第六章河岸溢洪道
6河岸溢洪道-河海大学
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
• 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：
几何关系：
Fn1
v n1 gh1
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；
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。
第六章水电站水利枢纽概述
第一节 概 述
一、坝式水电站水利枢纽 二、引水式水电站水利枢纽
2020/4/10
一、坝式水电站水利枢纽
1、坝式水电站水利枢纽分为坝后式和河床式。 2、其主要建筑物有挡水、泄水建筑物和水电站厂房， 另外为满足综合利用要求还可能有通航、灌溉取水、工 业取水、鱼道及筏道等建筑物。 3、其主要特点是水头由挡水建筑物来集中，建筑物集 中布置在河床中，互相影响较大，必须合理安排。
2020/4/10
2020/4/10
有压引水式水电站水利枢纽示意图
1、有压引水式水电站水利枢纽由三个部分组成： 1）首部枢纽：其组成建筑物有拦河坝和有压进水口； 2）有压引水隧洞； 3）厂区枢纽：包括调压室、压力水管、电站厂 房及尾水渠。
2020/4/10
2020/4/10
无压引水式水电站水利枢纽示意图
实例
意大利瓦依昂（Vajont）双曲拱坝，1961年建成，坝 顶长190.5m，顶宽3.4m，底宽22.7m，最大坝高 265.5m，是当时世界上最高的混凝土薄拱坝。1963年10 月9日晚，由于连续降雨，水库水位上涨，左岸靠坝的上游 发生大体积岩石滑坡，近3亿m3的滑坡体以40 m/s的速度 滑入水库并冲上右岸，掀起150m高的涌浪，涌浪溢过坝顶 ，冲向下游，致使2600人丧生，但拱坝并未破坏，仅在坝 肩附近的坝内发生二、三条裂缝。据估算，拱坝当时已承受 住相当于8倍设计荷载的作用力，由此可见该拱坝的超载能 力。 2020/4/10
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一、溢流坝
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二、河岸溢洪道
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小浪底水电站
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水工建筑物--河岸溢洪道共38页
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
溢洪道型式选择及布置—溢洪道型式选择
典型河岸正常溢洪道示意曲坡水库
侧槽
6 4
1
2
3
5
1-溢流堰；2-侧槽； 3-泄水槽；4-出口消能段；
5-上坝公路；6-土石坝
32
典型河岸溢洪道示意图：
井式
1
4 5
1-喇叭口；2-渐变段；3-竖井； 4-隧洞；5-混凝土塞
井式溢洪道
典型正常溢洪道示意图：
虹吸
42
1
3
R=4
2
30°
万宜水库钟形虹吸溢洪道
1-遮檐；2-通气孔；3-挑流坎；4-曲管
谢谢各位！
溢洪道的分类
任务3、溢洪道的分类
一、按溢洪道位置不同可分：
河床溢洪道：溢洪道可以与挡水建筑物结合，建于河床中称为河床 溢洪道（或坝身溢洪道），例如混凝土重力坝中的溢流坝 。
溢洪道 河岸溢洪道：溢洪道也可以在坝外的河岸中另建，称为河岸溢洪道 （或坝外溢洪道），例如土石坝中的溢洪道。
二、河岸溢洪道的类型很多，按流态不同可分为：
正槽溢洪道
河岸溢洪道
侧槽溢洪道 井式溢洪道
虹吸溢洪道
三、河岸溢洪道按作用不同可分为：
开敞式
封闭式 正常溢洪道
溢洪道示意图：
河床式
重力坝的溢流坝段
溢洪道示意图：
河岸式
典型河岸溢洪道示意图：
正槽
小浪底水利枢纽
7
12
6
3
4
5
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
河海大学水工建筑物_河岸溢洪道
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)
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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；
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第一节 概 述
6
1
2
4 3
5
水工建筑物
侧槽式溢洪道
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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。
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第一节 概 述
水工建筑物
正槽式溢洪道
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第一节 概 述
岸边溢洪道设计
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=50m.设计流速4m/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0.5m 。
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=20.22m 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； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ；B ——堰宽，12m;水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.计算取b=28m,孔口数2孔，弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。
