河海大学水工建筑物_河岸溢洪道
电大《水工建筑物》形考作业三
单项选择题(每小题3分,共30分)1.过堰水流约转90度后,再经泄槽泄入下游的岸边溢洪道,称为()。
A.正槽溢洪道B.竖井式溢洪道C.侧槽溢洪道D.虹吸式溢洪道【答案】:C2.枯水期下闸挡水,洪水期开闸泄水,这个水闸可能是()。
A.进水闸B.节制闸C.挡潮闸D.分洪闸【答案】:B3.在水闸的闸室中,用于分割闸孔和支撑闸门的部件是()。
A.翼墙B.闸墩C.胸墙D.底板【答案】:B4.不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线,即第一根流线,称为()。
A.护坦B.地下轮廓线C.防渗长度D.防渗设施【答案】:B5.水闸的主体是()。
A.海漫B.上游连接段C.下游连接段D.闸室【答案】:D6.常建于河道的一侧,用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区的是()。
A.节制闸B.分洪闸C.进水闸D.排水闸【答案】:B7.闸室的稳定主要由()来维持。
A.底板与地基间的摩擦力B.底板所受浮托力C.水压力D.底板拉应力【答案】:A8.溢洪道的过堰水流与泄槽轴线方向一致的是()。
A.虹吸溢洪道B.侧槽溢洪道C.正槽溢洪道D.井式溢洪道【答案】:C9.为了安置闸门的启闭机械,以及操作管理的需要,常在闸墩上架设()。
A.翼墙B.胸墙C.工作桥D.交通桥【答案】:C10.土基上水闸的主要消能工是()。
A.宽尾墩B.消力戽C.挑流鼻坎D.消力池【答案】:D多项选择题(每小题4分,共40分)11.正槽溢洪道的溢流堰可选用()。
A.薄壁堰B.实用堰C.驼峰堰D.宽顶堰【答案】:BCD12.对水闸海漫的构造要求为()。
A.柔性B.不透水性、C.透水性D.光滑性【答案】:AC13.以下关于分离式底板说法正确的有()。
A.适用于地基承载力较差的土基B.闸墩与底板设缝分开C.适用于地基条件较好的砂土或岩石基础D.闸室上部结构的重量和水压力直接由闸墩传给地基【答案】:BCD14.以下关于整体式底板说法正确的有()。
A.不具备防冲作用B.闸孔两侧闸墩之间不会产生过大的不均匀沉陷C.可以将结构自重和水压等荷载传给地基D.适用于地基承载力较差的土基【答案】:BCD15.水闸与河岸或堤、坝等连接时设置岸墙和翼墙等连接建筑物,其作用是()。
岸边溢洪道设计[详细]
岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪,土石坝不允许水过坝顶,需要专门修建泄洪建筑物.根据本工程的地形条件,上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽,所以选择溢洪道设置在大坝左岸,为带胸墙孔口式岸边溢洪道.溢洪道由引渠段、 堰闸段、 泄槽段、 挑流鼻坎段组成. 6.3.2 溢洪道引水渠为了 使水流平缓,减小或不发生漩涡和翻滚现象,进口采用喇叭口,进口宽度 B=50米.设计流速4米/s,横断面在岩基上接近矩形,边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度 为1:0.5;采用梯形断面,进水渠的纵断面做成平底.在靠近溢流堰前断区,由于流速较大,为了 防止冲刷和减少水头损失,可采用混泥土护面厚度 为0.5米. 6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰. 溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,溢流堰作用是控制泄流能力,本次设计采用实用堰,优点是流量大,在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长,工程量小.采用弧形闸门.初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H 0 堰顶高程H=1838=1858.22—H 0,则H 0=20.22米 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为:320=Q ε溢式中:ε ——闸墩侧收缩系数,0.9; 米——流量系数,0.48:; g ——重力加速度 ,9.81 2m/s ;B ——堰宽,12米;水位为设计洪水位1858.22米时,堰顶高程1838米,设计Q 溢=4645米3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69米,取B=14米.计算取b=28米,孔口数2孔,弧形工作闸门取值14x19米(宽x 高).中墩厚3米,边墩宽1米,闸室宽度 =14x2+3+2x1=33米. 堰面曲线的确定开敞式堰面曲线,幂曲线按式(7-2)计算:1n n d x KH y -= (7-2)式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头,对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰,取Hd=(0.75~0.95)H 米ax,对于P1<1.33Hd 的低堰,取Hd=(0.65~0.85)H 米ax,H 米ax 为校核流量下的堰上水头. x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标; n ——与上游堰坡有关的指数,见表A.1.1;k ——当p1/Hd>1.0 时,k 值见表A.1.1,当P1/Hd ≤1.0 时,取k=2.0~2.2.本次设计Hd=0.8H 米ax=0.8x24.45=19.56米,P1=Hd=19.56=19.56,则引水渠底板高程为1818.44米.p2=0.6Hd~1.33Hd=18米.根据表A.1.1 确定堰面参数值:因为P1/.Hd=1,所以取K=2.2;其中n=1.85,R1=0.5Hd,a=0.175 Hd,R2=0.2 Hd,b=0.282 Hd.即公式1n n dx KH y -== 1.850.852.219.56x y =⨯ 可以得出 1.8527.55x y =上游段曲线采用三圆弧法,圆弧半径为:R 1=0.5H d =9.78米,R 2=0.2H d =3.912米,R 3=0.04H d =0.7824米.对应的水平范围为L 1=0.175 H d =3.432米,L 2=0.276 H d =5.40米,L 3=0.282 H d =5.52米.闸墩顶部高程=校核水位+安全超高=1862.55+0.41862.95米.图7-1控制段曲线图衔接面计算:1.直线段和堰面曲线切点xc,yc 确定.对 1.8527.55x y =求导,坡率为1:0.65,x=10.64,y=2.88.7.4.2.2泄流能力计算开敞式幂曲线WES 实用堰的泄流能力320m Q C δε= (7-6) 式中:Q——流量,米3/s;B ——溢流堰总净宽,米,定义B =nb ; b ——单孔宽度 ,米;C ——上游坡度 影响系数,上游铅直,C=1; H 0——堰上水头,米; 米——流量系数,取0.5; ε——收缩影响系数,取0.9;m δ——淹没系数,取1.33322110.90.52820.225074/m Q C m sδε==⨯⨯⨯⨯=5074>4645 米3/s (设计洪水情况,满足要求).7.5 泄槽设计正槽溢洪道在溢流堰后多用泄槽与消能防冲设施相连接,以便将过堰洪水安全泄向下游河道.