雁田水库溢洪道消力池的优化设计研究
某水库消力池体型优化试验研究
在消力池内形成稳定的淹没水跃。故方案二在方案一的基 础上试图将消力池底板降低至高程 7 6 5 2 6m , 并在尾端加设 了 1m高的尾坎, 消力池长度保持不变( 图1 ) 。
泄水建筑物 溢洪道敞泄 溢洪道敞泄 溢洪道局开 溢洪道开两孔闸门 溢洪道开一孔闸门 放空洞单开
收稿日期: 2 0 1 4 0 5 2 2 作者简介: 赵敏, 男, 四川广元人, 主要从事结构工程( 含土木工程管理) 研究。
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( 上接第 9 6页) c )不宜直接选择寿命周期成本最低或者功能指数最大 的方案, 应当系统地考虑功能与成本的关系, 进行价值指数 计算, 选择即满足功能要求又经济合理的方案。在本工程的 溢流坝选型中, 采用了价值指数最大的气动盾形坝方案, 并 进行了工程实际建设, 获得了较好的效果。 d )在方案设计阶段应用价值工程方法, 可以使依靠人 为经验的定性决策成为定量化的系统分析, 并通过计算和求 解, 选择出最佳的决策方案, 可以减少人为经验的干扰, 提高 决策的准确性和科学化。 ( 责任编辑: 郑
3 - 1 流量 / ( m ·s )
( 3 )
根据上式, 能够推算出距离大坝的距离为 1 6 7 5m的溢
水位高程 / m 7 7 8 8 6 78 7 8 1 2 3 64 7 8 1 5 5 74 7 8 4 2 6 66
水位 / m 1 3 6 0 78 1 5 9 7 63 5 1 6 2 9 74 1 9 0
3 - 1
2 3 其他优化方案
水位高程 / m 7 7 6 9 8 7 8 0 1 8 7 8 0 6 2 7 8 4 1 9
岸边溢洪道中宽尾墩_消力池消能的水力特性研究
第7卷第1期2009年3月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.7No.1Mar.,2009收稿日期:2008211212 修回日期:2008211220基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20062177)作者简介:杨涛(1981—),男(汉族),河南商丘人,硕士,主要从事工程水力学研究。
岸边溢洪道中宽尾墩—消力池消能的水力特性研究杨 涛,刘亚坤,倪汉根(大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116024)摘 要:在阐述宽尾墩—消力池联合消能的基础上,将宽尾墩消能的思想运用到岸边溢洪道的消能防冲上。
通过试验表明这一消能形式较其它方案消能充分,下游冲坑小,同时还可以大大缩短消力池的长度,取得了较好的效果。
关键词:宽尾墩;消力池;水力特性;试验研究中图分类号:TV651.1 文献标识码:A 文章编号:1672—1144(2009)01—0026—03R esearch on H ydraulic Characteristics of Energy Dissipation with Flaring G atePiers and Stilling Pool in Riverside Spill w ayYAN G Tao ,L IU Ya 2kun ,N I Han 2gen(College of Civil and Hydraulic Engineering ,Dalian U niversity of Technology ,Dalian ,L iaoning 116024,China )Abstract :Based on the combined energy dissipation with the flaring gate piers and stilling pool ,the idea of energy dissi 2pation using flaring gate piers is applied to the energy dissipation and erosion protection in riverside spillway.Experiments indicate that this energy dissipation type is better ,with which the downstream scouring pit is shallower and the length of the stilling pool can be shortened effectively.K eyw ords :flaring gate pier ;stilling pool ;hydraulic characteristic ;expermental study0 引 言1974年有关专家在对安康泄洪问题进行咨询时,认识到平直的尾墩不如在尾部扩宽的闸墩的消能效果好[1]。
小型水库溢洪道除险加固优化技术的探讨
小型水库溢洪道除险加固优化技术的探讨摘要:文章主要介绍了小型水库溢洪道在使用过程中所暴露出的一些问题,然后针对溢洪道除险加固优化设计中的一些技术要点进行系统分析,并且结合溢洪道工程投资验证除险加固技术的可行性。
关键词:小型水库;溢洪道;除险加固Abstract:This paper,it will mainly introduce the small reservoirs some spillway problems under the usage process, analyze systematically some design points for the spillway reinforcement optimization, and combining the spillway construction investment, confirming the stabilization for danger release feasibility.Keywords: small reservoir, spillway, stabilization for danger release一、引言库容在10万~1000万之间的水库统称为小型水库,主要结构包括挡水坝、溢洪道以及放水建筑物三大部分[1]。
其中挡水坝是横拦河道的挡水建筑物,可以用来拦蓄水量,抬高水位;溢洪道主要起到排泄洪水的作用,维持书库的正常水位以确保坝体的安全;防水建筑物主要由放水洞和放水设备组成[2]。
本文主要从书库溢洪道工程的优化设计以及投资比较两个方面分析研究小型水库溢洪道除险加固优化技术。
二、水库溢洪道工程除险加固优化设计小型水库溢洪道工程除险加固优化设计主要可以分为水库水文计算的优化设计、洪水调节计算起调水位的优化设计、水库溢流堰形式的优化以及水库溢洪道的优化设计四个方面[3],具体分析如下:(一)水库水文计算的优化设计水库水文计算的主要任务是确定水利工程的规模以及防洪措施的技术标准,包括设计年径流计算、设计洪水计算、设计暴雨计算、设计固体径流计算以及其他水文计算。
浅谈水库溢洪道消能设计
水库溢洪道消能效果关系到水库大坝的安全,所以消能设计应达到消能效果好、结构可靠、方便检修等目标要求。合理选择消能型式是实现技术、经济统一性的前提,而结构设计是落实设计思想的重要环节,希望本文所作分析讨论能对读者有所启发和可提供参考。
参考文献:
[1]李红艳,刘耀宗.奈曼旗山区小型水库溢洪道及消能工型式选择[J].内蒙古水利,2014(2):45-46.