中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m. 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)Hmax ，对于P1<1.33Hd 的低堰，取Hd=(0.65～0.85)Hmax ，Hmax 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。
水工建筑物习题及答案
水工建筑物习题第一部分课内训练第一章绪论 (2)第二章重力坝 (3)第三章拱坝 (7)第四章土石坝 (11)第五章水闸 (16)第六章河岸溢洪道 (20)第七章水工隧洞与坝下涵管 (21)第八章渠系建筑物 (22)第九章水利枢纽 (25)第一部分课内训练第一章绪论一、填空题1．我国人均水资源约为世界水资源的。
2．河道常用的防洪体系为、、。
3．水利工程按所承担的任务可分、、、和。
4．水工建筑物按用途可分为、、、、和。
5．水工建筑物按使用时间可分为、。
6．组成水库枢纽的“三大件”包括、和等类型建筑物。
二、名词解释1．水利工程2．水利枢纽3．水工建筑物4．水利事业三、判断题1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。
（）2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。
（）3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。
（）4．所谓水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。
（）四、简答题1．我国水资源分布的特点是什么？2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？3．简述水工建筑物的特点？4．水工建筑物按用途分为哪几类？5．为什么要在江河上兴建水利工程?6．兴建水利工程对国民经济、自然环境有哪些影响?如何充分利用其有利方面并做好不利方面的转化工作。
7．什么是水工建筑物的工作条件，工作条件应包括哪些内容?8．水工建筑物有哪些结构特点，有哪些工作特点?9．如何对水工建筑物分类?10．为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级，分等分级的原则、方法是什么，分等分级有哪些作用?11．请以三峡水利枢纽工程为例，说明水利工程的根本任务。
12．拟建高50m的土石坝，形成总库容2.0亿m3、装机容量9.0千kW、灌溉面积20万亩的水电枢纽工程。
试问该水利工程属几等?各主要、次要、临时建筑物属几级?13．下列哪些指标是确定水利工程等别的依据？哪些指标是提高挡水建筑物级别的依据？①水利兴利库容：②坝高；③总库容；④挡水建筑物类型；⑤水电站的装机容量；⑥水电站年发电量；⑦设计灌溉面积；⑧保护农田面积；⑨保护城镇及工矿区；⑩淹没损失；⑾过坝陆上交通货运量。
河岸溢洪道介绍提纲资料(17页)
•典型正常溢洪道示意图： •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•桃曲坡水库
•1-溢流堰； 2-侧槽； 3-泄水槽； •4- 出口消能段；
•5-上坝公路； 6-土石坝
•典型正常溢洪道示意图： •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•井式溢洪道
•1- 喇叭口； 2-渐变段； 3-竖井； •4- 隧洞； 5-混凝土塞
•●消能设施：将泄槽末端水流的能量尽量消除掉 ， 使之能平稳 •地流入下游。 •●出水渠： 将消能后的水流比较平顺地泄入原河道中。
•（ 二） 侧槽溢洪道由五部分组成：
•●控制段： 又叫侧堰或溢流堰 ， 控制溢洪道的泄流能力。 •●侧槽： 过堰水流约转90 °经侧槽下泄 ， 槽内水流紊乱 。 •●泄槽： 把侧槽水流快速送往下游。 •●消能设施：将泄槽末端水流的能量尽量消除掉 ， 使之能平稳 •流入下游。 •●出水渠： 将消能后的水流比较平顺地泄入原河道中。
•河岸溢洪道••侧正槽槽溢溢洪洪道道•开敞式 •井虹式吸溢溢洪洪道• 封闭式
•三 、河岸溢洪道按作用不同可分为： • 正常溢洪道
•河岸溢洪道•非常溢洪道
•典型正常溢洪道示意图： •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•小浪底水利枢纽
•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
水库的多余洪水经引水渠进入控制段的平底宽顶堰后经泄水槽 下泄 ，过堰水流方向与泄槽的水流方向一致 ，再经挑流鼻坎消能后 进入尾水渠 ， 与泄水洞的泄水汇合穿过灌溉输水渡槽最后回归原河 道。
•任务： （ 一） 陆浑水库溢洪道的类型 ： 河岸溢洪道中的开敞
•
式正槽溢洪道。
•
（二）溢洪道的组成 ： 引水渠 、 闸室控制段 、泄水槽
第六章 溢洪道
第六章河岸溢洪道教学要求：了解溢洪道作用和工作特点，掌握溢洪道设计的基本步骤和方法，熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。
第一节概述在水利枢纽中，必需设置泄水建筑物。
溢洪道是一种最常见的泄水建筑物，用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流，以满足安全和其他要求而修建的建筑物。
溢洪道可以与坝体结合在一起，也可以设在坝体以外。
混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪，如各种溢流坝。