河岸溢洪道的落差主要集中在这段.泄槽坡度 常大于临界坡度 ,所以又叫做陡槽.泄槽横断面宜采用矩形断面.当结合岩石开挖采用梯形断面时,边坡不宜缓于1︰1.5,并应注意由此引起的流速不均匀问题. 7.5.1 泄槽的平面布置及纵、横剖面泄槽在平面上应尽可能的采用直线、等宽对称布置.可以让水流平顺流入下游,而且这样结构简单,便于施工.实际中可以设置收缩短,减少工程开挖量和衬砌.出口设置扩散段减少单宽流量,有益于消能防冲,减少对河道的侵蚀.泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡.泄槽纵坡必须保证泄槽中的水位不影响溢流堰自由泄流和在槽中不发生水跃,水流始终处于急流状态.所以纵剖i 必须大于临界坡度 ic,此种情况下,泄槽起点的水深等于临界hc,矩形泄槽ic 和hc 值如下:2c g Li ac B=⨯ (7-7)c h = (7-8)上式中:C —谢才系数,161C R n=•其中R 为水力半径(米),n-为粗糙系数,对于混凝土n=0.014~0.016; g —重力加速度 ,g=9.81米/s2; α—流速分布系数,取α=1.0; L —泄槽横断面湿周,米; B —水面宽度 ,米; q —单宽流量,米3/s. 泄水槽宽度 为:L=2×14+3+2×1=33米 单宽流量为:q=Q/B=7136/33=216.24米3/s临界水深:16.83c h m ===临界水力半径为:116616.83287.642216.8328117.64100.240.014c c c h B R mh B C R n ⨯===+⨯+=•=⨯=229.81330.00151100.2428c g L i ac B ⨯=⨯==⨯⨯ 由公式:213222423AQ R i nQ n i A R=•=采用混凝土护面n=0.014,h=hc 故 222244223371360.0140.003(2816.83)7.46Q ni A R ⨯===⨯⨯大于临界坡度 ,泄水槽内水流为明槽恒定急变流.为了 减小工程量,泄槽沿程可随地形、地质边坡,但变坡次数不宜过多,而且在两种坡度 连接处,要用平滑曲线连接,以免在变坡处发生水流脱离边壁引起负压或空蚀.,当坡度 由陡变缓时,需用反弧连接,流速大时宜选用较大值.边坡位置应尽量与泄槽在平面上的变化错开,尤其不要在扩散段变坡,泄槽变坡处易遭动水压力破坏.常用的纵坡为1%~5%,有时可达10%~15%,此工程地基为坚硬的岩基,可以陡些,取泄槽纵坡为5%;泄槽的横剖面,在岩基上接近矩形,以使水流分布均匀,有利于下游消能.7.5.1.2试算槽内正常水深h 的计算(坝下游收缩断面水深) 根据《水力学》(公式10-5)可知2132A Q R i n= i=0.05 可以得出试算表表7-5hc 试算结果Q 0 2942 4596.8 6459.2 6655.37 6853.1 7052.55 7253.558所以,下游反弧段断面正常水深hc=5.4米,泄槽起始底板高程为1822.7米. 根据《水工建筑物》溢洪道的相关设计要求,反弧半径可采用(3~6)h(h 为校核洪水位闸门全开时反弧最低点的水深),反弧R=(28.5~57),取40米 ,.圆心角=43.32°.7.5.1.3 推算水面曲线泄槽水面线由能量方程,用分段求和法计算:2222112112cos cos 22V V h h g g L i jααθθ-⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=- (7-13) 2243n VJ R =(7-14)式中:12L -—分段长度 米;h1、h2分段始末断面水深米; a1,a2,—流速分布不均匀系数取1.05;V1、V2—分段始末断面平均流速米/s; θ —泄槽底坡角度 i=tg θ ,θ=3°; J —分段内平均摩阻坡降;n —泄槽糙率系数n=0.014;V —分段平均流速米/s;R —分段平均水力半径米.在水位情校核况下计算h1,取溢流堰末端断面为开始计算断面,高程为:1822.7米, 校核洪水位到该断面的水位差为: 1862.45-1822.7=39.75米20.929.8139.725.1m/s Vc gh ==⨯⨯=17136h 8.623325.1c Q m BV ===⨯由溢洪道所处地形条件可知,溢洪道泄槽变坡断面处距离上游控制断面接近234.5米,由推算结果可知溢洪道进口处断面水深为8.7米,流速为24.9米/s;泄槽变坡处断面水深为7.7米,流速为28.1米/s.7.5.3 掺气减蚀水流沿泄槽下泄,流速沿程增大,水深沿程减小,即水流的空化数沿程递减,经过一段流程之后,就会产生水流空化现象.空化水流到达高压区,因空泡溃灭而使泄槽壁遭受空蚀破坏,抗空蚀措施有:掺气减蚀、优化体形、控制溢流表面的不平整度 和采用抗空蚀材料等.工程实践表明,临近固体边壁水流掺气,有利于减蚀和免蚀.掺气减蚀的机理很复杂,水流掺气可以使过水边界上局部负压消除或减轻,有助于制止空蚀的发生,空穴内含有一定量空气成为含气型空穴,溃灭时破坏力较弱;过水边界附近水流掺气,气泡对空穴溃灭的破坏力起一定的缓冲气垫作用.掺气设施主要包括两个部分:一是借助于低挑坎、跌坎或掺气槽,在射流下面形成一个掺气空间的装置;一是通气系统,为射流下面的掺气空间补给空气.掺气装置的主要类型有掺气槽式、挑坎式、跌坎式、挑坎与掺气槽联合式、跌坎与掺气槽联合式、此外还有突扩式和分流墩式等,该工程选择挑坎与掺气槽联合式,其水流流态比其他的几种较好.在掺气装置中,通过改变坎的形式和尺寸,可以改变射流下面掺气空间的范围,从而达到控制空气和水混合浓度的目的.挑坎高度为0.2米,挑角为7°,挑坎斜面坡度为1/10.跌坎高度一般在0.6米.由于地形原因,需要进行一次变坡.由缓坡变陡坡i=0.14.中间可以用抛物线连接.抛物线方程按公式:22tan(4cos)Oxy xk Hθθ=+式中:x,y:抛物线横纵坐标,泄槽末端为原点;θ为上端坡角;k:落差系数取k=1.3H:抛物线起始断面的比能;其中H按照公式计算H=h+av2/2g;h:抛物线起始断面的水深;v:抛物线起始断面的平均流速,米/s;a:动能修正系数,可以近似取1.y=0.05x+0.00495x2,推出关于x,y的曲线坐标值表7-3曲线坐标值推算表V 28.1 28.8 30.0 31.8 33.3 34.9C 94.2 93.9 93.4 92.8 92.3 91.8J 0.018 0.019 0.022 0.026 0.030 Es 47.9 49.9 53.2 58.4 63.0 68.3 ΔE 2.0 3.3 5.2 4.6 5.3 i-J 0.1224 0.1206 0.1176 0.1139 0.1101 ΔS(米) 16.1 27.4 44.0 40.1 48.1S总(米) 16.1 43.6 87.6 127.7 175.8溢洪道变坡进口断面的水深难为7.5米,流速28.8米/s,出口水深为6.2米.