二、溢洪道消能防冲设计
(一)消能结构设计
仍以前述水库溢洪道为例。底流消能设计保证池内形成稳定的水跃是非常关键的环节。根据尾水深度与水跃跃后水深的关系,下泄水流可能出现远驱、临界和淹没水跃三种衔接流态。临界水跃消能效果最高,但状态不稳定,可能会产生远驱水跃,所以要设计成一定淹没度形态的水跃。当淹没度取σ=1.05~1.10时,流态稳定,消能效率也较高[2]。为了避免远驱水跃,又不希望增加护坦长度,可在护坦末端设置消力坎,也可通过降低护坦高程来形成坎前消力池,还可以将两种措施结合起来形成综合消力池。消力池横断面一般采用矩形,而且大多情况下采用等宽矩形断面。为了适应尾水位的变化,护坦前段可设计成斜坡形式。也可采用多级消力池形式,能较好适应下游河床与消力池之间的高度差。当跃前断面平均流速不超过15m/s时,可通过设置辅助消能工增强消能效果,并缩短池长。如设置趾墩、消力墩和尾坎。但跃前流速大于15m/s时,辅助消能工容易受到空蚀破坏,所以不适宜再采用这种型式。护坦是为了保护河床不受高速水流的冲刷破坏,所以护坦长度应能涵盖水跃跃尾,其厚度必须满足稳定要求,保证不会上浮。为了提高稳定性,可设置锚筋并插入基岩1.5~3m。护坦厚度既可等厚,也可以上游厚一些,下游薄一些。为了防止护坦混凝土开裂,应设置温度伸缩缝。为了减轻护坦底部扬压力,可设置排水系统。水流速度较高时,护坦应采用抗蚀混凝土浇灌。
某水库溢洪道消力池体型优化模型试验研究
1工程概况某水库是一座以城镇供水为主,兼顾灌溉补偿、改善下游生态等综合效益的中型水利工程。
工程等别为Ⅲ等,主要建筑物级别为3级,水库总库容1050万m 3。
溢洪道布置在大坝右岸,为有闸控制开敞式溢洪道,由进水渠、控制段、泄槽段及消能防冲段组成。
溢洪道全长342.77m 。
控制段采用驼峰堰,堰顶高程726.20m ,布置2个表孔,设2扇弧形工作闸门,闸门尺寸为6.0m ×7.3m (宽×高),工作闸门前设检修闸门槽,两孔公用一扇闸门。
控制段顺河向长度为24.0m ,靠坝体一侧边墩采用重力式挡墙型式,顶宽5.0m ,靠岸坡一侧边墩采用衡重式挡墙型式,顶宽1.5m ,中墩采用直立式挡墙型式,顶宽2.0m 。
泄槽段轴线全长123.80m ,收缩段长30.0m ,控制段出口由14m 渐变为10m 。
泄槽在溢0+024.00至溢0+093.86段底坡为i=0.05,后接抛物线y=0.02x2+0.05x ,抛物线后泄槽底坡为i=0.833。
泄槽末端接消力池,消力池首端宽10m ,末端宽14m 。
池长55m ,池底底板高程689.00m ,消力池左侧边墙为C25砼重力式挡墙,右侧边墙为砼衡重式挡墙,墙顶高程700.70m ,消力池下游设尾坎,坎顶高程493.5m ,消力池后接浆砌石海漫,厚0.5m ,与下游河道顺接。
2模型实验2.1实验内容本次模型试验主要研究:观测泄槽、消力池内及下游河道的水流流态、水力学特性,测试渐扩式消力池消能效率;宣泄大坝校核洪水时,若出现洪水漫出消力池,测试洪水对坝脚的影响;研究消力池最优池长和扩散角,提出推荐的消力池尺寸或辅助消能措施,根据模型试验情况,对设计方案提出优化建议。
2.2实验设计根据试验任务和要求,本模型试验主要涉及溢洪道下泄水流的流态、流速、水深、压强等水力学指标。
为了保证水流、泥沙的运动相似,最好选择正态模型。
水流运动相似按重力相似准则考虑[1],按佛汝德数相似[2]计算,各比尺换算关系如下所示:流速比尺:流量比尺:水流运动时间比尺:考虑试验场地和用水量要求,试验模型按重力相似准则设计为比尺λl =λh =50的正态模型[3],相关水力学参数的相似比尺如表1所示。
水库溢洪道改造项目消力池施工技术
水库溢洪道改造项目消力池施工技术摘要:溢洪道是水库大坝重要的配套设施,对保证大坝安全意义重大。
而消力池是实现溢流消能的设施,特殊的工作条件使其易于受到磨蚀损坏,因此本文对水库溢洪道改造项目消力池施工技术进行了探讨。
关键词:水库溢洪道改造;消力池;施工技术溢洪道是设在水库大坝附近河岸的泄洪设施,也称为河岸溢洪道,用于排泄水库内多余的水量并控制水位,保证水库大坝的安全,而消力池是溢洪道的消能设施,建于溢洪道的下游段,作用是使下泄水流通过水跃实现消能,避免高速下泄水流对受纳河床及河岸产生强烈的冲刷、空蚀。
根据有无消力槛,消力池分为下降式、消力槛式和综合式三种类型。
下降式消力池不设消力槛,通过降低护坦高程加大尾水深度消能;消力槛式消力池在护坦末端设置消力槛;综合式消力池是下降式消力池和消力槛式消力池两者的综合,既降低护坦高程,又设置消力槛[1]。
因消力池特殊的工作条件,尤其是下泄水流中还可能携带一定泥沙,难免不会受到水流冲蚀、磨损、冲刷而破坏,破坏了就要修理,如果原设计存在不足,还要针对这些缺陷进行改造[2]。
因此,本文对水库溢洪道改造项目消力池施工技术进行了探讨。
1 消力池修复与改造技术分析1.1 消力池破坏消力池底板、侧墙、跌坎立面等部位受到水流冲击发生磨损、冲蚀、空蚀等作用,首先在局部薄弱处产生麻面,进而发展为冲坑,如混凝土表面严重磨蚀,可露出粗骨料,冲坑成片破坏,还有表面抗冲层与基础混凝土脱开、裂缝、底板变形等问题[3]。
对于磨蚀的修补,应根据破坏程度选择适宜的技术。
浅表层破坏可采用环氧砂浆修补,将破坏处凿除、凿毛,表面涂环氧基液,再以环氧砂浆修复。
如果破坏深度超过5cm,应凿除损坏的混凝土,割除锈蚀严重的钢筋,重新植入、焊接新的钢筋,再浇灌适宜级配的混凝土。
1.2 消力池消能效果不佳当消力池消能效果不能充分满足要求时,可采取辅助消能措施,包括设置消能墩、宽尾墩、T型墩、差动尾坎、综合消能等。
消能墩是在消力池中设置阻碍水流的墩台,例如以品字形分布3个墩台,由于墩台使水流受阻,强化水跃紊动扩散,故可增强消能效果。
雁田水库与深圳水库联网工程可行初探
