6河岸溢洪道-河海大学
河海大学水工建筑物教材__第九章 水工隧洞
泄水隧洞一般要设置两道闸门,即控制泄流的工作闸门和隧洞或工作闸门本身检修时 挡水的检修闸门。洞身的工作状态与工作闸门的位置密切相关。有压隧洞的工作闸门常设于 出口,有便于观察、操作和检修之利;无压隧洞的工作闸门则设于进口,当其闭门挡水时洞 身易成为无水状态。检修闸门则都设于进口,且在工作闸门上游。显然,工作闸门应能在动 水中启闭。深孔泄水隧洞的检修闸门则应能动水中关闭,而可在静水中开启,后者之所以可 能是因为届时已检修好的工作闸门将能封堵水流,实现平压。顺便指出,当隧洞出口低于下 游水位时,则出口处也要设检修闸门。
口尺寸)的确定类似于正槽溢洪道控制堰的设计方法。根据具体地形条件,堰前往往还需有 一条或长或短的引水渠,其近堰处的翼墙用平顺的喇叭口形,并力求对称进水。堰顶设表孔 工作闸门(弧形或平面闸门)控制,其前设检修闸门。闸孔宜尽量用单孔。溢流宽度很大时可 增设中间闸墩,装两扇甚至更多扇工作闸门,这种情况下斜井内流态将恶化。
除作为水电站有压引水系统中重要组成部分的引水隧洞必为有压隧洞外,水利枢纽中 各种功用的水工隧洞既可为有压隧洞,也可为无压隧洞。两者在工程布置、水流特性、荷载 情况及运行条件等方面差别很大。具体某一工程究竟采用无压或有压隧洞,应通过技术经济 条件比较优选确定。以典型的泄水隧洞而言,高水头枢纽承担重要泄洪任务的以无压隧洞为 多,地质条件好或水头不很高的情况下则有压隧洞的应用也不少。无论无压或有压,泄水隧 洞的特点是洞内流速一般都相当高,有别于内水压力大而流速低的发电引水隧洞。
河岸溢洪道介绍
第二节 正槽溢洪道
正槽溢洪道是由面向水库上游的溢流堰控制 的坝外溢洪道,蓄水时控制堰与拦河坝一起组成 挡水前缘,泄洪时堰顶高程以上的水由堰顶溢流 而下。
(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
在设计非常泄洪设施时,应注意以下几个问题: ①非常泄洪设施运行机会很少,设计所用的安全系数 可适当降低; ②枢纽总的最大下泄量不得超过天然来水最大流量; ③对泄洪通道和下游可能发生的情况,要预先做出安 排,确保能及时启用生效; ④规模大或具有两个以上的非常泄洪设施,一般应考 虑能分别先后启用,以控制下泄流量; ⑤非常泄洪设施应尽量布置在地质条件较好的地段, 要做到既能保证预期的泄洪效果,又不致造成变相垮坝。
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。
河海大学水工建筑物_河岸溢洪道
✓ 断面型式、尺寸 ✓ 溢流堰结构型式、尺寸 ✓ 消能防冲的结构设计
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
1)引水渠
进水渠是水库与控制段之间的连接段; 作用:进水及调整水流。当控制段邻近水库时,进水渠可 用一喇叭形进水口代替,具体布置应从三个方面考虑: (1)平面布置:进水渠在平面上最好按直线布置,且 前缘不得有阻碍进流的山头或建筑物,以便水流均匀平顺入 渠。受地形、地质条件及上游河势的影响需设置弯道时,弯 道轴线的转弯半径不宜小于4倍渠底宽度。弯道与控制段之 间应布置一(5-6)H直线段过渡。
