泄水建筑物
泄水建筑物
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。
建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类
建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类水工建筑物一般按它的作用和使用时期等来进行分类。
（一）水工建筑物按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
1．挡水建筑物。
是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸，或用以抗御洪水，如沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
2．泄水建筑物。
是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。
如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
3．输水建筑物。
是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。
4．取（进）水建筑物。
是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
5．整治建筑物。
是用以改善河流的水流条仵，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
6．专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
（1）水电站建筑物：如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房。
（2）灌溉、排水建筑物：如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物（渡槽、倒虹吸、跌水等）。
（3）水运建筑物：保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如升船机、船闸、筏道、码头等。
（4）给水、下水建筑物：如自来水厂的抽水站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。
（5）渔业建筑物：为了使河流中鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。
有些水工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。
例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。
在水利枢纽布置时，应尽量使一个建筑物起到多种作用。
（二）水工建筑物按使用时期分类水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。
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。
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。
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
泄水建筑物资料
3、泄槽 段
连接控制段和消能段的陡槽，一般是挖方工程。泄槽的 底坡常大于水流的临界坡，槽内水流处于急流状态。急 流产生的高速水流对边界条件的变化非常敏感。泄槽布 置时应尽可能避免或减少高速水流的不利影响。
进水渠 控制段
泄槽
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
*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。对地基要求低，多用于泄洪量不大或 附近地形较平缓的中小型工程中。
*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。
*驼峰堰：一种复合圆弧低堰，流量系数较大，设计与施
一般偏转角小于11.25 度。收缩段长度可由几
何条件确定。
扩散段的设计除了满足使冲击波波高最小及消除水流扰动外， 还要保证水流扩散时不发生脱壁现象。
工程中一般采用单一
b
B’ 扩散角。扩散角不宜
θ
超过6～8度。
弯曲段设计的主要问题在于使断面内的流量决。
泄槽的衬砌
岩基一般采用混凝土衬砌，流速不大的中小型工程也可 以采用水泥砂浆或细石混凝土砌石衬砌，但应适当控制 砌体表面的平整度。
泄水建筑物分类功能与案例讲义
•流溪河拱坝
•滑雪道式
适用于下泄流量较 大，要求下泄水流落 点远离坝址，或利用 厂房顶溢流的拱坝。
我国已建的乌江渡 重力拱坝、东江拱坝、 紧水滩拱坝等都采用 了这种形式。
•乌江渡拱坝
七、溢流坝的下游连接
1.挑流消能
2.底流消能
2.底流消能
3.面流消能
4.消力戽消能
4.3坝身泄水孔
•S2斜率= 1:4、5、6（检修门 后）
无压泄水孔
–2）无压段
• 洞顶净空
– 孔顶矩形：净空高度=（0.3-0.5） h max不掺气
– 孔顶拱形：拱脚距水面高度= （0.2-0.3） h 不掺气
• 底坡i
– 直线：i>ik – 抛物线：y=15.5y1/2 或y=x2/6H H—工作闸门孔口中心线处水头
实践证明：可能出现的最大洪水比设计中采 用的 万年一遇的洪水还要大，其原因：
1、设计采用的万年一遇洪水是调查资料经过 处理后得到的，历史上是否出现过比这更 大的洪水，很难说
2、人类对生态环境的破坏，尤其是乱砍滥伐 森林，使洪水径流、汇流的时间更短，洪 水更集中，峰值更大。
为此，从工程安全和经济利益全面考虑， 大中型水库除有正常（主要）溢洪道之外， 加设非常（辅助）溢洪道是非常必要的。
一、重力坝的泄水孔
1.作用：预泄水库、排沙、导流、发电供水 2.工作条件：孔内流速高，易引起空蚀、闸门振 动，孔道体形设计重要；深水闸门水压力大、启 闭力大，门体结构、止水、启闭设备复杂，检修 不便。
3.类型：
• 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
无压泄水孔
–3）通气孔二个
– 检修门后通气孔、平压管同于 有压孔
水工建筑物名词简答
2．土石坝的主要类型有哪些？各有什么优缺点？ 答：主要类型：按坝高分：低坝、中坝、高坝。
按施工方法分：碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。 按坝体材料分：土坝、土石混合坝、堆石坝 共同优点：易于取材，工程造价低，适应地形条件能力强，运用较安全可靠。 共同缺点：坝体平缓，体积大，土石方工程量大，需要一定的防渗设施。 3．土石坝的基本剖面为什么是梯形？
2 、水闸下游冲刷破坏的主要部位是哪些？如何进行处理？（
6 分）
答：水闸下游冲刷破坏的主要部位是下游河床、下游岸坡。
下游河床：设置消力池、消力槛、海漫、防冲槽等
下游岸坡：①在消力池斜坡段顶部上游预留平台，上设小槛；②使上游引渠具有较长的直线段，并对称布置翼墙；
③下游布置翼墙，并控制翼墙扩散角；④下游设置护坡；⑤制订合理的闸门开启程序。
27、双曲拱坝：不仅在水平截面呈弓形，而且在铅直截面也呈弓形的拱坝。
29、帷幕灌浆：目的是降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗透流量，防渗帷幕布
置在靠近上游坝面坝轴线附近，灌浆孔一般设
1~2 排。
31、固结灌浆：目的是提高基岩的整体稳定性和强度，降低地基的透水性。固结灌浆孔一般布置在应力较大的
35、水闸：是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。一般由闸
室、上游连接段和下游连接段三部分组成。
36、闸墩：闸墩将溢流段分隔为若干个孔口，并承受闸门传来的水压力，同时也是坝顶桥梁的支承。
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。
船闸第三章、第四章 船闸总体设计(5学时)-2...