雁 田水库 主 体 工程 始建 于 1 9 5 9年 1 0月 , 由东 莞 县 塘 头 厦 公 社 兴 建 ,次 年 5月 底 基 本 建成 ,地 处石 马河 流 域 ,属 亚 热 带 季风 地 区 ,具 有 高 温 、 雨 量 充 沛 特 点 ,本 区 4 — 6月 降 雨 以锋 面 雨 为主 , 7 - 9 月 以 台风 雨为 主 ,石 马 河 流 域 多年 平 均
1 TI 。
,
高为 Ⅱ等,主 要水 工建筑物 级别为 2级 ,设计洪水标准提高
到 1 0 0 年 一遇 设 计 ,2 0 0 0年 一遇 校 核 。雁 田水 库 挡 水 建 筑 物 有主 坝 1座及 副 坝 6座 ,水 库 主 坝属 均 质 土坝 ,坝 顶 高 程 5 2 . 2 0 m ,防 浪 墙 顶 高 程 为 5 3 . 1 0 m 。水 库 建 有 溢 洪 道 一 座 , 溢洪道 顶高 程为 4 6 . 3 0 m ,设 两 孔 闸 门 ,每 孔 闸 门尺 寸 为 3 x 5 m 。雁 田水 库 溢 洪 道 为 陡 坡 式 ,包 括 溢 洪 闸及 二 级 消 力 池 , 位于 主 坝 左 坝 头 。在 东 深 工 程 经 过 三 次 扩 建 中 ,雁 田水 库 一 期 扩 建 时 ,厂 房 增 加 了一 台机 组 ;二 期 扩 建 时 ,厂 房 增 加 了 四 台机 组 ;并 在 五 副坝 增 设 一 个 三 孔 ( 每孔宽为 2 . 8 m) 的供 水 节 制 闸 ;三 期 扩 建 时 ,在 水 库 溢 洪道 原 闸 门下 游 处 增 设 一 道 工 作 闸门 ,而 原 工 作 库 门 改 为检 修 闸 门 。随 着 经 济 不 断发 展 ,水 库 周 边 的 环 境 发 生 巨大 变 化 ,一 方 面 水 库 水 质 受 到 影 响 ,另 方 面 水 库 的特 征 也 有 较 大变 化 , 因此 雁 田水 库 防 洪 调 度 亦 需 作 相 应 的 调 整 。如 果 连 续 降 雨 时 ,雁 田水 库 水 位 超过 4 8 . 6 0 m ,则 根 据 径 流 量 多少 ,调 节 防洪 闸 门 的开 度 , 进 行 排 洪 ,使 雁 田水 库 水 位 控 制 在 4 8 . 6 0 m 以下 ,若 遇 超 标 准 洪 水 ,将 造 成 水 库 大 坝 跨 塌 ,将 直 接 影 响 水 库 下 游 人 民 生 命 财 产 安 全及 周 边 供 水 。 因此 径 流 量 较 大 时 ,应 考 虑 全 开 启 防洪 闸 ,达 到 来 多 少水 量 ,排 多 少 水 量 , 以确 保 大 坝 安 全 。 深 圳 水库 位于 深 圳 河 支 流 沙 湾 河 下 游 ,属 珠 江 口水 系 ,
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨摘要:溢洪道是水库的三大建筑物之一,是汛期泄洪和保证水库安全的重要设施。
在小型水库除险加固设计中必须重视溢洪道设计存在的普遍问题,文章提出了相应的设计方案,以满足安全泄洪的要求。
关键词:水库;溢洪道;设计;除险加固屏南属山区农业县,小型水库数量较多,分布区域广,主要是为农业生产提供灌溉水源,也为人民生活用水和工业用水提供水源,同时在防御洪水灾害中也发挥了重要作用。
然而,由于建设年代早,限于当时的施工条件等种种原因,当前许多水库都不同程度存在一些病险问题,除险加固工作势在必行。
而溢洪道是水库枢纽三大建筑物之一,是汛期泄洪和保证水库安全的重要设施,因此,除险加固工程中必须重视溢洪道的优化设计问题。
1小型水库溢洪道设计存在的普遍问题1.1溢洪道泄流量设计的计算有问题在计算溢洪道泄流量时,往往选用宽顶堰、实用堰、明渠等不同的进口型式,因为所用的流量系数不同,泄流量亦不同,有的甚至相差甚大。
小型水库的溢洪道,除有闸门控制的实用堰外,绝大部分按宽顶堰计算,但实际上有些堰没有按宽顶堰去做,导致计算出来的泄洪能力与实际情况不相符合。
1.2布置不合理某些工程设计的溢洪道其进出口段离坝身太近,坝肩与溢洪道之间仅有单薄的山脊相隔,如果未对进口段进行有效的护砌,泄洪时一旦发生冲蚀现象,将直接对坝肩的安全构成威胁;有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴,如果发生横流冲刷,更易危及坝脚安全,这两种情况均对大坝的运行安全十分不利。
1.3洪水设计标准偏低由于历史问题,一些小水库是在对水库集雨面积、来水量、库容和地质条件均不清的情况下建设的,设计时没有土地测量,仅仅在大比例地形图上量算集雨面积和库容,其设计采用的洪水标准往往偏低,选用洪水数据偏小,从而影响水库的安全。
同时,许多小型水库工程由于造价有限,设计人员采用的洪水标准往往偏低,选用洪水数据(洪峰、洪量)偏小,从而造成溢洪道设计尺寸偏小,不能保证安全泄洪。
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨摘要:小水库的加固设计中的溢洪道设计影响到相应水库的安全和整体的运行和发展,从而溢洪道的设计将对小型水库的运行和发展造成相应的影响。
通过对小水库中溢洪道的优化设计实现了对相应水库建设的持续发展模式,从而通过对小水库加固设计中的溢洪道的问题进行分析实现了对小型水库溢洪道的优化设计。
关键字:小水库;加固设计;溢洪道;优化设计小水库的溢洪道是小水库建设工程中的主要建筑,同时也能实现小型水库的防洪蓄能力的总体掌控,从而切实保证水库周边的有效运作发展。
溢洪道在水库的建设和发展过程中承受着宣泄洪水,防止洪水漫溢、保障水库大坝的安全等重要的作用,从而直接作用与水库的安全和稳定的性能。
由于溢洪道的设计和优化,不断建设了持续发展的水库的溢洪道的设计和发展模式。