水工建筑物
水工建筑物
河岸溢洪道
Riverside Spillway
主讲:张继勋
邮箱:zhangjixun@hhu.edu.cn qq:254524080
主要内容
1 概述 2 正槽式溢洪道 3 侧槽式溢洪道 4 其他形式的溢洪道
2020
水工建筑物
南京
河岸溢洪道
溢洪道设计部分相关规范
❖溢洪道设计规范(DLT 5166-2002) ❖溢洪道设计规范(SL 253-2018) ❖水工挡土墙设计规范(SL379-2007)
2020
图8-1 正槽溢洪道布置图 1—进水段;2—控制段;3—泄百度文库;4—消能段;
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第⼀章绪论
⼀、⽔资源与⽔利事业
⼆、⽔⼯建筑物与⽔利枢纽
三、河川⽔利枢纽对环境的影响四、⽔利枢纽与⽔⼯建筑物的等级划分
五、⽔⼯建筑的发展
六、本门学科的学习、研究⽅法
第⼆章重⼒坝
⼀、概述
什么是重⼒坝;重⼒坝的⼯作原理与特点;重⼒坝的剖⾯形态;国内外著名的重⼒坝。
⼆、重⼒坝的荷载
⾃重;⽔压⼒;扬压⼒;浪压⼒;冰压⼒;淤沙压⼒;地震荷载;荷载组合。
三、重⼒坝的稳定分析
重⼒坝稳定问题的概念;稳定分析的单⼀安全系数法、分项系数极限状况法及其基本公式;稳定分析所需抗剪强度指标的实测和取⽤;沿坝基深层的抗滑稳定分析;岸坡坝段的稳定分析;提⾼重⼒坝稳定性的措施。
四、重⼒坝的应⼒分析
重⼒坝应⼒分析的⽬的要求;应⼒分析的各种⽅法;重⼒坝应⼒分析的材料⼒学法、分项系数极限状态设计法及应⼒控制标准;扬压⼒引起的坝内应⼒;⾮荷载因素对应⼒的影响。
五、重⼒坝的剖⾯布置与优化
六、混凝⼟溢流重⼒坝
溢流坝孔⼝尺⼨的拟定;溢流⾯堰型;重⼒坝、拱坝、⽀墩坝的溢流剖⾯布置;溢流坝的结构布置,闸门,闸墩,边墩,导⽔墙;溢流坝⾯的空蚀及减蚀措施。
重⼒坝的泄⽔孔;消能⽅式;挑流消能;底流消能;⽽流消能;戽流消能;宽尾墩联合消能⼯。
七、重⼒坝的岩基处理
⼋、宽缝重⼒坝与空腹重⼒坝
第三章拱坝
⼀、概述
什么是拱坝;拱坝的⼯作原理与特点;适于建拱坝的地形地质条件;拱坝的平⾯与剖⾯形态;国内外拱坝的发展。
⼆、拱坝的荷载与应⼒控制指标
拱坝的荷载特点;温度荷载;地震荷载;荷载组合;拱坝的应⼒控制指标。
河海大学函授本科水闸毕业设计
河海大学函授本科水闸毕业设计
篇一:河海函授土石坝毕业设计
前言
根据教学大纲要求,学生在毕业前必须完成毕业设计。毕业设计是大学学习的重要环节,对培养工程技术人员独立承担专业工程技术任务重要。通过毕业设计可以进一步培养和训练我们分析和解工程实际问题及科学研究的能力。通过毕业设计,我们能够系统巩固并综合运用基本理论和专业知识,熟悉和掌握有关的资料、规范、手册及图表,培养我们综合运用上述知识独立分析和解决工程设计问题的能力,培养我们对土石坝设计计算的基本技能,同时了解国内外该行业的发展水平。
这次我的设计任务是E江水利枢纽工程设计(土石坝),本设计采用斜心墙坝。该斜心墙土石坝设计大致分为:洪水调节计算、坝型选择与枢纽布置、大坝设计、泄水建筑物的选择与设计等部分。
1 工程提要