此时，坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物，枢纽布置紧凑、管理集中，这种布置一般是经济合理的。
但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝，一般不容许从坝身溢流或大量泄流；或当河谷狭窄而泄流量大，难于经混凝土坝泄放全部洪水时，需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道（通常称河岸溢洪道）或开挖泄水隧洞。
河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物，适用范围很广，除了以上情况外，还有：（1）坝型虽适于布置坝身泄水道，但由于其他条件的影响，仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是：①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时；②为布置水电站厂房于坝后，不容许同时布置坝身泄水道时；③水库有排沙要求，而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时（如三门峡水库，除底孔外，又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞）。
（2）虽完全可以布置坝身泄水道，但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时，也会用坝外泄水建筑物。
如：①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件，如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外，还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞；②施工期已有导流隧洞，结合作为运用期泄水道并无困难时。
岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分为正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。
正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。
超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。
正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道，但采用这种布置是有条件的，应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定，主溢洪道宣泄常遇洪水，常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。
溢洪道基础知识ppt课件
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。
（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
第
二 节
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
第 二 节
正
槽
溢
洪
道
v
1
00
x
抛物线
2
图6-8 变坡处抛物线连接
第
二 节
纵坡由缓变陡，应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡
段始端槽底而产生负压和空蚀现象。为此，应在变坡处
正 采用与水流轨迹相似的抛物线过渡，如图6-8所示。抛 槽 物线方程按下式确定
溢
洪 道
yx
tg
x2
K(4H2c
0
o（2 s6)-2H）0
第
二 节
在低堰中，下游堰高不足时，过堰水流将不能保证自由宣
泄，从而出现流量系数随着堰顶水头增加而降低的现象。
正 因而:下游堰高P2必须保持一定的高度，
槽
溢 一般: P2≥0.6Hd。
洪 （3〕堰长对流量的影响
道
对于宽顶堰，堰长L〔沿水流方向〕对流量影响也很大。
当堰长L＞10H时〔H为堰顶水头），堰面流态已发生了
K——经验系数，一般取3.0；
Fr——扩散段或收缩段的起、止断面的平均佛氏数；
h——扩散段的起、止断面的平均水深，m；
ν——扩散段的起、止断面平均流速〔m/s）。
第
二 节
工程经验和试验资料表明:当收缩角和扩散角控制在6
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
水工建筑物复习资料(09)
第一章绪论1、水利工程：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。
水利工程的根本任务是：除水害兴水利。
2、水工建筑物：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的水工建筑物，用来控制和支配水流。
这些建筑物统称为水工建筑物。
3、水利枢纽：集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体，称为水利枢纽。
水利枢纽分为蓄水枢纽（水库）和取水枢纽。
其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水（或引水）三类建筑物，称为水库三大件。
4、水工建筑物的分类：挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物专门建筑物5、水工建筑物的特点：（1）工作条件的复杂性；（2）设计选型的独特性；（3）施工建造的艰巨性；（4）工程效益的显著性；（5）环境影响的多面性；（6）失事后果的严重性；6、分等分级的目的：为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。