一、溢洪道设计在小型水库建设中的重要性溢洪道的合理布局与选型,不但直接关系到小型水库的安全,而且关系到整个工程的造价,同时还影响着水库建成投入使用后的运行状况。
河岸式溢洪道是溢洪道在坝体之外的河岸上修建的。
当拦河坝采用的是土石坝结构时,几乎都要建设河岸溢洪道。
在土石坝结构的小型水库建设中,一般溢洪道占据了整个水库枢纽工程造价的25%~30%。
因此,溢洪道的设计问题,在小型水库工程设计中显得异常重要,绝对不能掉以轻心。
二、小型水库溢洪道设计中存在的问题1.溢洪道设计尺寸过小小型水库因为极易受到工程造价的限制,其设计时应对洪水的标准可能会设置得过低,所参考的洪峰与洪量等洪水数据也偏低。
因此,造成溢洪道设计的尺寸过小,一旦周边的岩体出现风化坍落,就会造成泄洪渠淤积,导致水库的泄流能力不足。
2.溢洪道进出口段距坝身过近一些小型水利工程的溢洪道进出口段往往距离坝身很近,坝肩和溢洪道之间只有单薄的山脊相隔。
进口段如果没有采取有效的护砌措施,泄洪时一旦出现冲刷,就会危及到坝肩的安全。
还有一些工程将陡槽末端和坝脚紧贴在一起,如果出现横流冲刷,就会危害到坝脚的安全。
水库溢洪道多级消能优化研究
Ke y wo r d s :D a h e b i a n R e s e r v o i r ;s p i l l w a y;mu l t i - s t a g e e n e r g y d i s s i p a t i o n ;o p t i mi z a t i o n
Ab s t r a c t :Hy d r o p o we r s t a t i o n i s mo s t l y c h a r a c t e r i z e d b y l o n g s l u i c e w a y a n d b i g d r o p p o we r g e n e r a t i o n .S i n g l e - s t a g e e n e r g y
次要水工建筑物级别为 5级 ,总库容 7 8 4 . 6 1 万m 。 溢洪道位于大坝右岸 ,设计为无 闸开 敞式 岸边溢 洪道 ,消能 防冲设 计为 2 0年一 遇洪 水标 准 ,洪水 泄
量为 2 8 . 4 7 m / s 。溢洪道 消能工设 计为 三级 消能 ,总
由渐变段 和泄槽 段 组成 。渐变 段宽 度 由 1 0 m 渐变 为
a i mi n g a t a dv e r s e h y d r a ul i c ph e n o me n o n i n o r i g i n a l d e s i g n pl a n o f s pi l l wa y wi t h e x c e l l e nt e f f e c t .
d i s s i p a t i o n wo r k o f t h e po we r s t a t i o n c a n n o t m e e t r e q ui r e me n t o n s a f e t y a n d e c o n o my. Th e r e f o r e, mul t i — s t a g e e n e r y g
溢洪道消力池工程施工方案
溢洪道消力池工程施工方案一、工程概况本工程为某水库溢洪道消力池施工项目,消力池位于溢洪道末端,主要作用是消除溢洪道中下游的水流能量,确保下游工程安全。
消力池工程施工质量直接关系到水库的正常运行和周边人民群众的生命财产安全。
本方案根据工程实际情况,结合相关技术规范,制定合理的施工工艺和措施,确保工程质量、安全、进度目标的实现。
二、施工目标1. 工程质量:确保消力池结构安全、功能完善,满足设计要求。
2. 施工安全:严格遵守安全生产法律法规,确保施工现场人员安全,防止安全事故的发生。
3. 施工进度:按照施工计划,确保工程按时完成。
三、施工工艺及措施1. 施工准备(1)组织施工人员学习图纸及技术规范,了解工程特点、施工要求和技术标准。
(2)准备施工所需的各种材料、设备及工具,确保施工正常进行。
(3)对施工人员进行安全教育,提高安全意识,落实安全措施。
2. 基坑开挖(1)根据设计图纸,标定基坑开挖线,进行放样工作。
(2)采用机械开挖,人工清基的方法,确保基坑开挖质量。
(3)开挖过程中,加强监测,确保基坑稳定。
3. 基础处理(1)对基坑进行验收,确保基坑质量符合设计要求。
(2)按照设计要求进行基础处理,包括排水、降水、地基加固等。
4. 消力池结构施工(1)施工顺序:先进行消力池底板施工,然后进行侧墙施工,最后进行顶板施工。
(2)施工方法:采用现浇混凝土施工,确保结构尺寸、强度、稳定性满足设计要求。
(3)施工过程中,加强质量控制,确保结构施工质量。
5. 施工缝处理(1)施工缝按照设计要求进行处理,确保施工缝质量。
(2)采用高强度等级混凝土,减小施工缝对结构的影响。
6. 排水系统施工(1)按照设计要求,施工排水沟、排水管等排水设施。
(2)确保排水系统畅通,防止水患发生。
四、质量保证措施1. 严格遵循国家及地方水利工程质量检验标准,加强施工过程质量控制。
2. 对施工人员进行技术培训,提高施工技能,确保施工质量。
3. 加强施工材料检验,不合格的材料不得使用。
水利水电工程中的水库溢洪道设计探析
水利水电工程中的水库溢洪道设计探析水库溢洪道是保障水库安全运行的重要组成部分,是水库防洪的主要措施之一。
溢洪道的设计对于水库的稳定性和安全性起到至关重要的作用。
本文将就水库溢洪道设计中的一些关键问题进行探讨。
一、溢洪道设计的目标水库溢洪道的设计目标是保证水库的稳定性和安全性。
确保水库在洪峰期间不会超过设计洪水位,从而避免因洪水超出蓄水位造成水坝失稳,破坏和洪水灾害等。
溢洪道不仅要能够顺利导流,减小洪峰对水库的冲击,并且要保证水库整体结构的稳定。