E江水利枢纽系防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用的水利工程,该水利枢纽工程由土石坝、泄洪隧洞、冲沙放空洞、引水隧洞、发电站等建筑物组成。
该工程建成以后,可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁,根据下游防洪要求,设计洪水时最大下泄流量限制
为900m3/s,本次经调洪计算100年一遇设计洪水时,下泄洪峰流量为672.6m3/s。原100年一遇设计洪峰流量为1680m3/s,水库消减洪峰流量1007.4m3/s;其发电站装机为3×8000kw,共2.4×104kw;建成水库增加保灌面积10万亩,正常蓄水位时,水库面积为17.70km2,为发展养殖创造了有利条件。
综上该工程建成后发挥效益显著。
1.1 工程等别及建筑物级别
根据SDJ12-1978《水利水电枢纽工程等级划分设计标准(山区,丘陵区部分)》之规定,水利水电枢纽工程根据其工程规模﹑效益及在国民经济中的重要性划分为五类,综合考虑水库的总库容、防洪库容、灌溉面积、电站的装机容量等,工程规模由库容决定,由于该工程正常蓄水位为2821.4m,库容约为3.85亿m3,估计校核情况下的库容不会超过10亿m3,故根据标准(SDJ12-1978),该工程等别为二等,工程规模属于大(2)型,主要建筑物为2级,次要建筑物为3级,临时性建筑物级别为4级。
水工建筑物-98-02真题
河海大学1998年攻读硕士研究生入学考试试题
一选择题
1、重力坝施工期的外表裂缝通常是由〔〕引起的。
A、气温
B、周边温度
C、坝块混凝土内外温差
D、新老砼温差
2、用〔〕方法计算分配给顶层拱圈的荷载对稳定最符合实际情况。
A、圆筒法
B、拱梁法
C、纯拱法
D、拱冠梁法
3、为减小冲击波的影响,正槽溢洪道陡槽收缩段遍高应呈〔〕布置。
A、直线 B二次抛物线 C、指数曲线 D、任意曲线
4、水闸的地下轮廓线布置与闸基土质性质有关,对粘性土闸基要用〔〕。
A、帷幕灌浆
B、板桩
C、铺盖
D、混凝土齿墙
5、均质各向同性介质渗流场得流网形态取决于〔〕。
A、水头
B、边界条件
C、渗透系数大小
D、防渗体形式
6、支墩坝是较为经济的坝型之一,但实际工程中采用较少,主要是因为它〔〕。
A、抗滑稳定性差
B、易产生裂缝
C、设计计算复杂
D、对地基要求高
7、按材料力学法算出的重力坝应力与真实应力接近的部位是〔〕。
A、坝的边缘
B、坝的内部
C、坝近底1|3坝高范围内
D、距坝基1/3坝高以上范围内
8、泄水隧洞中平压管的作用是〔〕。
A、便于检修闸门开启
B、便于工作闸的开启
C、构造要求
D、没有多大作用可以不设
9、拱坝的温度荷载对稳定和应力都有影响,温降对〔〕不利。
A、稳定
B、拱梁荷载分配
C、运行管理
D、应力
10、挑流消能是坝工设计中常用的消能方式之一,这是因为它的〔〕。
A、消能效果最好
B、工程量省
C、下游水位平稳
D、其他原因
二论述题
1、河谷形状对拱坝的剖面形状和荷载分配有什么影响?为什么说拱坝的超载能力较大?
2、土石坝的失稳型式有哪几种?怎样进行土石坝的抗滑稳定分析?用总应力法和有效应力法进行计算时,其抗剪强度指标应如何选取?