流速34.9米/s.7.5.4 边墙高度确定因为水流为急流,水深沿程下降,考虑摻气水深h b=(1+ζV/100)h安全加高取1米.,进口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×24.9/100)×8.7+1=13米出口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×28.1/100)×7.7 +1=12米h b=(1+ζV/100)h+1= (1+1.2×34.9/100) ×6.2+1=10米最终取边墙厚度取2.5米.7.5.5 泄槽的衬砌为了保护地基不受冲刷,岩石不受风化,泄水槽一定要做衬砌.对衬砌的要求如下:表面要光滑平整,以防止产生负压和空蚀;分缝止水可靠,以避免高速水流侵入底板以下,产生脉动压力引起破坏;排水系统要通畅,以减小底板扬压力.衬砌材料要能抵抗空蚀和冲刷,寒冷地区还应有一定的抗冻性.本溢洪道为Ⅱ级溢洪道,采用混凝土衬砌.混凝土的抗空蚀能力强,随其抗压强度增加而增加,因此容易产生空蚀的部位应采用高强度混凝土.衬砌厚度取0.4米.为了适应混凝土的变形,需要设置纵横分缝,缝距为10~15米取20米.泄水槽两侧的边墙横缝布置一般与底板一致,本身不设纵缝,多在边墙接近的底板上设纵缝. 衬砌纵横缝下必须设置排水沟,且相互连通,渗水由横向排水沟集中到纵向排水沟内排向下游,管周围填满1~2厘米的卵砾石.7.6 溢洪道消能设计从河岸溢洪道下泄的水流流速高、能量大,必须进行有效的消能,以避免冲刷下游河床和坝脚,危急工程安全.消能方式常用挑流和底流两种.在土基或破碎软弱岩基上的溢洪道,一般采用底流消能.但对泄流较小的,也可考虑采用挑流消能.本设计,考虑采用挑流消能.消能计算的目的是主要确定挑流射程和冲坑深度,并且确定冲刷坑是否危急主体建筑物的安全. 挑流消能反弧半径R 一般为(6~10)h ,h 为挑流鼻坎反弧最低点水深,近似取6.2米,R 取6h ≈38米 挑角为40度 .鼻坎顶高程=1797米.挑距:2111sin cos cos L v v g θθ⎡=+⎣式中 L ——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距,米;θ——挑流水舌水面出射角,近似可取用鼻坎挑角,(°); h 1——挑流鼻坎末端法向水深,5米;h 2——鼻坎坎顶至下游河床高程差,米,如计算冲刷坑最深点距鼻坎的距离,该值可采用坎顶至冲坑最深点高程差;v 1——鼻坎坎顶水面流速,米/s ,可按鼻坎处平均流速v 的1.1 倍计.V1=1.1x28.1=38.3米/s;L=147.2米. 冲坑最大深度 为0.50.25t Kq H = 式(7-22)坎顶单宽流量q=Q/b =7136/33=216.24米/s H=1862.45-1795=67.45米 10.50.250.2521.1216.2467.4546.35t Kq Hm ==⨯⨯=为了 保证泄水建筑物不允许受冲坑影响,挑流消能设计应满足以下要求:2/4~5L t H -> (7-23)式中: H2——下游水深2/()147.2/46.3511 4.24L t H -=-=> 满足要求.8.1地基处理的主要要求地基处理的主要要求是:①控制渗流,减小渗流比降,避免管涌等有害的渗流变形,控制渗流量;②保持坝身和坝基的静力和动力稳定,不产生过大的有害变形,不发生明显的不均匀沉降,竣工后,坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于坝高的1%;③在保证坝安全运行的条件下节省投资. 8.2地基的处理在坝趾处河床砂卵石覆盖层平均厚度 5—7米,出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细砂岩互层,岩石坚硬、构造简单、渗透性小.右岸已查明的小段层有6-7条,软弱夹层有13条;左岸山坡平缓,覆盖着31米厚的山麓堆积物,有断层一条.河床坝基岩石构造较为发育,开挖揭露出断层40余条,其中相对较大的有10多条.因此,在坝趾处开挖7米将河床砂卵石覆盖层清除并使河床平整并设置齿槽,对于较小的断层用用化学材料灌浆或做混凝土塞,对于较大的断层进行开挖回填混凝土处理.8.3岸坡的处理土坝的岸坡应清理为缓变的坡面,开挖边坡不宜太陡.岩石岸坡不宜陡于1:0.5~1:0.75.土坝岸坡不陡于1:1.5砂砾石坝壳部位的岸坡以维持自身岸坡稳定为原则.8.3帷幕灌浆帷幕深度是根据相对不透水层的位置确定的.按《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)要求,相对不透水层是按羽容值确定的.对 1 级坝相对不透水层为3~5 Lu,但考虑到黑河工程为供水工程,应尽量减少水库渗漏量,故相对不透水层按3 Lu 控制.根据灌浆试验和规范要求确定在坝基设两排帷幕孔,排距2 米,孔距2. 5 米.帷幕的厚度为排距再加0.6~0.7倍的孔距,设计为3. 6 米,全长645米,帷幕深度标准控制为单位吸水率≤3 Lu,初步确定灌浆孔深为42~68米.由于坝基1770.07米高程以下有一厚达20~30米的相对隔水层,因此帷幕下限不超过440米,左右岸坡帷幕应与地下水位衔接,左岸地下水位埋深70米左右,右岸地下水位埋深近80米.左岸坝肩为单排帷幕,帷幕长60米,向左接古河道防渗灌浆灌浆.右岸坝肩为单排帷幕,帷幕长163米.。
河海大学《水工建筑物》第五章 河岸溢洪道
ii、挑流消能
工作原理:利用鼻坎将水流挑向空中,并使其扩 散,掺入大量空气,然后落入下游河床水垫, 形成旋滚,消耗能量约20%。起初冲刷河床, 形成冲坑,达一定深度后,水垫加厚冲坑趋于 稳定。
(二)、河岸溢洪道
采用条件:
1、河谷狭窄,洪峰流量大,采用河床布置 有困难; 2、坝体不宜作河床溢洪道; 3、有垭口地形; 4、利用施工导流洞改建。
(a)泄槽的纵剖面设计
泄槽的纵坡一般做成为大于临界坡度的陡坡, 通常i=1%~5%,有时可达10%~15%。 变坡:泄槽很长时,为适应地形、地质条件而设。 由陡变缓,变坡处用反弧段连接R8~10倍水深, 易出现动水压力破坏,应尽量避免。 由缓变陡:变坡处用抛物线连接。槽底易产生负压。
(b)泄槽的平面布置 从高速水流考虑,泄槽在平面上应尽量直 线、等宽、对称布置。 实际上,由于地质(形)条件的限制,或 从减少开挖、处理洪水归河、有利消能等方面 考虑,往往改变横断面,设置收缩段、弯曲段 或扩散段。
流应为缓流流态,底坡坡度为缓坡,1:0.01~1:0.05;
(5)、调整段的设计: 调整段是侧槽后的平底梯形断面的渠道,作用是 稳定水流。
调整段与泄槽间利用断面的局部收缩或槽底小 坎构成一控制断面,使侧槽水流壅高后入泄槽。
美国胡佛(Hoover)大坝
(2)、正槽溢洪道各组成部分的设计 (i)引水渠 作用:使水流平顺地进入控制段,改善堰身及泄 槽的流态。 设计原理:在合理的开挖方量下,尽量减少水头 损失,以增加溢洪道的泄水能力,因此要控制 流速。 v2
hf 2g
断面形式:岩基上接近矩形,土基上采用梯形。 进口布置形式:喇叭口。
(ii)、控制堰段 作用:控制溢洪道的泄流能力. 横断面:矩形 纵剖面:实用堰和宽顶堰 设计要求:有足够的泄流能力.