水利枢纽按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水工建筑物按其所属枢纽工程的等别及其在工程中的作用和重要性分为五级。
第二章重力坝1、重力坝的工作原理：在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求。
其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。
2、重力坝的特点：（1）泄洪和施工导流比较容易解决；（2）安全可靠，结构简单，施工技术比较容易解决；（3）对地形、地质条件适应性强；（4）受扬压力影响较大；（5）温度控制要求严格。
3、重力坝的类型：其结构形式为：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。
水工建筑物第六章河岸式溢洪道答案
第六章河岸溢洪道答案一、填空题1．正槽式、侧槽式2．进水渠、控制段、泄槽3．控制段、侧槽、泄槽4．漫流式、自溃式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． B 2． A 3． B 4． C 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。
2．溢流堰有几种形式？各有什么特点？1.溢流堰有四种形式：宽顶堰、实用堰、驼峰堰、折线形堰。
2.①宽顶堰：结构简单，施工方便，流量系数较低，荷载小，对承载力较差的土基适应能力较强②实用堰：流量系数较宽顶堰大，溢流前缘较短，工程量相对较小，施工复杂。
大中型水库，岸坡较陡时，多才用这种形式。
③驼峰堰：复合圆弧的溢流低堰，流量系数可达0.42以上，设计与施工简便，对地基要求低，适用于软弱地基。
④折线形堰：能够获得较长的溢流前缘。
3．泄槽的水力特征是什么？泄槽的底坡常大于水流的临界坡。
槽内水流处于急流状态，紊动剧烈，由急流产生的高速水流对边界条件的变化敏感。
当边墙有转折时就会产生冲击波，并可能向下游移动；如槽壁不平整时，极易产生掺气、空蚀等问题。
4．泄槽衬砌应满足什么要求？泄槽衬砌应满足：表面光滑平整，不至引起不利的负压和空蚀；分缝止水可靠，避免高速水流侵入底板以下，因脉动压力引起破坏；排水系统畅通，以减小作用于底板上的扬压力；材料能抵抗水流冲刷；在各种荷载作用下能保持稳定；适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。
5．如何选择河岸溢洪道的消能方式？河岸溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。
挑流消能一般适用于较好岩石地基的高中水头枢纽，挑坎结构形式一般有重力式、衬砌式。
第六章 河岸溢洪道
泄水建筑物：用来宣泄洪水期间或其他情 况下水库（或渠道）中多余水量以保证 大坝安全的建筑物。包括河床溢洪道 （如溢流坝、泄洪闸、泄水孔等）和河 岸溢洪道（明渠和泄水隧洞等）。 河岸溢洪道的适用条件 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。
*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。
图6-4 泄槽变坡处的竖曲线
（2）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。
第二节、正槽溢洪道工作特点 开敞式正面进流. 泄槽与溢流堰轴线 正交,过堰水流与泄槽方向一致. 组成: 进水段（引水渠）, 控制段,泄 槽(陡槽), 消能段,尾水渠. 优点:结构简单,进流量大,泄流能力强, 工作可靠,施工、管理、维修方便，因而 被广泛采用。
一、正槽溢洪道各组成部分的设计 1、引水渠 作用：使水流平顺地进入控制段，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。 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。
图6-2 溢洪道的整体布置 单位：m
2、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. *实用堰:流量系数大，需要的溢流前缘较短， 较之宽顶堰可减少工程量。但施工复杂，多 用于岩石地基上，尤其是岸坡较陡的大中型 工程。 *宽顶堰:结构简单，施工方便。但流量系数 较小，需要的溢流前缘较长。多用于泄洪量 不大或附近地形较平缓的中小型工程中。
水工复习题
第五章水闸自测题一、填空题1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有和的作用，用以、，以满足水利事业的各种要求。
2. 水闸按所承担的任务分为闸、闸、闸、闸和闸。
3. 水闸由段段和段组成。
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. 底流消能设施有式、式、式三种形式。
7. 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。
8. 闸基渗流计算的方法有法、法和法。
10.直线比例法有法和法。
11.闸底板上、下游端一般设有齿墙，因为有利于，并。
12.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流、小和大的要求。
13.工作桥的作用是，交通桥的作用是。
14.对于软弱粘性土和淤泥质土，应采用地基处理方法。
12. 如何确定水闸孔口的宽度和孔口高度？第五章水闸答案一、填空题1. 挡水；泄水；调节水位；控制流量2. 节制；进水；分洪；挡水；挡潮3. 上游联接；闸室段；下游联接4. 波状水跃；折冲水流5. 部分开启和单宽流量大。