(3.6.3)分散式布置
1、通航渠道的进出口与坝轴线应有足够的距离，与上游河势、下 游主航道平顺连接； 2、渠道应满足同等级限制性航道的设计要求； 3、电站布置于渠道内时（与通航渠道共同与否），应注意两者的 相互影响
(4.4.2)船闸布置的（经验教训）
1、船闸及引航道应（必须）布置在一条直线上，上、下游引航道 与主航道平顺连接，并有足够的停靠、系泊尺度。(长度、宽度、 转弯半径和水深)。 2、船闸上下游引航道口门尽可能避开易淤积部位，尤其凸岸淤积 区、枢纽下泻物淤积区及回流、缓流淤积区。
4.2船闸设计水位和各部分高程（立面设计）
4.2.1设计水位
通常包括通航水位，校核水位，检修水位，施工水位等 1、设计最高通航水位：设计洪水频率→顶部高程 2、设计最低通航水位：通航时间保证率→底部高程 3、校核高水位：校核洪水位或非常运用水位→校核顶部高程 4、校核低水位：最小瞬时下泄流量时下游最低水位，防止船舶搁 浅。 5、检修水位：确保足够的检修时间，尽量降低检修水位，降低工 程造价。 6、施工水位：施工围堰的洪水设计标准，参照水利水电现行标准。
1、闸室有效长度 闸室有效长度Lx等于设计最大船队长度Lc加富裕长度Lf 注意这里的： Lc应结合船型组合考虑理解，纵向排列的设计船队、船舶长度、及 其停泊间隔长度之和；拖带船队一次过闸，可以考虑在闸室里解驳 (解队)；顶推船队则不能解队。 Lf 与船队、船舶操纵性能有关的参数，规范给出顶推船队、拖带 船队、机动驳等参考值。 一般情况下，闸室长度>有效长度，有效长度的起止边界如下图
2、引航道尺度 1）长度 （1）导航段：必须一倍（刚结）船舶长度 （2）调顺段：与船舶进出闸横移距离、操纵性能有关，1.5~2.0刚 结船舶长度。 （3）停泊段：停泊区面积不小于一次过闸船舶面积，即不小于闸 室面积。宽度与长度统筹考虑。
水工概论 泄水建筑物
1、挑流消能 该消能方式优点：简单、经济、工期短；缺点：尾水活 动比较大，雾化大，影响电站工作。鼻坎挑流消能一般 适用于基岩比较坚固的中、高溢流重力坝。
六、溢流坝的下游消能措施
2.底流消能
主要通过水流内部的旋滚、摩擦、掺气和撞击达到消 能的 目的,以减轻对下游河床的冲刷。底流消能工作可靠，但工 程量较大，多用于低水头、大流量的溢流重力坝。
第二节 泄水建筑物
溢流重力坝的工作特点
溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流,又是泄水建 筑物, ，坝体设计除要满足稳定和强度要求外，还要满 足下列要求： 1、要有足够的泄水能力（孔口尺寸、孔口体形、流量 系数） 2、除了满足强度稳定条件外，还要满足泄洪要求（要 尽量减小高速水流带来的问题：负压、振动；下游流态 平瞬，减小局部冲刷；控制水流设备）
2.闸墩厚度
闸墩厚度与闸门形式有关。采用平面闸门时需设闸 门槽，工作闸门槽深0· 5～2· om，宽1～4m，门槽处的闸 墩厚度不得小于1～1．5m，以保证有足够的强度。弧形 闸门闸墩的最小厚度为1．5～2．0m。如果是缝墩，墩厚 要增加o．5～1．0m。由于闸墩较薄，需要配置受力 钢 筋和温度钢筋。
二 重力坝的坝身泄水孔
二 重力坝的坝身泄水孔
1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
3.闸墩的长度和高度 闸墩的长度和高度，应满足布置闸门、工作桥、交通桥 和启闭机械的要求 。 4.边墩和导墙 溢流坝两侧设边墩也称边墙，一方面起闸墩的作用， 同时也起分隔溢流段和非溢流段的作用。