河岸溢洪道-河海大学
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:
调整段与泄槽间利用断面的局部收缩或槽底小 坎构成一控制断面,使侧槽水流壅高后入泄槽。
二、井式溢洪道
•组成:溢流喇叭口、渐变段、弯曲段、泄水隧洞、 出口消能段及尾水渠。
• 特点:小流量——堰流,井内水流的连续性易遭破坏,水流 不稳,容易出现振动和空蚀破坏;
大流量——井口淹没出流,孔流,超泄能力较小;
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。
• 槽断面应为深窄型梯形断面,堰一侧边坡为1:0.5, 山坡一侧边坡为1:0.3—1:0.5 ;
• 槽底高程应保证溢流堰为自由溢流,侧槽中水流应为 缓流流态,底坡坡度为缓坡,1:0.01—1:0.05;
4、调整段的设计:
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。
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。
侧槽溢洪道(河海大学水工建筑物课件)
坡坡度为缓坡,1:0.01~1:0.05 5、选定经济的槽末水深hl。为减少侧槽开挖量,宜取hL = (1.2~1.5)hk,这里 hk为槽
末流量QL相应的临界水深。 6、为避免槽内紊乱波动水流直接进入泄槽(或斜井),保证下游较好的水力条件,
Q2 g 3 s
1 Q2B
2Q g 2
dQ ds
g 3
对于棱柱体侧槽 0,则有
s
dh
i0
Q2
2C 2R
2Q
g 2
dQ ds
ds
Байду номын сангаас
1 Q2B
g 3
(8-29) (8-30)
令式(8-29)中
i0
Q2
2C 2 R
Q2
g 3
s
2Q
g 2
进口动能。
二、虹吸溢洪道
1、组 成:喇叭型进水口、遮檐、虹吸管、通气孔、挑流坎、泄槽、出口消能段及
尾水渠。
2、工作特点:利用虹吸作用,在较小的堰顶水头下得到较大的泄流量,启闭灵活、
运行方便。
但结构复杂,检修不便,进口易被污物或冰块等堵塞;且超泄能力
低,负压过大时,易产生空化空蚀。大型工程应用不多。
dQ ds
0
(8-31)
则可得
dh 0 ,即当 ds
i0
,
Q,
s
和
dQ ds
满足式(8-31)的条件,则在
非棱柱体侧槽中(且在v=0的情况下)就能得大致等深的水流。
水工建筑物——河岸溢洪道
水工建筑物——河岸溢洪道为了宣泄水库多余的水量,防止洪水漫坝失事,确保工程安全,以及满足放空水库和防洪调节等要求,在水利枢纽中一般都设有泄水建筑物。
常用的泄水建筑物有深式泄水建筑物(包括坝身泄水孔、水工隧洞、坝下涵管等)和溢洪道(包括河岸溢洪道、河床溢洪道)。
河岸溢洪道一般适用于土石坝、堆石坝等水利枢纽。
河床溢洪道即溢流坝,通常用于重力坝枢纽。
一、河岸溢洪道的类型河岸溢洪道可以分为正常溢洪道和非常溢洪道两大类,正常溢洪道常用的型式主要有正槽式、侧槽式、井式和虹吸式四种。
正槽式溢洪道1—进水渠;2—溢流堰3—泄槽;4—消力池5—出水渠6—非常溢洪道;7—土石坝1、正槽式溢洪道如图所示,这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线正交,过堰水流方向与泄槽轴线方向一致,其水流平顺,超泄能力大,并且结构简单,运用安全可靠,是采用最多的河岸溢洪道型式之一。
2、侧槽式溢洪道如图所示,这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的轴线接近平行,即水流过堰后,在侧槽内转弯约90°,再经泄水槽泄入下游。
侧槽溢洪道多设置于较陡的岸坡上,大体沿等高线设置溢流堰和泄水槽,易于加大堰顶长度,减少溢流水深和单宽流量,不需大量开挖山坡,但侧槽内水流紊乱、撞击很剧烈。
因此,对两岸山体的稳定性及地基的要求很高。
3、井式溢洪道其组成主要有溢流喇叭口段、渐变段、竖井段、弯道段和水平泄洪洞段,如图所示。
其适用于岸坡陡峭、地质条件良好,又有适宜的地形的情况。
可以避免大量的土石方开挖,造价可能较其他溢洪道低,但当水位上升,喇叭口溢流堰顶淹没,堰流转变为孔流,超泄能力较小。
当宣泄小流量,井内的水流连续性遭到破坏时,水流不稳定,易产生振动和空蚀。
因此,我国目前较少采用。
4、虹吸式溢洪道该型式溢洪道通常包括进口(遮檐)、虹吸管、具有自动加速发生虹吸作用和停止虹吸作用的辅助设备、泄槽及下游消能设备,如图6-4所示。
溢流堰顶与正常高水位在同一高程,水库正常高水位以上设通气孔,当水位超过正常高水位时,水流将流过堰顶,虹吸管内的空气逐渐被空气带走达到真空,形成虹吸作用自行泄水。
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:导流建筑物不同级别的水工建筑物不同的要求:不同级别的水工建筑物在规划、设计、施工管理方面的要求不同,级别越高,要求越高。
河海大学水工建筑物题库
水工建筑物(2)习题(给学生的平时作业).