河海大学水工建筑物复习
第一章总论
水工建筑物:就是在水的静力或动力作用下工作,并与水发生相互影响的各种建筑物。
水利枢纽:多种水工建筑物组成的综合体。
分类:1挡水建筑物2泄水建筑物3引水建筑物4整治建筑物5专门建筑物。引水建筑物包括取水建筑物和输水建筑物。水利枢纽“三大件”:挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物
水工建筑物的特点(1)由于水的作用,建筑物的工作条件复杂(2)设计独特性(3)施工条件复杂(4)意义重大,失事后果严重
河川水利枢纽对环境的影响:物理影响1.淤积和冲刷:上游:流速降低,泥沙淤积,下游:清水下泄,加大冲刷2.气候变化、诱发地震、边坡失稳。生态影响1.水库养鱼,但阻碍回游2.调蓄水量,但水温不一定适应作物生长3.增加了传播疾病有利条件(钉螺、疟蚊)4.库水化学成分改变,影响生物5.大库影响气候变化6.大量淹没
水利枢纽分等:水利部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》规定,水利水电枢纽工程分为五等。山区、丘陵区部分划分依据为(1)总库容:校核洪水位以下库容(2)防洪:保护城镇及工矿区,保护农田面积(3)灌溉面积(设计)(4)水电站装机。平原、滨海地区划分依据为(1)总库容:校核洪水位以下库容(2)防洪:保护城镇及工矿区,保护农田面积(3)排涝面积(4)灌溉面积(设计)(5)供水——城镇、工矿区(6)水电站装机
水工建筑物分级:根据工程等别、建筑物在枢纽中的重要性(永久、临时),确定水工建筑物的级别。在特殊情况下,可适当提高建筑物级别1-2级。(1)永久性建筑物—枢纽工程运行期间使用的建筑物。主要建筑物—失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益,如:坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房等。次要建筑物—失事后对下游没有灾害或对工程效益影响不大,如导流墙作桥护岸等(2)临时性建筑物—枢纽施工期间使用的建筑物,如:导流建筑物
河海大学水工建筑物题库
复试背诵版
河海大学水工建筑物复试习题库适用专业:【水工
结构、水利工程(水工与水电)】 ----------- NIT 渊哥、付菊整理1.水工建筑物的地基处理主要解决哪两类问题?常用的处理措施有哪些? ① 防渗和稳定。
2.水工建筑物中软土地基处理主要解决哪些问题?常用的处理措施有哪些?
3.泄水建筑物有哪几种形式?各适用于何种场合?设计时应注意什么问题?
①河床泄水建筑物:溢流坝、坝身泄水孔(表孔、中孔、深孔)、河床溢洪道(滑
雪式溢洪道)、坝下涵管;河岸泄水建筑物:河岸溢洪道、隧洞。
②溢流坝适用于重力坝,坝身泄水孔适用于拱坝和重力坝,滑雪式溢洪道适用于拱坝,坝下涵管一般用于中小型土石坝,河岸溢洪道一般适用于土石坝,隧洞用于需要灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航的水工建筑物。
③
4.如何进行坝外泄水建筑物的布置?试分别就正槽式溢洪道的布置和隧洞线路选择加以说
明。
一、正槽式溢洪道布置:
1.进水渠段:设计原则是使水流平顺、进水流畅,水头损失小,当进口紧靠大坝时,大都靠坝一侧设置导水墙,布置成拐弯型的喇叭口形。进水渠的沿水流方向的中心线最好为直线。
2.控制段(溢流堰、闸门、闸墩、工作桥、交通桥):控制段尽量靠近上游,减少水头损失;因为承受荷载大,要建在良好的地基上;当溢洪道紧靠坝肩时,控制段的顶部高程应与大坝坝顶高程协调一致;堰轴线要在平面以直线的方式布置。
3.泄槽:①纵剖面布置:纵坡一般为陡坡,地基越好坡越陡,为适应地形、地质条件,泄槽很长时常需变坡,自上游到下游最好是由逐渐加陡,变坡处用平滑曲线连接;②平面布置:通常用等宽直线布置,在软基上时为减小单宽流量和减小下游冲刷,可以用扩散式;当泄槽很长时,可以兼用收缩、等宽、扩散式的腰形槽。