6. 底流消能；挖深；消力槛；综合7. 铺盖；板桩；齿墙；排水8. 流网；改进阻力系数；直线比例9. 进出口；内部垂直；水平10.勃莱；莱因11.抗滑稳定；可延长渗径12.平顺；侧向收缩；过流能力13.为安装启闭机和便于工作人员操作；供人畜通行14.换土垫层二、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。
A、临界B、淹没C、远驱D、稳定4．混凝土铺盖与底板连接处设（ C ）止水效果较好。
A、沥青麻袋B、紫铜片C、柏油油毛毡D、塑料带5．对于密实的地基或岩基，采用（ D ）底板较合适。
5.河岸溢洪道
第四节
非常溢洪道
一、漫流式 漫流式非常溢洪道的布臵与正槽溢洪道类似，堰 顶高程应选用与非常溢洪道启用标准相应的水位 高程。控制段（溢流堰）通常采用混凝土或浆砌 石衬砌，设计标准应与正槽溢洪道控制段相同， 以保证泄洪安全。控制段下游的泄槽和消能防冲 设施，如行洪过后修复费用不高时可简化布臵， 甚至可以不做消能设施。控制段可不设闸门控制， 任凭水流自由宣泄。溢流堰过水断面通常做成宽 浅式，故溢流前缘长度一般较长。因此，这种溢 洪道一般布臵在高程适宜、地势平坦的山坳处， 以减少土石方开挖量。
三、爆破引溃式
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。
*带胸墙的溢流堰：当水库水位变幅较大时，为了减小闸
门尺寸或在较低库水位时开始溢流，提高水库汛前限制水 位，充分发挥水库效益。
控制方式：中、小型水库溢洪道，特别是小型水 库溢洪道常不设闸门，堰顶高程就是水库的正常 蓄水位；溢洪道设闸门时，堰顶高程低于水库的 正常蓄水位。 溢流孔口尺寸的拟定：主要是溢流堰堰顶高程和 溢流前沿宽度的确定。其设计方法与溢流重力坝 基本相同。但由于溢洪道出口一般离坝脚较远， 其单宽流量可以比溢流重力坝所采用数值大。
非常溢洪道
引冲自溃式也是由自溃坝、溢流堰和泄槽组成 ，在 坝顶中部或分段中部设引冲槽，如图6-18所示。 当库水位超过引冲槽底部高程后，水流经引冲槽 向下游泄放，并把引冲槽冲刷扩大，使坝体自溃 泄洪。 这种自溃方式在溃决过程中流量逐渐加大，对下游 防护较有利，故自溃坝体高度可以适当提高。对 于溢流前缘较长的坝，也可以按分级分段布臵。 引冲槽槽底高程、尺寸和纵向坡度可参照已建工 程拟定。
（4）泄槽的掺气减蚀
高速水流作用下，边壁不平整是泄槽发生空蚀破坏的根本 原因。 对衬砌的不平整的要求。我国《溢洪道设计规范》规定： ｖ=20～30ｍ/s Δ＝10mm； ｖ=30～50ｍ/s Δ＝5mm 美国：垂直水流的升坎不允许大于3.2mm；平行水 流的升坎不允许大于6.3mm 防止空蚀产生的措施：掺气减蚀、优化体形、控制泄流表 面的不平整度和采用抗空蚀材料等。 掺气减蚀的机理： ①掺气可使过水边界上的负压减小或消除。 ②空穴中含有一定数量的空气，破灭时破坏力 减弱。 ③空气泡的存在，对空穴溃灭时的破坏力有缓 冲气垫作用。
水工建筑物_任旭华_第六章河岸溢洪道
毁泄洪，以确保大坝安全。
第六章 河岸溢洪道
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
第六章 河岸溢洪道
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
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 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）
（1） 体型：标准WES、克－奥曲线、幂次曲线
（2） 低堰 (m P1 ) 为满ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
常取较小的 Hd，使堰面曲线较瘦小，高水位时，
出现适度负压，以增大流量系数，减小工程量。
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
第六章 河岸溢洪道
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；
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1.安全方面修建在坚固的岩石地基上，必须修在挖方上，两侧山体必须保证稳定，水流进出口不宜离大坝太近。
2.经济方面选择高程合适的马鞍形山口，开挖方量少，出水归河，冲毁农田要少。
3.施工运用方面为管理运用方便，不宜离大坝太远，施工中要考虑出渣线路、堆渣场地，最好开挖的土石料能用在修坝中。
要考虑爆破的影响。
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：
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概
正槽溢洪道 侧槽溢洪道
述
竖井式
虹吸式
第五章 河 岸 溢 洪 道
（1）正槽溢洪道：其泄槽轴线与溢流堰轴线 正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致，如图 6-1所示。
特点：结构简单、施工方便、工作可靠、泄 水能力大。
应用：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。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第
二 节
（2）横断面布置
正 进水渠一般按梯形断面，在控制段前缘过渡成
槽 溢
矩形断面。进水渠应有足够的断面尺寸。
洪 一般可先拟定流速，由流速控制断面尺寸。进
道
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，一般不应大于4m/s。在山势
陡峭、开挖量较大的情况下，也可达(5-7m/s）。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第
二 节
2）受地形、地质条件及上游河势的影响需设
正 置弯道时，弯道轴线的转弯半径不宜小于4倍渠
槽 溢