2.第六章 水闸习题一、填空题1.水闸是一种低水头的水工建筑物,兼有挡水 和 泄水 的作用,用以 调节水位 、 控制流量 ,以满足水利事业的各种要求。
水闸按所承担的任务分为 节制 闸、 进水 闸、 分洪闸、 挡水 闸和 挡潮 闸。
3.水闸由 水闸由上游联接段;闸室段和下游联接段组成。
4.水闸下游易出现的不利流态有和 。
5.消能设计的控制条件一般是上游水位高,闸门开启和单宽流量 。
6.水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用、、等防渗措施,在低水位侧设置设施。
7.改进阻力系数法 把复杂的地下轮廓简化成三种典型流段: 段及段和段。
8.闸底板上、下游端一般设有齿墙,因为有利于,并 。
9.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流、 小和 大的要求。
10.对于软弱粘性土和淤泥质土,应采用地基处理方法。
.4.水闸下游易出现的不利流态有 波状水跃和折冲水流。
5.水闸防渗设计得原则是在高水位侧采用铺盖 ;板桩;齿墙等防身措施,在低水位侧设置排水设施。
6.闸基渗流计算的方法有流网法;改进阻力系数法和直线比例法。
7.改进阻力系数法把复杂的地下轮廓简化成三种典型流段,进出口段 及内部垂直段和水平段。
8.闸底板上下游端一般设有齿墙,因为有利于抗滑稳定,并可延长渗径。
9.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流平顺;侧向收缩小和过流能力大的要求。
10.工作桥的作用是 为安装启闭机和便于工作人员操作,交通桥的作用是 供人畜同行。
11.对于软弱粘性土和淤泥质土,应采用 换土垫层地基处理方法。
二、单项选择题1.(D 、宽顶堰型 )闸孔形式结构简单、施工方便,但自由泄流时流量系数较小,易产生波状水跃。
A 、驼峰堰型 B 、曲线堰型 C 、胸墙孔口型二.单项选择题1. (D )闸孔形式结构简单;施工方便,但自由泄流时流量系数较小,易产生波状水跃。
A.驼峰堰型B.曲线堰型C.胸墙孔口型D.宽顶堰型。
2. 验算水闸的过流能力时,计算的过流能力与设计流量的差值不得超过( B ).A.±8%B ±5%C ±10%D ±3%.3.底流消能是在水闸下游产生 (B ) 水跃来进行消能的。
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。
③4.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。
4.消能段和尾水渠:当地基较差或溢洪道靠近坝体,一般采取底流消能,为了减小单宽流量,一般讲消力池和泄槽末端的扩散结合起来做成扩散式消力池。
当溢洪道下泄流量不能直接泄入河道时,需要布置一段尾水渠,尾水渠要求短、直、平顺。
水工建筑物--河岸溢洪道
第六章 河岸溢洪道
(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 总原则:a.直线、等宽、对称布置, 直线 收缩段(以减小工程量) 收缩段(以减小工程量) 扩散段(减小单宽流量) 扩散段(减小单宽流量) 弯曲段(解决洪水归河问题) 弯曲段(解决洪水归河问题) 挖方工程: 挖方工程:深窄断面 填方工程: 填方工程:宽浅断面 达到经济目的
于地基条件差、 于地基条件差、泄量小的地形平缓的中小 型工程。 型工程。 工程量小,施工复杂, m 实用堰: 2、实用堰: 高,工程量小,施工复杂,适用于岸坡 较陡的大中型工程。 较陡的大中型工程。
第六章 河岸溢洪道
体型:标准WES WES、 奥曲线、 (1) 体型:标准WES、克-奥曲线、幂次曲线 (2) 低堰
第六章 河岸溢洪道
2、溢流堰
溢洪道的控制段, 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, 要求:增大流量系数,不产生负压及空蚀
(一)堰型 宽顶堰: 1、宽顶堰: 、方便、m低(0.32 0.385),适用 简单、 0.32—0.385),适用 0.385), 简单 方便、
一、正槽溢洪道的组成、功用及其布置 正槽溢洪道的组成、 1. 组成及功用 • 引水渠 • 溢流堰 • 泄槽 • 消能段 • 尾水渠
河海大学水利水工建筑物复试-泄水建筑物
岸边溢洪道溢洪道用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,防止洪水漫溢坝顶,保证大坝安全,岸边溢洪道可分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等。
第二节正槽溢洪道正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分组成,溢流堰轴线与泄槽轴线正交,过堰水流流向与泄槽轴线方向一致。
控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体一、引水渠1、作用:由于地形、地质条件限制,溢流堰往往不能紧靠水库,需在溢流堰前开挖引水渠.将库水平顺地引向溢流堰,当溢流堰紧靠水库时,此段只是一个喇叭口二、控制段溢洪道的控制段包括:溢流堰及两侧连接建筑溢流堰堰面曲线对泄流能力影响很大。
堰面曲线有真空和非真空两种形式。
通常多采用非真空型堰面曲线。
三、泄槽正槽溢洪道在溢流堰后多用泄水陡槽与出口消能段相连接,以便将过堰洪水安全地泄向下游河道。
由于泄槽内的水流处于急流状态,高速水流带来的一些特殊问题,如:冲击波、水流掺气、空蚀和压力脉动等,均应认真考虑并采取相应的措施。
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。
其他形式的溢洪道一、侧槽溢洪道(一)侧槽溢洪道的特点1、组成:侧槽溢洪道一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口消能段等部分组成。
2、布置:溢流堰大致沿河岸等高线布置、水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后,在槽内转向约900经泄槽或泄水隧洞流入下游,见图7—26和图7—27。
3、结构:①侧槽溢洪道的溢流堰多采用实用堰,堰顶上可设闸门,也可不设。
②泄水道可以是泄槽,也可以是无压隧洞。
视地形、地质条件而定。
如果施工时用隧洞导流,则可将泄水隧洞与导流隧洞相结合,见图7—27。
侧槽溢洪道与正描溢洪道的主要区别在于侧槽部分。
所以,下面只讨论侧槽设计,其他部分的设计可参照正槽溢洪道进行。
二、井式溢洪道1、组成:由溢流喇叭口、渐变段、竖井、弯段、泄水隧洞和口消能段等部分组成2、使用:当岸坡陡峭、地质条件良好、又有适宜的地形布置环形说流喇叭口时,可以来用井式溢洪道。
河海大学水工建筑物版
办事,妥善解决安全与经济的矛盾。
.