(1)流量计算水库溢洪道的设计首先要确定流量。
流量的大小需要综合考虑水库水位、流域面积、降雨、雪融等因素进行判断。
在水资源开发、水电站设计等领域中,流量计算往往采用经验公式。
目前使用最广泛的计算公式是哈曼公式,其公式为Q=CKH3/2。
其中Q为单位时间内流量,C为径流系数,K为常数,H为水深。
(2)水库形态水库形态对溢洪道的设计至关重要。
水库的大小、形状,堤坝位置、高度和坡度,以及附近的地形地貌都会对溢洪道的大小和位置造成影响。
因此,要根据具体情况确定水库形态,从而确定溢洪道的设计。
(3)溢洪道的尺寸溢洪道的尺寸是设计的一个重要考虑因素。
占位面积、槽壁镶嵌的材料、水流速度和水流深度都会影响溢洪道的尺寸。
溢洪道需要保证足够的宽度和深度,以便顺畅流出水库的洪水。
此外,还需要保证溢洪道在水库发生洪水时不被堵塞。
(4)泄流能力泄流能力是溢洪道设计的另一个重要要素。
泄流能力要能够满足水库的实际情况,满足预定的洪水容量。
泄流能力的大小直接影响溢洪道的尺寸和设计,同时也会影响水库在洪水发生时的安全性。
设计流量法是溢洪道设计中最常用的方法之一。
通过计算水库的设计洪水位,确定溢洪道的高度,进而确定溢洪道的宽度。
溢洪道的设计高度依据水库的设计洪水位,水库的形态、泄流能力和土壤条件等因素进行判断,一般建造时会留有一定的安全余量。
(2)波动法波动法是另一种常用的溢洪道设计方法。
该方法根据较短时水流变化所产生的水位波动决定泄流能力。
如何在水库溢洪道设计中避免不利因素
如何在水库溢洪道设计中避免不利因素
黄河
【期刊名称】《甘肃水利水电技术》
【年(卷),期】2009(045)006
【摘要】溢洪道是水库枢纽中的主要建筑物之一,它发挥着渲泄洪水、保护工程安全的重要作用.溢洪道在坝体以外的河岸上修建称为河岸溢洪道,当拦河坝是土石坝时,几乎都采用河岸溢洪道.但是,溢洪道的设计和布置合理与否,直接影响到水库的安全.故溢洪道合理的布局和选型,在水库工程设计中十分重要.
【总页数】2页(P23-24)
【作者】黄河
【作者单位】陆丰市牛角隆水库管理处,广东,陆丰,516500
【正文语种】中文
【中图分类】TV651.1
【相关文献】
1.杨湾桥水库溢洪道设计的不利因素及应对措施 [J], 陈睿
2.大河水库除险加固设计中的溢洪道设计 [J], 迟颖
3.小型水库加固设计中的溢洪道优化设计分析 [J], 黄惠玲
4.浅议小型水库加固设计中的溢洪道优化设计 [J], 彭超
5.斜向挑坎在水库溢洪道设计中的运用 [J], 葛宇
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浅谈水库溢洪道优化设计 曹卓辉
浅谈水库溢洪道优化设计曹卓辉发表时间:2018-04-08T11:48:31.767Z 来源:《建筑科技》2017年第24期作者:曹卓辉[导读] 主要任务是宣泄洪水以保证主体水工建筑物的安全。
本文以某山区水库工程为例,讨论了岸坡弯道式溢洪道的优化设计。
曹卓辉身份证号码:4418211985****023x摘要:溢洪道是水库枢纽工程的重要组成部分,其主要任务是宣泄洪水以保证主体水工建筑物的安全。
本文以某山区水库工程为例,讨论了岸坡弯道式溢洪道的优化设计。
关键词:溢洪道布置;溢洪道设计;消力池引言溢洪道是水库水工建筑物的关键环节,承担着水库在洪水期间泄洪任务,设计合理直接关系到水库后期建筑结构的安全性,也关系到水库能否安全稳定运行,更关系到改造工程建设的成本控制、造价管理工作质量高低,因此做好溢洪道工程结构设计就显得十分必要。
1.工程概况某山区水库总库容1113万m3,水库工程为Ⅲ等工程,溢洪道为3级建筑物,其消能防冲设计洪水标准为30年一遇,下泄流量为272m3/s;设计洪水标准为50年一遇,下泄流量为304.0m3/s;校核洪水标准为1000年一遇,下泄流量为448.0m3/s;溢洪道布置在大坝右岸,为河岸式有闸控制正堰泄水建筑物。
2.原体型布置溢洪道平面布置见图1,由进水渠、控制段、泄槽、消力池组成,溢洪道轴线长333.76m,受实际地形和地质条件限制,在泄槽段(溢0+103.16~溢0+191.77)布置为平面转弯段,转弯半径150m,转弯角度33.85°,泄槽宽10m。
图1溢洪道平面布置图泄槽底板为平底板,纵坡为1∶3.5。
经理论计算,泄槽流速沿程增大,入弯前流速21m/s,消力池入池流速27.5m/s,弯道段横向水面差最大为4.7m,消力池长74.76m,消力池边墙高16.6m。
由于泄槽入弯前水流速度高,弯道段溢洪道凹凸岸边墙高差较大,弯道急流产生的折冲水流使进入消力池的水流具有典型的非均匀三维特征,消力池规模亦难准确确定,鉴于此进行了水工模型试验。
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨
小水库加固设计中溢洪道优化设计探讨摘要:在我国有着很多的水库,为的就是能够对水势更好的进行控制,防止出现大型的洪涝灾害,同时也为了能够蓄水,当遇到旱灾的时候可以发挥出作用。
我国既有大型水库也有小型的水库,在水库中会专门进行加固设计,其中在加固设计中起到最为关键的一环就是溢洪道的设计。
溢洪道设计能够直接的对水库的安全和运行状况造成重要的影响。
但是在溢洪道设计中存在着很多的问题需要解决,本文针对溢洪道设计中的问题进行详细的阐述,并提出了几点措施,希望能够对溢洪道设计进行优化。
关键词:溢洪道设计;小水库;优化设计;加固设计前言溢洪道是小水库中最主要的建筑,可以对小型水库的防洪蓄能进行总体的掌控,进而让水库的运作能够更加的平稳。
溢洪道设计在水库的建设中承担着很重要的作用,既需要承受着洪水的宣泄,同时还能够防止洪水出现满溢,进而保证水库大坝的安全。
