④排泄泥沙；⑤向下游 放水，供发电、航运、灌溉、供水等之用； ⑥施工导流。在工程实践中，常常尽可能 把泄水建筑物的不同任务结合起来，使其 一物多用。
泄水建筑物的分类
• （一）按功能分类 • （1）泄洪建筑物。泄洪建筑物用来宣泄设 计的水库所不能容纳的洪水，如溢流坝、 溢洪道和泄水隧洞等。 • （2）泄水孔（或放水孔）。泄水孔用来泄 放一定流量的水量供给下游的需要；检修 枢纽建筑物时放空水库；配合泄洪建筑物 泄放洪水，同时还可冲淤。
泄水建筑物的分类
• （三）按枢纽布置分类 • （1）河床式。泄水建筑物可以布置在河床中央。河床式 泄水建筑物与挡水建筑物合为一体，通过坝身泄水。它同 时兼有挡水建筑物的作用，适用于混凝土坝、砌石坝等坝 型，如重力坝，拱坝。河床式泄水建筑物有溢流坝、坝身 泄水孔等。 • （2）河岸式。泄水建筑物可以布置在坝外的两岸或适宜 部位。河岸式泄水建筑物在布置上较灵活，如泄水隧洞、 河岸溢洪道等。河岸式泄水建筑物适用于土石坝、轻型坝 等坝型，如薄拱坝、平板坝。在河床狭隘以至于不能满足 枢纽布置要求的重力坝和拱坝等枢纽工程中，也可以部分 或全部采用河岸式泄水建筑物。
溢流坝的消能防冲
• (三)面流消能
• 当下游水深较大而且比较稳定时，在泄水建筑物的出流部 分设置挑坎，将下泄水流导至下游水域的表层，主流和河 床之间由巨大的底部漩滚隔开，从而避免了高速主流对河 床的冲刷。余能主要通过水舌扩散、流速分布的调整以及 底部漩滚与主流之间的相互作用消除。由于衔接消能段的 高速主流位于表层，故称为面流消能。
• (二) 溢流坝面 • 溢流坝坝面曲线由顶部曲线段、中间直线 段和下部反弧段三部分组成，如图所示。
1-顶部溢流段；2-直线段；3-反弧段；4-基本剖面；5-薄壁堰；6-薄壁堰溢流水舌
• (三)溢流坝构造 • 溢流坝上部结构有闸门、闸墩、工作桥、 启闭机等。 • 小型工程可以不设工作闸门。这时，溢流 坝堰顶高程与正常蓄水位齐平。大型工程 的溢流坝均设有工作闸门。溢流坝的闸门 有工作闸门和检修闸门。工作闸门用于平 时挡水，以维持水库在正常蓄水位以下运 行。溢流坝工作闸门多为露顶式，工作闸 门在下泄洪水时进行操作，调节下泄流量。 常用的工作闸门有平面闸门和弧形闸门。 平面闸门结构简单，弧形闸门启闭灵活。
坝身泄水孔
• 3.坝身泄水孔的类型 • 坝身泄水孔根据其孔内水流流态可分为有 压泄水孔和无压泄水孔。 • 有压泄水孔泄水时，整个孔内充满水流， 洞内承受水压力。 • 无压泄水孔从坝上游面到工作闸门之间有 一段不长的压力段。在工作闸门下游将孔 洞抬高，泄水时，孔内存在自由水面。
溢流坝的消能防冲
• 消能型式的的选择，要根据枢纽布置、地 形、地质、水文、施工和运用等条件确定。 • 常用的消能工型式有：底流消能、挑流消 能、面流消能及消力戽消能等四种。其中， 挑流消能应用最广，底流消能次之，而面 流与消力戽消能应用较少。
泄水建筑物的分类
• （二）按泄水方式分类 • （1）坝顶溢流式。将溢流孔设于坝顶，泄洪时水 流以自由堰流的方式过坝，如图4-1所示。 • （2）大孔口溢流式。降低堰顶高程，上部采用胸 墙挡水，如图4-2所示。 • （3）坝身泄水孔。将泄水进口布置在设计水位以 下一定深度的部位。 • （4）明流泄水道。如岸边溢洪道、导流明渠等。 • （5）泄水隧洞。
• 1.坝身泄水孔的作用 • 坝身泄水孔的进口全部淹没在水下。坝身泄水孔除了用于 泄洪外，还可用于： • （1）预泄。在洪水到来之前预先下泄，增加部分库容， 增大水库的调蓄能力。 • （2）排沙。在多泥沙的河流上，用设置于较低位置的泄 水孔向下游排放泥沙。 • （3）放空。在水库库区渗漏增大，挡水建筑物出现故障 等情况出现时，需将水库放空。 • （4）导流。永久性泄水建筑物由于孔口位置低，往往可 以作为施工导流通道。 • （5）放水。向下游放水，供发电、航运、灌溉、供水之 用。
坝身泄水孔
• 2.坝身泄水孔的布置 • 深孔的布置应根据其用途、枢纽布置的要求、地形、地质 条件和运用、施工条件等因素进行布置。 • （1）泄洪底孔。布置于主河槽部位，以便于下泄水流与 下游河道的衔接。通常设在非溢流坝段。进口高程在满足 泄洪的前提下尽量高，以减小闸门上的水压力。 • （2）灌溉底孔。布置于灌区一侧的坝段上，以便于与渠 道衔接。进口高程根据坝后渠首高程确定。 • （3）排沙底孔。布置于靠近电站、船闸、灌溉进水口等 需要排沙的部位，并不得影响这些建筑物的运行。 • （4）发电站进水口。布置于厂房坝段，进口高程根据水 能设计和泥沙条件而定，一般设在死水位以下一倍孔口高 度处，并高于泥沙高程1m以上。 • （5）放空水库、施工导流底孔。进口高程均布置较低。
• 3.启闭机 • 工作闸门的启闭机有活动式和固定式。活 动式启闭机多用于平面闸门，如门机。固 定式启闭机既可用于弧形闸门，又可用于 平面闸门。固定式启闭机有螺杆式、卷扬 式、液压式等。卷扬式启闭机用钢丝绳起 吊，闸门靠自重下落。液压式启闭机可启 可闭，运行灵活，易于控制闸门在空间的 停止位置。
坝身泄水孔