底宽度。弯道与控制段之间应布置一（2-3)H直
洪 线段过渡。
道
3）进水渠底一般为等宽或顺水流方向收缩；
4）进口布置原则：坝肩时，靠坝一侧设置成曲 面导水墙，靠山一侧开挖成规则曲面；布置在哑 口时，一般布置成对称或基本对称的喇叭口形式。
（2）地形、地质条件，溢洪道应布置在地形适 宜、地质坚固且稳定的岸边或天然垭口的岩基上， 以减少开挖量。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一
节 并应尽量避免深挖，以免造成高边坡失稳或边坡处 概 理困难等问题。需要特别指出的是，在选择溢洪道 述 的位置时，应充分考虑水文地质条件，以确保溢洪
道的安全。
（3）土石坝枢纽中，溢洪道的进出口不宜距土石 坝太近，以免冲刷坝体。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
述
7
1
6
2
4
3
5
图6-1正槽溢洪道布置图 1—进水段; 2—控制段; 3—泄槽; 4—消能防冲段;
5—出水渠; 6—非常溢洪道; 7—土坝
第五章 河 岸 溢 洪 道
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
述
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
述
第五章 河 岸 溢 洪 道
常用的泄水建筑物有河床式溢洪道(重力坝中的溢流坝)、 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。
第 一
一、河岸溢洪道的型式
节
河岸溢洪道其主要型式有
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
1
述
32
4
5
图6-3 竖井式溢洪道示意图 1—环形喇叭口; 2—渐变段; 3—竖井段
4—隧洞; 5—混凝土塞
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
述
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一
节 （4）虹吸式溢洪道：如图6-4所示，它是一种封闭式 概 溢洪道，其工作原理是利用虹吸的作用泄水。当库水位 述 达到一定的高程时，淹没了通气孔，水流经过堰顶并与
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。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第
二 节
（3）纵断面布置
正 进水渠的纵断面应布置成平坡或不大的逆坡（倾
5—上坝公路; 6—土石坝
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一
节 （3）井式溢洪道：图6-3所示，这种溢洪道由溢流 概 喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成。水流进入环 述 行溢流堰后，经竖井和泄水隧洞段流入下游。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。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第六章 河岸溢洪道
第一节 概 述 第二节 正 槽 溢 洪 道 第三节 侧 槽 溢 洪 道 第四节 非 常 溢 洪 道
第五章 河 岸 溢 洪 道
第一节 概 述
河岸溢洪道简介:
在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝和 枢纽的安全，必须布置泄水建筑物，以宣泄水库按运行要 求不能容纳的多余来水量。
（4）施工和运行
应使开挖出渣线路和堆渣场地便于布置，并考虑利 用开挖出来的土石料作为筑坝材料，以减少弃料为 运行方便，溢洪道不宜离水库管理处太远。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第二节 正 槽 溢 洪 道
正槽溢洪道一般由进水渠段、控制段、泄槽段、 消能防冲设施和出水渠五个部分组成。
一、进水渠
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。 设计原则：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： 1）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。
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。
优点：能自动调节上游水位，不需设置闸门。
缺点：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。
以上四种类型的泄洪设施，前两种设施的整个流程是 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。
第五章 河 岸 溢 洪 道
第 一 节
概
述
第五章 河 岸 溢 洪 道
第五章 河 岸 溢 洪 道
第
一 节
（2）侧槽溢洪道：其溢流堰与泄槽的轴线接近平行，
概 过堰水流在较短距离内转弯约90º，再经泄槽泄入下 述 游。它适宜坝肩山体高，岸坡较陡的情况。
6
1
2
4 3
5
图6-2 侧槽式溢洪道布置图 1—洪道; 2—侧槽; 3—泄水槽; 4—出口布消能段
第五章 河 岸 溢 洪 道
第
一
节
42
概
述ห้องสมุดไป่ตู้
1 R=4 3 2
图6-4 虹吸工溢洪道示意图 1—遮檐; 2—通气孔; 3—挑流坎; 4—曲管
第 一
节 二、河岸溢洪道的位置选择
第五章 河 岸 溢 洪 道
概
考虑枢纽总体布置、地形、地质、施工及运行、
述 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；