但是当前我国的溢洪道设计存在着一些问题,导致小型水库的运行并不是很安全,本文针对这些问题进行了详细的阐述,并提出了相应的解决措施。
一、溢洪道设计对于小水库加固的重要性溢洪道的布局和类型是否合理都直接的关系到小型水库的运行是否的安全,同时还关系到整个水库工程的造价,对于水库建成投入使用过后的运行状况也起到了重要的影响。
溢洪道有很多种类型,例如河岸室溢洪道就是修建于水库坝体外部的河岸上。
如果拦河坝采用的是土石结构,那么为了水库更加的安全就需要建设河岸溢洪道。
而在土石坝结构的小水库建设中,溢洪道设计占有了水库造价的将近三分之一,可想而知溢洪道设计是何等的重要,不能够掉以轻心。
二、小型水库中溢洪道设计存在的问题(一)溢洪道设计尺寸太小小型水库的建设很容易受到工程造价的影响,因此为了能够尽量的减少投资的成本,在设计的时候对于洪水的标准会尽可能设置地低点,参考的洪峰以及洪量等数据也会尽量的偏低,这就容易导致在设计溢洪道的设计尺寸也会出现偏差,设计的过小了,一旦周围的岩石出现了风化坍塌的现象,就很容易发生泄洪渠淤积的情况,水库的泄洪能力受到影响。
试论小型水库加固设计中的溢洪道优化设计
试论小型水库加固设计中的溢洪道优化设计小型水库数量在城镇中的增加,可说明社会与经济在不断发展中取得的进步。
灌溉、工业用水以及人们生产生活用水等都是小型水库负责的内容。
小型水库在汛期同样可发挥自身价值,有效防洪,保障人们生命财产安全。
很多小型水库建设时间较长,因建设时期施工条件或者诸多客观因素的限制,会出现不可避免的病害或者其他风险。
可利用除险加固的方式,完善小型水库中存在的不足。
以免因细节问题威胁到小型水库整体安全。
一、小型水库溢洪道设计现状1.无法准确计算泄流量设计溢洪道流量是开展小型水库溢洪道设计工作时必须高度重视的内容。
溢洪道结构形式并不是完全相同的,在不同水库当中所使用的结构形式之间存在较大差异,所以无法利用同一流量系数开展溢洪道流量计算工作。
很多设计人员在计算溢洪道流量时,会忽略上述问题,导致计算中出现不可避免的误差。
水库泄洪能力无法满足设计需求,也在不同程度上破坏水库泄洪能力与水库设计标准之间的一致性。
2.布置合理性较差在不同区域内开展的小型水库溢洪道设计工作,可能面临地质情况和地形情况不同的问题。
因此,在真正针对小型水库溢洪道开展加固设计工作时,需要充分结合实际,以免因区域间的差异影响到溢洪道布置。
溢洪道的使用效果会受到诸多客观因素的影响,其中包括地质情况以及地形问题。
严重时引发溢洪道质量问题。
这不仅是破坏水库运行正常性的一种表现,还为工程埋下极大的安全隐患,严重时威胁人们生命财产安全。
3.设计人员素质较低设计手段以及设计方法不专业的问题普遍存在于小型水库除险加固设计当中,直观表现出设计人员在设计中存在的不足。
加大设计成果出现失误的可能性,无法满足工程提出的相关标准与要求,甚至会对水库工程的正常运行造成威胁,水库工程各项设施是无法发挥自身作用。
溢洪道是否可以顺利运行,取决于溢洪道结构质量。
而影响溢洪道结构质量的因素相当复杂。
这对设计人员提出越来越高的要求,必须在设计之前进行充分的准备,详细了解工程需求以及地质情况等,再综合考虑多方面内容的基础上,逐步完成溢洪道结构设计与施工工作。
溢洪道消力池工程施工组织设计方案
**电站土建主体工程C1标**溢洪道消力池施工方案**有限公司**电站工程项目经理部2017年3月审批:___________________校核:___________________编写: ____________________1. 综合说明 (1)1.1. 工程简介 (1)12施工依据 (1)13 主要工程量 (1)2. 施工进度计划 (2)3. 施工布置 (2)3.1. 施工道路布置 (2)32 施工风水电布置 (2)33 混凝土供应系统布置 (3)4. 施工方法 (3)4.1. 土石方开挖 (3)4.2. 锚筋桩 (6)4.3. 混凝土 (10)4.4. 固结灌浆 (17)4.5. 格宾网防护 (19)5. 安全保证措施 (21)6. 文明施工措施 (22)1. 综合说明1・1・工程简介**溢洪道布置于主坝右岸上游380m处.结合施工导流洞布置。
导流洞采用1条断面尺寸为2.5m X 2.5m(宽X高)的隧洞.城门洞型.顶拱中心角120。
•洞身长度为375.04m.进出口明渠段分别长约38.30m、47.90m。
导流洞进口底板高程为552.50m.进口布置在主坝上游约420m 的坡脚.出口布置在右岸山体北侧的冲沟内.出口段接消力池.消力池池长40m. 池深2.0m.消力池左侧接长30m的护坦与下游冲沟顺接。
导流洞布置与永久泄洪洞结合。
导流洞进、出口地表综合坡度分别为26 °、39 °底板及开挖边坡岩体呈全〜强风化岩体抗冲刷能力差.开挖边坡最大坡高15m左右.进、出口位于强风化岩体内。
12施工依据按照设计蓝图《**溢洪道消力池结构图》施工。
1・3・主要工程量主要工程量见表1-1。
主要工程量表表1- 12. 施工进度计划根据导流(溢洪)洞施工进度计划安排•在保证施工安全、施工质量的前提下.严格控制施工进度•保证工期顺利实现。
具体施工工期计划为:2015年03月20日〜2015年04月30日。
某水库溢洪道消力池消能墩墩型和位置优化研究
某水库溢洪道消力池消能墩墩型和位置优化研究
桂吉顺
【期刊名称】《水利技术监督》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】消力池是水利工程泄水建筑物的重要组成部分,其结构优化对保证水利工程的安全稳定运行具有重要意义。
文章以某小型水库为例,利用工程模型试验的方式,探讨了不同消能墩墩型和位置对消力池消能效果的实际影响,并根据试验结果对工程设计提出了建议。
【总页数】4页(P207-210)
【作者】桂吉顺