河海大学混凝土宽缝重力坝毕业设计.docx
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第1章绪论 (1)
1.1水利枢纽与水工建筑物的等级划分 (1)
1.2 永久建筑物洪水标准 (1)
第2章洪水调节 (2)
2.2调洪演算 (2)
2.1.1 洪水调节计算方法 (2)
2.1.2前沿净宽确定 (2)
2.1.3 计算下泄流量 (2)
2.1.4设计情况 (3)
2.1.5校核情况 (5)
第3章非溢流坝段计算 (9)
3.1非溢流坝段经济剖面尺寸拟定 (9)
的计算 (9)
3.1.1超高值h
3.1.2坝顶高程计算 (13)
第4章非溢流段的设计和计算 (14)
4.1荷载组合计算及力矩计算 (14)
4.1.1自重计算及力矩计算 (14)
4.2.2 静水压力计算及力矩计算 (22)
4.1.3扬压力计算及力矩计算 (26)
4.1.4.淤沙压力及力矩计算 (31)
4.1.5.浪压力及其力矩 (33)
4.1.6.地震荷载 (34)
4.2 抗滑稳定分析 (36)
4.2.1正常蓄水位下坝基面抗滑稳定分析 (37)
4.2.2设计洪水位下坝基面抗滑稳定分析 (37)
4.2.3校核洪水位下坝基面抗滑稳定分析 (37)
4.2.4地震荷载情况下坝基面抗滑稳定分析 (37)
4.3 应力计算与分析 (38)
4.3.1整体应力计算与分析的方法 (38)
4.3.2垂直正应力的计算 (39)
4.3.3剪应力的计算 (40)
4.3.4垂直面上正应力的计算 (40)
4.3.5计算工况选定正常蓄水位工况 (41)
4.3.6计算工况选定设计洪水位工况 (46)
4.3.7计算工况选定校核洪水位工况 (51)
河岸溢洪道河海大学
第六章 河岸溢洪道
减蚀方法:
选用好的体型 采用高强度的抗蚀材料 提高抗滑平整度
掺气减蚀
(四)泄槽的衬砌 ——防冲、防渗、防风化、承载
混凝土及砌石结构 ,分缝但缝内必须做止水, 衬砌底部设排水设备 ,有时衬砌要以钢筋锚固。
a.充分利用开采出来的石渣; b.爆破开挖不影响相邻建筑物。
二 、溢洪道各组成部分的设计 1. 引水渠的设计 • 设计要求:
第六章 河岸溢洪道
A.进流平顺 ,水头损失小 ,渠内流速限制在1.5-3 .0m/s 以下;
B.沿水流方向的中心线尽量布置成直线或平缓的曲线 ,转弯 时其丰径不小于4-6倍渠底宽度;
C.渠底应平缓或设成不大的逆坡 , 渠底高程常低于堰顶。
第六章 河岸溢洪道
对实用堰: 其差值应大于(1/3- 1/5)水头 , 以争取较大的泄 流能力;
• 对宽顶堰: 其差值不受限制渠底可与堰顶齐平。 D.根据最大泄量拟定渠道断面。 E.近堰一段过水断面应呈喇叭口型 , 自堰两边边墩起向上游
逐渐加宽成为渐变过渡段 ,其长度取堰顶水头的5-6倍。 衬砌厚度约需20-30cm。
4 、调整段的设计:
第六章 河岸溢洪道
调整段是侧槽后的平底梯形断面的渠道 ,作用 是稳定水流 , 长度应大于2hk,hk为临界水深。
河海大学水工建筑物版
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5
• 4、土石坝 • 本章重点是:渗流计算与稳定计算。土料设计也要重视。 • 稳定计算中,要注意那些与土力学课程重复之处,如圆弧
法。这部分也可简单地提一下,起到衔接作用。在稳定计 算中,还要注意讲清计算条件及计算参数的选用等问题。 • 反滤层的作用,要求及其设计,要讲清楚,以后的水闸一 章中就不重复讲。 • 不透水地基上带棱体排水的均质土坝渗流计算、堆石坝及 土石混合坝,仅作简单的介绍。
• (2) 降水在时间,区域分布上不均衡;
• (3) 我国西部水能资源丰富。
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9