20
• 第三节 水利枢纽与水工建筑物的等级划分
•
为了解决安全性与经济性的矛盾,首先要对水利枢纽进行分
等,对水工建筑物进行分级,等级越高者,在规划、设计、施工
和管理等方面的要求也越高。
.
17
• (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
个水工建筑物都有其特定的工作条件,这就决定 了每个水工建筑物都具有一定的独特性。
.
18
• (三)施工建造的艰巨性
•
在河道、湖泊及其他水域修建水工建筑物,施工条件
.
14
• (四) 取水建筑物:取水口、进水闸、扬水泵站等; • 功能:从水源取水以达应用之目的。 • (五) 整治建筑物:丁坝、顺坝、潜坝、导流坝、防波堤、
护岸等; • 功能:改善河道水流条件,调整河势,稳定河床(槽),保护
河岸。 • (6)专门建筑物。是为某种特定的单一目标而专门修建的建筑
物,如水电站厂房、船闸、鱼道及筏道等。
水工建筑物
(农业水利工程专业)
任课教师:詹美礼 戴文鸿 学时:40
考试成绩评定: 1、笔试 70%; 2、课堂出勤及练习 30%; 3、缺课20%者取消参加考试资格。
.
1
• 教学环节:
• 1、课堂授课; • 2、课外练习; • 3、观看教学录象; • 4、课外实验; • 5、课程认识实习; • 6、课程设计; • 7、生产实习;
6河岸溢洪道-河海大学解读
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
第六章 河岸溢洪道
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; 边墙高由掺气水深确定:
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。
第六章 河岸溢洪道
二、溢洪道各组成部分的设计
1.引水渠的设计
• 设计要求:
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
(4) 溢流堰顶部曲线长度:
克-奥I型:x 1.15H d
y 0.36 H d y (0 ~ 0.37) H d
WES型:x (0.282 ~ 0.85) H d (5) 直线段坡度缓于1:1.4 (6) 反弧半径: R (0.2 ~ 0.5)( P1 H )
第六章 河岸溢洪道
二、井式溢洪道
•组成:溢流喇叭口、渐变段、弯曲段、泄水隧洞、 出口消能段及尾水渠。 • 特点:小流量——堰流,井内水流的连续性易遭破坏,水流
不稳,容易出现振动和空蚀破坏;
大流量——井口淹没出流,孔流,超泄能力较小; 实用堰:流量系数大,适用于大流量情况。 • 进口 断面形式: 平顶堰:施工方便,安装闸门方便,小流量时 用得较多。
• 泄水建筑物表面不平整;
• 放样不准;
第六章 河岸溢洪道
河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件05溢流坝和坝身泄水孔.
设计底流消能时,首先要进行水力计算用以判断水流衔接状态。通过 水力计算可以求出下泄流量Q与跃后水深h2的关系曲线Q~h2,再与下游 流量和河道水深t的关系曲线Q~t相比较,便可判断需要采用何种消能措 施。
(d)当由于溢流要求,按水力条件拟定的溢流坝剖面较为宽厚,超出基本三角形剖面 较多,为节省工程量并满足泄水条件,可考虑下游溢流面与基本三角形下游坡斗致, 而将上游面顶部做成悬臂状。 (e) 当挑流鼻坎超出基本剖面且L/H>0.5时,应该验算a-a’截面的应力,即将鼻坎作 为固定在a-a’断面上的悬臂梁处理,承受自重、尾水压力、反弧段上的动、静水压 力以及地基反力和剪力的作用,按偏心受压公式计算鼻坎段的应力分布,如拉应力 超过材料的抗拉强度,可在坝体与鼻坎之间用缝分开。如我国石泉坝等。
溢流薄拱坝—坝顶跌流
a)水流经过坝顶自由跌入河床, 其溢流坝顶通常采用非真空的 标准堰型。这种溢流形式具有 结构简单和施工方便的优点, 但水舌落水点距坝脚较近,冲 刷坑的位置靠近坝基,冲刷严 重时会威胁大坝安全。适用于 下游河床基岩良好,下游坝坡 较陡或向下游倒悬的双曲拱坝。 对于高拱坝的坝顶跌流,为了 防止发生严重的冲刷,常需采 用消能防冲设施,如采用跌流 消力池,或在下游设二道坝抬 高水位形成水垫消能。 b)目前泄洪流量最大的坝顶跌流工程是美国的莫西罗克拱坝,坝高185m,在坝顶中 部设置4个由13m×15.2m弧形闸门控制的溢流孔,总泄洪流量为7800m3/s,单宽流 量为150(m3/s/m ) 。跌流落差最大的为英古里拱坝,坝高272m,坝顶设6个溢流孔, 总泄洪流量为2500m3/s。 我国建造几十座砌石双曲拱坝,采用坝顶跌流的砌石双曲拱坝中以群英拱坝为最高 (95m),在坝顶中部设置7个溢流孔。
河岸溢洪道答案
水工建筑物—在线自测第六章河岸溢洪道答案一、填空题1.河岸溢洪道的主要类型有正槽式、侧槽式井式和虹吸式四种。
2.正槽溢洪道通常由进水渠、控制段、泄槽消能防冲设施、出水渠等部分组成。
3.侧槽溢洪道通常由控制段、侧槽、泄槽消能防冲设施、出水渠等部分组成。
4.非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式爆破引溃式三种。
5.溢流堰的主要形式有宽顶堰、实用堰驼峰堰和折线形堰。
二、单项选择题1.关于实用溢流堰上游堰高P和定型设计水头Hd 的比值P/Hd与流量系数m的关系正确的是( B )。
A、高堰的流量系数m随P/Hd减小而降低;B、高堰的流量系数m接近一个常数;C、低堰的流量系数m随P/H减小而升高;dD、低堰的流量系数m接近一个常数;2.对于正槽溢洪道的弯道泄槽,为了保持泄槽轴线的原底部高程及边墙高不变,以利施工,则应采用下列措施( A )。