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• 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
• 1、表孔无压洞 • 进水口位于水库表面，整个隧洞在泄水 过流时均为无压状态。表孔无压洞的作用 和工作状态与开敞式溢洪道想同，工作闸 门布置在进口段。泄水时可以直接从洞口 进入。
• 2、深孔无压洞 • 隧洞的进口淹没于水下一定深度处，洞口高程 较低，除了泄洪外，还可以完成放空、冲沙等任 务。深孔无压隧洞在泄水时，上游进口处有一段 不长的有压段，但洞内大部分是无压明流状态的。 • 深孔无压洞的工作和检修闸门均在进口处布置。 可局部开启，以控制下泄流量。无压洞的水面流 态难以控制，特别是有弯道的地方，需精心设计， 否则容易引发气蚀、振动等问题。
• 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。
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。
第二节 溢流坝与坝身泄水孔
• 重力坝的坝身泄水方式分为坝顶溢流和孔 口溢流两种。其中坝顶溢流又称作表孔溢 流，其建筑物称为溢流重力坝，简称溢流 坝。孔口溢流是在水面以下的某个位置开 孔泄水，称为孔口溢流。其建筑物称为深 式泄水孔。
溢流坝
• • • • • 一、特点 1、有足够的孔口尺寸以及良好的孔口体型以满足泄洪 要求。 2、溢流面及闸墩等有较好的体型，以便使水流平顺过 坝，不产生不利的负压、振动、避免产生空蚀现象。 3、保证下游不产生危机大坝及其他建筑物安全的冲刷。 4、溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺， 不产生折冲水流，泄流不影响其他建筑物的正常运行。 5、如设有闸门、启闭机等设备，其控制和运用要灵活 可靠。
分类
• • • • • • • • 一、按功用分 1、泄水隧洞 2、引水和输水隧洞 3、排沙隧洞 4、导流隧洞 5、放空隧洞 6、发电尾水隧洞 7、通航隧洞
二、按水流流态分为有压隧洞和无 压隧洞。
• 有压隧洞在过水时洞内充满了水流，洞顶承 受水压力。有压隧洞没有自由水面。无压隧洞的 洞内有自由水面，洞顶不收水压力。 • 有压隧洞和无压隧洞在布置，水力计算，受力 条件及运行条件等方面差别比较大，工程中采用 何种形式的隧洞应经过经济比较后确定。 • 其中发电引水隧洞一定是有压隧洞，通航隧洞 只能是无涯隧洞。泄水隧洞可以是有压隧洞也可 以是无压隧洞。
• 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。
• 下部反弧段的作用是将顺坝面下泄的高速 水流转向，与下游消能设施有效衔接，多 采用简单的圆弧曲线。一般来说，饭呼出 的流速越高，反弧半径就要取较大的值。 • 溢流坝面是在非溢流坝面的基础上修改而 成，既有利于枢纽布置，又容易满足坝体 的抗滑稳定和应力要求。当基本三角形较 瘦时，可采用向上游突出的倒悬堰顶以满 足溢流曲线要求。
•河岸溢洪道按其结构形式又可分为正槽溢洪 道、侧槽溢洪道、竖井式溢洪道和虹吸式溢 洪道。 • 一、正槽溢洪道 • 1、工作特点及布置：正槽溢洪道的泄槽与 溢流堰轴线正交。过堰水流与泄槽轴线方 向一致，正向进入泄槽，因此水流条件好， 泄流能力和超泄流能力强，工作安全可靠。 • 正槽溢洪道的位置选择相对比较灵活，影 响其布置的主要因素有地形地质条件、枢 纽布置方案、施工条件等。