【作者单位】九江市科翔水利工程监理有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV653.1
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图1溢洪道纵剖面图第03期(总第442期)吉林水利2019年03月[文章编号]1009-2846(2019)03-0012-04[收稿日期]2018-01-29[作者简介]熊俊华(1971-),男,湖北咸宁人,工学硕士,毕业于武汉大学水工结构专业,高级工程师,现主要从事水利水电工程设计、咨询和管理工作。
1工程概况东深供水工程是向香港、深圳以及沿线城市输送原水的大型跨流域调水工程。
雁田水库位于东莞市凤岗镇,是东深供水工程两座调节水库之一,是工程输水系统的重要组成部分。
雁田水库工程等别为Ⅱ等,主要水工建筑物为2级,设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为2000年一遇。
溢洪道采用底流式消能,消能防冲设计洪水标准为50年一遇。
主要建筑物有主坝、6座副坝、1座溢洪道、2座节制闸、2条供水灌溉管及2组虹吸管等。
水库主体工程于1959年10月动工,1960年5月建成;1964年对主体工程进行加固和扩建;1965年3月正式向香港、深圳供水。
2消能工复核2.1基本参数雁田水库溢洪道为正槽式溢洪道,位于主坝左坝头,由进口翼墙、宽顶堰、泄槽、消力池和下游连接段等5部分组成,全长150m ,最大落差7m 。
消力池紧接溢洪道泄槽,为综合式消力池。
消力池池底高程39.30m ,护坦高程40.80m ,消力池深1.5m ,池宽10.8m ,池长22.5m 。
消力池后为海漫,总长40m ,其中前10m 为砼护底,后15m 为浆砌石护底,末端15m 浆砌石护底呈斜坡状,形成尾部水池,水池深1.5m 。
溢洪道纵剖面见图1。
雁田水库溢洪道消力池的优化设计研究熊俊华(广东省水利电力勘测设计研究院,广东广州510635)[摘要]本文根据雁田水库溢洪道的水力要素对消力池等消能工进行了复核,复核结果显示:在50年一遇设计洪水标准下,现状消力池长度略显不足。
为此,在消力池内增设消能墩等辅助消能设施,能有效提高消能效率,缩短消力池的长度。
增设消能墩后消力池计算长度为20.1m ,现状消力池满足在池内形成淹没式水跃的要求。
该工程的实施及运用为类似工程消力池的改造设计提供了参考。
[关键词]雁田水库;溢洪道;消力池;消能墩;优化设计[中图分类号]TV 653.1[文献标识码]B50.8152.0050.0046.3044.7040.8039.30p L 1L k70004000022500120030500120007000闸室段消力池泄槽护坦DOI:10.15920/ki.22-1179/tv.2019.03.0042.2计算公式(1)跃前水深计算溢洪道泄槽水流进入消力池后产生水跌,泄槽末水深及池内水深h 1采用《溢洪道设计规范》[1]中公式计算。
h 1=qφ2g (H 0-h 1)姨(1)式中:q 为起始计算断面单宽流量,m 3/(s.m);H 0为起始计算断面渠底以上总水头,m ;φ为起始计算断面流速系数,取1.0。
(2)消力池深度和池长计算雁田水库溢洪道采用底流式消能。
按《溢洪道设计规范》[1]中的计算公式,计算不同流量、水位情况下消力池的深度及池长。
h c ″=h c 21+8Frc2姨-221(2)F rc =v cgh c姨(3)式中:F r c 为收缩断面弗劳德数;h c 为收缩断面水深,m ;h c ″为池中发生临界水跃时的跃后水深,m ;v c 为收缩断面流速,m/s 。
等宽矩形断面下挖式消力池的池深可按下列公式计算:d=σh c ″-h t -ΔZ (4)ΔZ =Q 22gb21φ2h t 2-1σ2h c ″222(5)式中:d 为池深,m ;σ为水跃淹没度,可取σ=1.05;h t 为消力池出口下游水深,m ;ΔZ 为消力池尾部出口水面跌落,m ;Q 为流量,m 3/s ;b 为消力池宽度,m ;φ为消力池出口段流速系数,可取0.95。
等宽矩形断面下挖式消力池的池长可按下列公式计算:L=L k +L 1(6)L k =(0.7~0.8)×6.9(h c ″-h c )(7)L 1=φH 0(2p+h )姨(8)式中:L k 为雍高水跃的水跃长度,m ;L 1为水舌跌落距离,m 。
φ为流速系数,可取1.0;H 为跌坎水深,m ;p 为跌坎距消力池底板高度,m ;H 0为跌坎水头,H 0=h c +v c 2/2g ,m 。
水舌跌落距离L 1计算公式参考《跌水与陡坡》[2]一书。
2.3消能工复核本工程溢洪道为2级水工建筑物,根据《溢洪道设计规范》[1],溢洪道消能防冲建筑物的设计洪水标准为重现期50年一遇。
(1)消力池跃前水深根据《雁田水库大坝安全鉴定报告》[3],泄洪期间洪水自雁田水库经溢洪道进水口、进水闸、泄槽后进入消力池产生跌水。
溢洪道泄槽长30.5m ,宽10.8m ,水面线按明渠非均匀流进行复核,砼底板糙率n =0.018。
水流进入消力池后跃前水深h c 按公式(1)计算,流速系数取φ=0.95,泄槽水面线及消力池内跃前水深h c 的计算结果见表1。
(2)消能工复核根据公式(2)―(8)及计算消力池跃前水深,计算消力池跃后水深及池长结果见表2。
从表2的计算结果可以看出:水库在50年一遇洪水下,溢洪道开闸泄洪,各级流量对应的消力池池深均满足要求;在50年一遇设计洪水标准下,消力池的计算长度22.8m >22.5m (现状消力池长度),其它泄洪流量下现状消力池长度满足要求。