A、外侧渠底抬高△h,内侧渠底降低△hB、外侧渠底降低△h,内侧渠底抬高△hC、外侧渠底抬高△h,内侧渠底抬高△hD、外侧渠底降低△h,内侧渠底降低△h(△h为外墙水面与中心线水面高差)3.陡坡泄槽i>ik,当水深h0<h<hk,h0为正常水深,hk为临界水深,泄槽水面曲线为( B )。
A、a型壅水曲线B、b型降水曲线C、c型壅水曲线D、均可发生4.为了减少侧槽的开挖量,下列措施不对的有( C )。
A、侧槽宜采用窄深工式,靠岸一侧边坡宜陡些B、允许始端侧槽内水面高出堰顶 (H为堰上水头)C、侧槽宜采用宽浅式D、b0/bl应小些,一般为~(b0和bl为侧槽始端与末端底宽)三、简答题1.河岸溢洪道如何进行位置的选择?应选择有利的地形条件,布置在垭口或岸边,尽量避免深挖而形成边坡。
(1)应布置在稳定的地基上,并考虑岩层及地质构造的性状,充分注意地质条件的变化(2)溢洪道进出口的布置应使水流顺畅,不影响枢纽中其他建筑物的正常运行,进出口不宜距土石坝太近,以免冲刷坝体(3)从施工条件考虑,应便于出渣路线及堆渣场所的布置。
河岸溢洪道1
• 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.378图8-15)。
• 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.382图8-20)。
• 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 (p.385图8-24)。
• 评价考核:了解目前国内外溢洪道的设计状况,掌握其工作特点、 分类和功用、各部分的设计方法和要点。认真、独立、正确地完成 本章作业,作业成绩占平时成绩的20%。
• 教材内容:沈长松、王世夏、林益才、刘晓青主编《水工教主物》
(水利水电出版社)教材中第八章的相关内容。
河海大学
第六章 河岸溢洪道
第一节 泄水建筑物作用与分类
第六章 河岸溢洪道
本章教学要求
• 重点难点:正槽溢洪道、侧槽溢洪道及其它形式的溢洪道。 收缩段、弯曲段设计。
• 教学设计:通过本章学习,要求学生掌握正槽和侧槽溢洪道的工作 原理、设计方法。 通过课前预习、课堂讲授和课后作业这个教学过 程引导学生进行课前准备和课后探究、讨论 、顺利引入新课部分的 内容,通过师生互动、课堂总结、课后作业这几个教学环节让学生 牢固掌握本章知识点并能够灵活运用。
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泄流能力不同; ③坝高不同; ④防洪库容位置不同; 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:
水利工程概论复习
《水利工程概论》复习资料(参考河海大学教材)第一章绪论一、地球上及我国水资源的总量地球上138.6×108亿m³;我国2.77万亿m³二、我国水资源的特点1、水资源总量丰富,人均占有量低2、水资源在空间上分布不平衡3、水资源在时间上分布不平衡4、水资源分布与人口、耕地布局不相适应三、水利工程的分类河道整治与防洪工程;农田水利工程;水力发电工程;供水和排水工程;航运工程四、水力发电工程的两个基本要素落差、流量第二章水库、水利枢纽、水工建筑物一、水库的概念及分类(按库容,径流调节周期)水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。
按库容大小水库分为:大(1)型水库<库容不小于10×108m3>;大(2)型水库<库容为(1.0~10)×108m3>;中型水库<库容为(0.10~1.0)×108m3>;小(1)型水库<库容为(0.01~0.10)×108m3>;小(2)型水库<库容为(0.001~0.01)×108m3>。
按径流调节周期长短分为:无调节、日调节、周调节、年调节和多年调节水库。
二、水库的径流调节水库的径流调节是指利用水库的蓄泄功能有计划地对河川径流在时间上和数量上进行控制和分配。
三、水库的特征水位和特征库容的概念特征水位:水库工程为完成不同任务,在不同时期和各种水文情况下,需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容:相应于水库的特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
四、水工建筑物的分类1、挡水建筑物2、泄水建筑物3、输水建筑物4、取水建筑物5、整治建筑物6、专门性水工建筑物五、水利枢纽布置水利枢纽布置是水利工程设计研究首要的主要内容。
在选择水利枢纽布置方案时,既要满足枢纽的各项任务和功能要求,又要适应枢纽工程区的自然条件,还要便于施工布置,有利于节省投资和缩短工期,因此应在保证运行方便和安全可靠地前提下,力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期。
河海大学水工建筑物版 ppt课件
定及闸室结构计算。 • 孔口尺寸。主要针对拦河闸讲解。至于进水闸的孔口尺寸确定,
仅讲其与拦河闸不同之处。
ppt课件
7
• 讲解消能方式时要注意其与水力学课程内容的衔接、重复 等问题。
• 地下轮廓线布置,要结合不同地基、水闸的不同要求等讲 解。
• 闸室结构计算的重点是底板计算,其次是闸墩。 • 8、渡槽 • 梁式渡槽的重点是:渡槽纵剖面设计,荷载及其组合,稳
• 坝体材料及构造,地基处理这两部分,要交待其在工程中的重 要性。限于时间及毕业后工作中学习,所以在讲课时讲清其设 计基本原理,简要介绍主要措施。
• 3、拱坝: • 本章重点是拱坝布置,应力分析及坝头稳定分析。坝体应力分
析中,温度荷载要讲清楚。限于课时,这里主要讲解拱坝的工 作原理与重力坝不同之处。
一、水资源
1、为什么说水是一种重要资源?