• 二、水利建设 • 1、悠久的发展史 • (1) 岷江都江堰分洪灌溉工程(泰代––李冰); • (2) 芍级大型蓄水灌溉工程–––公元前600年左右; • (3) 引漳十二渠工程(十二级低坝引水)–––公元前390
年左右; • (4) 四千年前大禹冶水–––黄河大堤。 • 2、新中国水利建设成就(1949–– ) • (1) 堤防(整修,兴建) 170000KM • (2) 河道疏竣,整治,海河,淮河––开辟排洪; • (3) 兴建水库:86000多座 • (4) 灌溉:万亩灌区2500多处; • (5) 电站装机:3458万KW
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• (二)设计选型的独特性 • 水工建筑物的工作条件还与其所在地区的地形、
地质、水文、气象等条件有密切关系。 • 由于各个地区情况不同、自然条件千差万别,每
(完整版)河海大学水资源规划及利用复习知识点
河海大学水资源规划与利用复习资料
水资源特点:流动性,可再生性,多用途性,公共性,利与害的两重性水资源的综合利用:同时满足几个部门的需要,并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决,这种开发水资源的方式,称为水资源的综合利用
防洪与兴利矛盾:疏浚河道有利于防洪、航运等,但降低了河水位,可能不利于自流灌溉引水;若筑堰抬高水位引水灌溉,又可能不利于泄洪,但却降低了水电站的水头,使所发电能减少。
1 水资源评价的涵义与任务
水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势作出的分析估价。它是合理开发利用和保护管理水资源的基础工作,为水利规划提供依据
依据:《中华人民共和国水法》《水资源评价导则》(SL/T238-1999) 水资源评价的内容:
水资源评价的背景与基础水资源数量评价水资源质量评价水资源开发利用及其影响评价水资源综合评价2、中国水资源评价分区
10 个一级区——按流域水系划分,以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河和西北诸河
80 个二级区——一级区以下划分二级区,基本保持河流水系完整性;
3、水平年、典型年和系列法
水平年
基准年:为现状情况,又称现状水平年,是指进行水资源评价工作的现状情况,以某一年为标准——力求准确地反映实际情况
近期水平年:为近期情况,一般为基准年以后的5~10 年——要求有一定的精度——供需分析时应进行平衡的调整
中期水平年:为远景情况,一般为基准年以后的15~20 年——精度要差一些——供需分析
时也可不作调整平衡
6河岸溢洪道-河海大学解读
又
sin tg
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b
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第六章 河岸溢洪道
(三)空化空蚀及其减蚀措施
空化:压力降低至蒸汽压力后,出现蒸汽气穴(初始空化)
空蚀:气核膨胀遇高压溃灭,撞击固壁使固壁发生破坏,
即发生空蚀。 空化空蚀的原因: • 泄水建筑物的体型不合理; • 模板走样; • 混凝土质量不佳; • 泥沙的不均匀磨损;
第六章 河岸溢洪道
刘家峡水电站
第六章 河岸溢洪道
二、河岸溢洪道的工作方式与分类
1.工作方式
• 有闸门----大多数情况下 • 无闸门----中小型工程,多雨地区
两者比较:
①堰顶高程不同; ②水位在堰顶以上,泄流能力不同; ③坝高不同; ④防洪库容相同,但位置不同; ⑤管理方式不同; ⑥溢流前缘长不同。
K 1.5 ~ 3.0
斜坡槽底取大值,即扩散角可小些
第六章 河岸溢洪道
(3)弯曲段—— 受离心力作用,外侧水深大,流速与 单宽流量分布不均。 • 要求:使断面内流量分布均匀,抑制冲击波
施加侧向力法,如渠底超高法; 干扰处理法,如螺旋线过渡段法
• 设计方法:
• 渠底超高法:
v2 F离 =m r F离 =mg sin