• 2、竖井式溢洪道：竖井式溢洪道由进口溢 流喇叭口段、渐变段、竖井、弯道段以及 水平泄洪洞和出口消能段等组成。竖井式 溢洪道适用于岩石坚硬的情况，一般由导 流洞改造而成。
• 三、虹吸式溢洪道 • 虹吸式溢洪道是一种封闭式溢洪道，封 闭式进口的前沿要低于溢流堰顶。
第四节 水工隧洞
定义：在水利枢纽中为满足泄洪、灌溉、发 电等各项任务在岩层中开凿而成的水工建 筑物。 • 在水利水电工程中，也建有交通隧洞，通 风隧洞等不过水隧洞，这些隧洞与普通隧 洞相同，不属于水工隧洞。
• 二、组成：正槽溢洪道由五部分组成，进 水渠，控制段，泄槽，消能段和尾水段。 • 1、进水渠：作用是是水流平顺的由水库进 入溢洪道，改善溢流堰和泄槽内的流态。 • 2、控制段：作用是控制溢洪道的泄流量， 由溢流堰、闸门以及闸墩、工作桥等组成。
• 3、泄槽：作用是顺利的将下泄水流泄往下 游。其水力特征是急流，底坡大于水流的 临界底坡，亦称为陡槽。 • 4、消能段：作用是对尾水进行消能，减少 对下游的冲刷。一般有挑流式和底流式。 • 5、尾水渠：作用是使下泄水流顺利流入下 游河道，下泄水流直接排入河流时，可不 设尾水渠
• 二、进口建筑的构造 进口建筑包括有，喇叭口，闸室，渐变段， 通气孔，平压管，拦污栅等。 1、渐变段 2、闸门 3、平压管 4、通气孔 5、拦污栅
洞身
• • • • 洞身穿过山体开挖而成， 是隧洞的主体。 洞身断面形状有： 1、门洞形。衬砌方便，多用于无压隧洞。 2、圆形。受力条件好，多用于有压隧洞或 岩石破碎的无压隧洞。 • 3、马蹄形。受力条件优于门洞形，用于岩 石交差的无压隧洞。
第三节 河岸溢洪道
• 对于土石坝为主体工程的水利枢纽工程中， 不宜采用坝身泄水方式，因此需要在合适 的位置设置河岸式泄水建筑物。而对于某 些轻型坝或是枢纽布置有困难时，也适合 于设置河岸式泄水建筑物。而河岸泄洪道 是最常见的一种。 • 河岸溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分 为，正常溢洪道和非常溢洪道。前者用于 宣泄设计洪水，后者用于宣泄非常洪水。
• 3、深孔有压洞 • 深孔有压洞过流时洞内充满水流，且流 态平顺。有压隧洞的工作闸门位于隧洞的 出口处，启闭方便灵活，充气充分，可局 部开启，以调节下泄流量。但有压隧洞在 不泄水的时候洞内充满了水流，承受上游 全部水头，为保证安全，在隧洞长期不泄 水的时候，需关闭上游检修闸门，放空隧 洞。
• 4、深孔有压——无压洞 • 隧洞的工作闸门可放置在隧洞中间任意 一个位置。闸门的上游段为有压洞，下游 段为无压隧洞。这种隧洞常用于隧洞进出 口岩石条件差，不利于布置闸门的情况； 或者隧洞轴线呈弯曲状态，工作闸门布置 在弯曲段下游，可改善整个隧洞的水流流 态的情况。
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。
• 洞身断面大小，由水力计算确定。 • 隧洞开挖后需要衬砌，衬砌的方式有抹面 衬砌，单层衬砌，组合式衬砌，预应力衬 砌，喷锚衬砌。其中单层衬砌应用最多。 • 衬砌形式和厚度由作用在衬砌上的荷载大 小确定。一般来说，荷载越大，岩石越差， 衬砌厚度越厚。 • 洞身衬砌通常分块浇筑。
出口建筑
• 无压隧洞的出口建筑物结构比较简单。而 深孔有压隧洞的出口设有闸门和启闭机， 出口段做成收缩短，以保证洞内始终处于 有压状态。 • 泄水隧洞由于出口宽度小。流量大。出水 速度高。能量高且集中。所以需要对尾水 进行消能，常见的消能方式有，底流或者 挑流消能。