(1) 必需品–––生命、工农业生产;
(2) 必要介质–––航运交通,水产事业;
(3) 重要能源–––可利用,可再生;
(4) 必要条件–––改善环境,发展旅游。
2、全球水量分布特点:
•
海洋咸水为主,淡水–––2.5%
• 3、我国水资源分布特点:
• (1) 我国水资源不丰富(人均意义-占全球人均1/4);
定计算及槽身结构计算。拱式渡槽重点是:主拱圈轴线的 确定及主拱圈结构计算。 • 槽身横剖面结构计算,可对一种形式(如矩形)讲透,其 它剖面的计算,仅讲其不同之处。 • 主拱圈轴线及主拱圈结构计算,既要讲清物理概念,又要 讲清其必要的数学推导问题。
- 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)。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
(2)横断面布置 进水渠一般按梯形断面,在控制段前缘过渡成矩形断
面。进水渠应有足够的断面尺寸。 一般可先拟定流速,由流速控制断面尺寸。进水渠流
速,应以大于库水悬移质的不淤流速和小于渠底不冲流速 ,一般1.5-3m/s,不应大于4m/s。在山势陡峭、开挖量 较大的情况下,可达(5—7m/s)。
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。(H=147m,N=122.5万kW)
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
5、河岸溢洪道的位置选择
考虑枢纽总体布置、地形、地质、施工及运行、经济指标等 因素。
(1)枢纽总体布置:溢洪道布置应结合枢纽布置全面考虑, 避免泄洪、发电、航运及灌溉等建筑物在布置上的干扰。其布 置时合理选择泄洪消能布置和型式,进水口应短而直,出水渠 应与下游河道平顺连接,避免下泄水流的冲刷及淤积;
2020
南京
第一节 概 述
6
1
2
4 3
5
水工建筑物
侧槽式溢洪道
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
(3)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。这种泄水设施的主要建筑物是泄 水隧洞。
缺点:水流条件复杂,超泄能力小,容易产生空蚀和振动。 在工程实践中,布置这种泄洪设施往往与导流隧洞相结合,施 工期采用隧洞导流,竣工后废洞利用。专门布置竖井式溢洪道 泄洪在我国应用较少。
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
正槽式溢洪道
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
(2)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;它适宜坝肩山 体高,岸坡较陡的情况。
(增加前缘长度,开挖量增加不大,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)
进水渠一般可不衬护,当为了减小水头损失或满足抗 冲要求时,也可用混凝土、浆砌石衬护。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
(3)纵断面布置
进水渠的纵断面应布置成平坡或不大的反坡(倾向 水库)。当控制段采用实用堰时,堰前渠底高程宜比控制 段堰顶高程低0.5Hs(Hs为堰面设计水头),以保持良好 的入流条件和增大堰的流量系数。当控制段采用宽顶堰时 ,渠底高程可与堰顶齐平或略为降低。
(e) 直线段坡度缓于1:1.4
(f) 反弧半径: R = ( 0 . 2 ~ 0 . 5 ) ( P 1 + H ) H 为校核洪水位时的堰上水头
(g)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。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
③驼峰堰
驼峰堰是一种复合圆 弧低堰,它的特点是堰体 R2 较低,流量系数较大,设 计与施工难度介于WES堰 与宽顶堰之间,对地基要 求相对较低,适用于软弱 岩性地基。
2020
南京
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
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
1、掌握正槽式溢洪道组成,了解各部分作用 2、掌握正槽式溢洪道的设计内容和设计方法
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
一、组成及功用
水工建筑物
引水渠 溢流堰 泄槽 消能段 尾水渠
2020
图8-1 正槽溢洪道布置图 1—进水段;2—控制段;3—泄槽;4—消能段;
5—尾水渠;6—非常溢洪道;7—土坝
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
二、设计主要内容
◆ 结构设计
◆ 布置
◆ 水力设计
✓ 泄流能力计算 ✓ 进水渠水力设计(流速、水面线) ✓ 控制堰的水力设计(泄流能力) ✓ 泄槽的水力设计(水面线、空化空蚀) ✓ 消能防冲的水力设计 ✓ 出水渠的水力设计 ✓ 高速水流区的防空蚀设计 ✓ 泄洪雾化区及其他水力设计
2020
南京
第一节 概 述
虹吸式溢洪道
42
1 R=4 3 2
1、遮檐 2、通气孔 3、挑坎 4、曲管段
水工建筑物
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
以上四种类型的泄洪设施,前两种设施的整个 泄流过程是完全敞开的,故又称为开敞式溢洪 道,而后两种又称为封闭式溢洪道。
2020
南京
第一节 概 述
3、溢洪道工作方式 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溢流前缘长度不同。
水工建筑物
P/H ~m关系表
P/H m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
堰面 克一奥 0.426 0.446 0.46 0.469 0.476 0.48 0.483 0.485 0.49 恳务局 0.422 0.445 0.458 0.467 0.473 0.477 0.48 0.483 0.492
2020
南京
第一节 概 述
井式溢洪道
4
5
32
水工建筑物
1
1、环形喇叭口 2、渐变段 3、竖井段 4、隧洞
4 5、混凝土堵头
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
(4)虹吸溢洪道——其工作原理是利用虹吸的作用泄水, 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。
当库水位达到一定的高程时,淹没了通气孔,水流经 过堰顶并与空气混合,逐渐将曲管内的空气带出,使曲 管内产生真空,虹吸作用发生而自动泄水。这种溢洪道 的优点是能自动调节上游水位,不需设置闸门。其缺点 是超泄能力较小,构造复杂,且工作可靠性较差,在大 中型工程应用较少。
水工建筑物
按照布置和运用方式分:正常溢洪道和非常溢洪道 1)非常溢洪道:
当校核洪水和设计或常年洪水差别较大,或者有超过 设计标准的洪水,而又有适当的位置,为节省工程量 及造价,除正常溢洪设施外,可设置非常溢洪道。
分为自溃式和爆破引溃式。
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
大伙房
鸭河口
2020
南京
第一节 概 述
P R1
R2
L
驼峰堰常见的剖面图
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
(2)堰面参数对流量的影响
水工建筑物
①定型设计水头Hd的选择:在堰顶水头不变的情况下,Hd愈 小,流量系数愈大,但过小的Hd将对堰面产生不利影响。对 于低堰(P1≤1.33Hd),堰面出现危险负压的机会比高堰少。
当 P1≤1.33Hd 时 , 取 Hd=(0.65 ~ 0.85)Hmax 。 当 P1≥1.33Hd时,取Hd=(0.75~0.95)Hmax。
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@ 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)
常用的泄水建筑物有河床式溢洪道、河岸溢洪道。对 于以土石坝及某些轻型坝型为主坝的枢纽,常在坝体以外 的岸边或天然垭口布置溢洪道,称河岸溢洪道。
溢洪道除应有足够的泄洪能力外,还应保证在运用期 间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。
2020
南京
第一节 概 述
水工建筑物
2020
南京
第一节 概 述 2、溢洪道分类
衬砌厚度约需20-30cm。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
2)控制段 控制段又称溢流堰段,是控制溢洪道泄洪流量的关键部
位。要求:增大流量系数,不产生负压及空蚀。 (1)堰型选择 通常选宽顶堰、实用堰,有时采用驼峰堰。
①宽顶堰:宽顶堰的特点是结构简单,施工方便,水
流条件稳定,但流量系数较小。在泄洪量不大的中小型工程 应用较广。
2)正常溢洪道:
水工建筑物
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: (1)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。正槽溢洪道适 用于各种水头和流量,并且水流条件好,运用管 理方便。因此,在实际工程中,大多数以土石坝 为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
H H P1 P2
(2.5~10)H
(a)
控制段堰形 (a)—宽顶堰 (b)—实用堰
2020
i>ik (b)
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
②实用堰 实用堰的优点 : 堰面流量系数比宽顶堰大,泄水能力
强,但施工相对复杂。在大中型工程中,特别是在泄洪流 量较大的情况下,多采用这种堰型。
WES标准剖面堰和克一奥剖面堰;堰面的水力学参数 可参见《水力学》或 水 工 设 计 手 册 。对于重要工程,其水 力学参数应由水工模型试验进行验证或修正。
2020
南京
第二节 正槽式溢洪道
水工建筑物
(a) 体型:标准WES、克-奥曲线、幂次曲线