第六章 河岸溢洪道
2.分类
由于地形条件和地质条件的不同,河岸溢洪道可有多种
第六章 河岸溢洪道
第六章河岸溢洪道
第一节概述
●水库枢纽三大件:
挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物。
●溢洪道:宣泄水库中容纳不下的多余洪水,保证大坝及工程的安全。
●布置方式:
①与大坝相结合,布置在河床中间,成为河床式溢洪道,如重力坝、拱坝的溢流坝段。
②当大坝为土石坝,溢洪道就不能与大坝结合,不能布置在河床中,需要布置在河岸边(水库边),成为河岸式溢洪道。
一、河岸溢洪道的类型
●类型:
开敞式溢洪道:正槽式、侧槽式。
正常溢洪道:
封闭式溢洪道:井式、虹吸式。
非常溢洪道:漫流式、自溃式、爆破引溃式
1. 正槽式溢洪道
水流过溢流堰后,水流方向不变,进入泄水槽。
●特点:水流平顺,泄水能力强,结构简单,常用。
●适用:岸边有合适的马鞍形山口时,此时开挖量最小。
正槽溢洪道图
2.侧槽式溢洪道
水流过堰后,转向约90°,进入泄水槽。
●特点:水流条件复杂,水面极不平稳,结构复杂,对大坝有影响。
●适用:两岸山体陡峭,无法布置正槽式溢洪道,可在坝头一端布置侧槽式溢洪道,此时溢流堰的走向与等高线大体一致,可减少开挖量,但水流就有转向问题。适用于中、小型工程。
侧槽溢洪道图
3.井式溢洪道
●特点:是管流,泄水能力低,水流条件复杂,易出现空蚀,应用较少。
井式溢洪道图
4.虹吸式溢洪道
●原理:溢洪道由曲管组成,曲管最顶部设通气孔,通气孔的出口在水库的正常高水位处,当水库的水位超过正常高水位,淹没了通气孔,曲管内没有空气,泄水时有虹吸作用,可增加泄水能力。
●特点:结构复杂,不便检修,易空蚀,超泄水能力小。用于中小型工程。
虹吸式溢洪道图
二、河床式溢洪道的位置选择
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2、实用堰: m高,工程量小,施工复杂,适用于岸坡较陡
的大中型工程。
(1) 体型:标准WES、克-奥曲线、幂次曲线
(2) 低堰
(m P1 ) 为满足流量系数要求 Hd
P1 0.3
Hd
P2 0.5
Hd
(3) Hd的确定: Hd (0.65 ~ 0.85)Hmax
毁泄洪,以确保大坝安全。
第二节 正槽溢洪道
一、正槽溢洪道的组成、功用及其布置 1. 组成及功用
• 引水渠 • 溢流堰 • 泄槽 • 消能段 • 尾水渠
2.布置 从地形上讲:在坝址附近寻找马鞍形垭口以减少土石
方开挖量,泄槽线路选在地形低洼处;
从地质上讲:坚硬的岩石,开挖困难,但可省去衬砌;
软弱的岩石开挖容易,但衬砌、冲能防 冲措施工程量大;
R (0.2 ~ 0.5)( P1 H )
H 为校核洪水位时的堰上水头
(7) 堰的平面布置: 堰轴直线布置。也可以泄槽轴线为 对称轴,采用曲线布置。
三不宜原则
3、驼峰堰(复合圆弧低堰 ):
m高,可达0.42以上;设计施工简便,对地基要求低, 适用于软弱地基。
4、带胸墙的溢流孔口:
减小门高,延长泄洪历时
刘家峡水电站
二、河岸溢洪道的工作方式与分类 1.工作方式
• 有闸门----大多数情况下 • 无闸门----中小型工程,多雨地区
两者比较: ①堰顶高程不同; ②水位在堰顶以上,泄流能力不同; ③坝高不同; ④防洪库容相同,但位置不同; ⑤管理方式不同; ⑥溢流前缘长不同。
2.分类
由于地形条件和地质条件的不同,河岸溢洪道可有多种形式。 按水流方向是否变化分为:
边墙高由掺气水深确定:
h边 墙
h(1
k
v2 ) gR
h安
4、收缩段、扩散段、弯曲段的设计
(1)收缩段
a.水力现象:产生冲击波,使水流断面分布不均、 局部水深加大。
b.设计内容及目的:确定收缩角、收缩段长度, 使冲击波的影响最小
c.收缩角的确定: 冲击波的最大波高取决于收缩角的大小,因此泄槽的
收缩段多采用直线收缩,而不是流线型的曲线体型。
• 从水流条件讲:
a.水流通畅不影响其他建筑物;