消力墙后为海漫,总长40m ,其中前10m 为砼水库水位H(m )闸门开度e (m )流量Q (m 3/s )泄槽水深(m )池内h c(m )备注0+0200+0300+0400+050.548.600.27100.4430.1510.1460.1450.13048.600.55200.7040.2770.2410.2290.21348.600.6300.9230.3960.3340.3080.29048.600.840 1.1180.5080.4240.3850.36548.6全开56.50 1.4080.6850.5680.5090.490正常水位49.2全开80.00 1.7750.9210.7640.6810.65349.61全开95.68 2.000 1.0710.8910.7920.760P =2%49.84全开105.39 2.133 1.1620.9670.8600.828设计状况P =1%50.57全开137.66 2.549 1.452 1.217 1.081 1.040P =0.1%50.79全开147.772.6721.5401.2911.1481.110校核状况(P =0.05%)雁田水库溢洪道泄槽水面线计算结果表1护底,后15m 为浆砌石护底,末端15m 浆砌石护底呈斜坡状,形成尾部水池,水池深1.5m 。
水流经消力墙后跃前水深h c 按公式(1)计算,出池流态判别计算结果见表3。
从表3的计算结果可以看出:水库在50年一遇洪水下,溢洪道开闸泄洪,各级流量对应的海漫尾部水池池深及池长均满足要求,水流出池后,由于下游道路附近地势较高,出池洪水水位相应抬高,形成淹没出流。
根据消能工复核结果,现状消力池长度略显不足,不满足在池内形成淹没式水跃的长度要求,需要对雁田水库溢洪道消力池进行优化设计。
3消力池优化设计3.1优化设计计算雁田水库溢洪道洪水出消力池、海漫后,横穿镇田南路汇入河道。
受现状情况限制,增加消力池长度存在实际困难,并且现状消力池长度比计算长度仅小0.3m ,故不考虑增加消力池长度方案。
在消力池内加设消能墩可以增加消能效率,降低跃后水深[4],从而减小消力池长度,故采用增设消能墩方案。
根据《水力计算手册》[4],对于设有迎水面垂直的消能墩,可利用弗劳德数Fr c 查图2得到h f ″/h c ″=0.8853,从而计算出设置消能墩后消力池跃后水深h f ″=3.74m ,再根据上面公式计算增设消能墩后的消力池长度,计算结果详见表4。
经计算,增设消能墩后消力池计算长度为20.1m ,现状消力池满足在池内形成淹没式水跃的长度要求。
3.2消能墩设计根据《水力计算手册》[4],对于迎水面垂直的消能墩,墩高h 3可由图3根据收缩断面弗劳德数Fr c流量(m 3/s )跃前水深h c (m )弗劳德数F r c 跃后水深h c ″(m )池长L (m )σh c ″(m )消力墙顶水头h t(m )ΔZ (m )池深d (m )水跃形式备注100.130 6.307 1.0967.1 1.1510.6070.0990.446淹没式200.213 6.015 1.70810.5 1.7940.9760.1490.669淹没式300.290 5.679 2.18913.0 2.298 1.2670.1970.834淹没式400.365 5.362 2.59215.1 2.721 1.5230.2400.959淹没式56.50.490 5.242 3.13817.7 3.295 1.8960.302 1.098淹没式正常水位800.653 4.482 3.82521.0 4.017 2.3580.384 1.275淹没式95.680.7604.2694.22422.84.4352.6360.4351.365淹没式设计状况P =2%下泄流量(m 3/s )出池水深h c (m )弗劳德数F r c 跃后水深h c ″(m )雍高水跃长L k (m )σh c ″(m )下游水深h t (m )池深d (m )水跃形式备注100.249 2.3790.723 3.2670.759 2.1610.477淹没式200.453 1.940 1.036 4.027 1.088 2.4360.509淹没式300.639 1.738 1.282 4.440 1.346 2.5820.607淹没式400.814 1.611 1.491 4.675 1.566 2.7010.694淹没式56.5 1.089 1.470 1.783 4.792 1.873 2.8670.822淹没式正常水位80 1.461 1.339 2.131 4.618 2.237 3.0170.992淹没式95.681.7041.2722.3294.3092.4453.0881.105淹没式P =2%雁田水库溢洪道消力池计算结果表2雁田水库溢洪道海漫尾部水池计算结果表3注:海漫尾部水池水深推求———将下游路面比作宽顶堰,堰顶高程42.72m ,根据下泄流量Q 运用宽顶堰公式推出堰前水深H ,作为溢洪道下游Q ~H 关系曲线。
不考虑海漫尾部出口水面跌落ΔZ 。
项目流量Q(m 3/s )单宽流量q (m 2/s )跃前h c (m )流速v c (m /s )系数F r c跃后h c ″/h f ″(m )雍高水跃长L k (m )水舌跌落距离L 1(m )池长L (m )增设消能墩前95.688.8590.76011.657 4.269 4.22419.121 3.67822.8增设消能墩后95.688.8590.76011.6574.2693.74016.4473.67820.1增设消能墩前后消力池池长计算结果表4图2hf″/hc″—Frc关系图图3h3/hc—Frc关系图图4雁田水库溢洪道消力池消能墩平面布置图图5雁田水库溢洪道消力池消能墩纵断面图查中墩曲线得到h3/h c=1.65,从而计算得到消能墩高为1.254m,取h3=1.3m。