b.控制堰上游应开阔,使堰前水头损失小; c.泄槽在平面上最好不设弯段,以避免离心力和冲击
波的影响; d.泄槽末端消能段应远离坝脚也不应影响通航建筑物
和水电站尾水。
• 从施工上讲:
a.充分利用开采出来的石渣; b.爆破开挖不影响相邻建筑物。
二、溢洪道各组成部分的设计 1.引水渠的设计 • 设计要求:
1.轻型支墩坝,早期的薄拱坝;
也不是所有坝型都适合修建坝身溢洪道。如土坝、堆石坝。因此 河岸溢洪道适用于:
1.轻型支墩坝;
2.土石坝;
3.河谷狭窄;
4.泄量很大的水利枢纽,河床河岸同时布置,如第一、第二溢洪 道;
5.有天然垭口,在高程上合适,地质上抗冲能力强。如刘家峡水 电站,是我国最高最早的重力坝,采用了河岸溢洪道。
A.进流平顺,水头损失小,渠内流速限制在1.5-3.0m/s以下; B.沿水流方向的中心线尽量布置成直线或平缓的曲线,转弯
时其丰径不小于4-6倍渠底宽度; C.渠底应平缓或设成不大的逆坡,渠底高程常低于堰顶。
对实用堰:其差值应大于(1/3-1/5)水头,以争取较大的泄 流能力;
• 对宽顶堰:其差值不受限制渠底可与堰顶齐平。
(二)溢流孔口的确定
同重力坝
3、泄槽——将过堰水流送往下游
作用:输水,是长距离输水建筑物。 要求:泄槽水位不能影响溢流堰自由泄流,
槽中不能发生水跃。
(1)水流特点:a.陡坡 i>icr 、急流Fr>1 b.高速水流问题——脉动、掺气、振动、 冲击波、空化空蚀
(2)平面布置及纵横剖面
总原则:a.直线、等宽、对称布置,但工程中常采用
几何关系:
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• 正槽溢洪道——过堰水流方向与堰下泄槽纵轴线方向
一致,此型式应用最广。(p.314图8-3)
• 侧槽溢洪道——水流过堰后急转弯近90°,再经过泄
槽或斜井,或隧洞下泄;(p.343图8-36) (增加前缘长度,开挖量增加不大时,但泄量增加,可通过加大L
换取较低的设计洪水位,即用较高的堰顶高程来增加兴利库容)
收缩段(以减小工程量)
扩散段(减小单宽流量)
弯曲段(解决洪水归河问题)
挖方工程:深窄断面 填方工程:宽浅断面
达到经济目的
b.纵断面:陡坡。由陡至缓,以反弧连接;
由缓至陡,采用射流抛物曲线连接
c.横断面:岩基上为矩形;
土基上为梯形,但边坡不宜太缓;以防水流
外溢,一般取1:1-1:2。
底宽由泄流量确定;
• 井式溢洪道——水流从平面上呈环形的溢流堰四周向心
汇入,再经竖井和隧洞下泄。(p.348图8-41)
• 虹吸溢洪道——利用虹吸作用,使水流翻过堰顶的虹吸
管,再经泄槽下泄,主要是希望在小水 头时得到较大的泄量。 (p.354图8-47)
按使用频率分 • 正常溢洪道——上述四种溢洪道均为正常溢洪道。 • 非常溢洪道——设在岸边,当来特大洪水时,自溃或炸
第六章 河岸溢洪道
RIVERSIDE SPILLWAY
第一节 概 述
溢洪道是河川水利枢纽中必备的泄水建筑物,其作用是排泄规划 中确定的水库不能容纳的多余洪水,以防洪水漫顶,危及挡水建筑 物的安全。
一、河岸溢洪道的适用场合
在混凝土坝中溢洪道可以与挡水建筑物相结合,建于河床中,如 溢流坝、滑雪道式溢洪道等。但不是所有的混凝土坝都具备修建坝 身溢洪道如:
常取较小的 ,H使d 堰面曲线较瘦小,高水位时,出现适 度负压,以增大流量系数,减小工程量。
(4) 溢流堰顶部曲线长度: 克-奥I型: x 1.15Hd y 0.36Hd WES型:x (0.282 ~ 0.85)Hd y (0 ~ 0.37)Hd
(5) 直线段坡度缓于1:1.4
(6) 反弧半径:
D.根据最大泄量拟定渠道断面。 E.近堰一段过水断面应呈喇叭口型,自堰两边边墩起向上游逐渐加宽
成为渐变过渡段,其长度取堰顶水头的5-6倍。 衬砌厚度约需20-30cm。
2、溢流堰
溢洪道的控制段,是控制溢洪道泄流能力的关键部位 要求:增大流量系数,不产生负压及空蚀
(一)堰型
1、宽顶堰: 简单、方便、m低(0.32—0.385),适用