浅谈正槽式河岸溢洪道的设计(一)

浅谈正槽式河岸溢洪道的设计(一)
【摘要】正槽式溢洪道的泄水槽与堰上水流方向一致,所以其水流平顺,超泄能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量,是一种采用最多的河岸溢洪道形式。

【关键词】正槽式；河岸溢洪道；设计；问题
【Abstract】Positiveslottypethespillwayleakwaterslotandembankmentupthewatercurrentdirectionconsistent,s oitswatercurrentbegoingsmoothly,superleakabilitybig,structuresimple,circulatesafetycredibility,b eapplicabletovariouswaterheadanddischarge,isakindofadoptionmostoftherivershorespillwayform. 【Keywords】Positiveslottype;Rivershorespillway;Design;Problem
1.前言溢洪道是水库枢纽中的主要建筑物之一,它承担着宣泄洪水,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;在薄拱坝或轻型支墩坝的水库枢纽中,当水头高、流量大时,泄洪亦以河岸溢洪道为主;在重力坝的水库枢纽中,当河谷狭窄,布置河床坝顶溢流与坝后电站有矛盾,而河岸又有适于修建溢洪道的条件时,也要靠河岸溢洪道泄洪。

因此,河岸溢洪道的应用是很广的.
正槽式溢洪道的泄水槽与堰上水流方向一致,所以其水流平顺,超泄能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量,是一种采用最多的河岸溢洪道形式。

下面笔者就正槽式河岸溢洪道设计中几个值得注意的问题提出来供大家参考:
2.引水渠的底宽和流速
引水渠的作用是将水库的水平顺地引至控制堰前,其设计原则是在合理的开挖方量下尽量减小水头损失,以增加溢洪道的泄水能力,而引水渠的底宽和流速是比较重要的控制因素。

为防止泄洪时引水渠两侧产生不对称的回流或立轴旋涡,小转向惯性力引起的堰前横向坡降,导致过堰水流不均,减小泄流能力,规范规定引渠底宽可为等宽或顺水流方向收缩,在与控制段连接处应与溢流前沿等宽。

根据资料统计，国内外几个工程的进水渠首、末端断面底宽之此
B0/B为1.5~3.0，如中国竹园1.5、碧口1.7、南谷河2.0、大伙房2.4、石头河3.0，日本的岩尾1.9，印度的Bcas2.5等。

故B0/B一般限制在1.5~3.0较为有利。

引水渠内水流流速对工程量和水头损失有较大影响。

规范对34个工程资料统计分析，设计流速低于3m/s的共9个，占26.47%;设计流速在3m/s~5m/s之间的共18个,占52.94%;设计流速高于5m/s的共7个,占20.59%。

彼此相差也颇大,如西排子河水库的流速仅0.73m/s,而碧口的流速在设计工况下为 5.58m/s,保坝工况下为8.63m/s。

一般规定进水渠设计流速不大于 4.0m/s,以控制在1~2m/s为宜。

对于地势较高,山坡较陡,开挖方量很大的河岸溢洪道,进小渠设计流速可以适当提高,但应尽量缩短进水渠的长度,减少进水渠的水头损失。

进水渠进口的流速应低于渠内流速,一般控制在2.5m/s以下为宜。

3.控制段的堰型选择
控制段控制水库的水位和下泄流量,是溢洪道的咽喉,其常用的堰型有宽顶堰、实用堰。

宽顶堰结构简单,施工方便。

但流量系数较低,在相同条件下,其所需要的溢流前缘要比实用堰长,土石挖方较大。

一般多用于泄洪量不大或附近地形平缓，高程适宜的中小型水库中。

实用堰由于流量系数大，当岸坡较陡时，采用实用堰可以减少开挖方量，多用于大中型工程。

在溢洪道上经常采用的实用堰型有WES型和驼峰堰，WES堰的流量系数较大，堰型较优，推荐优先采用。

驼峰堰的堰面是由几个半径不同的圆孤组成，施工简单，地基应力分布比较均匀，整体稳定性较好，适用于软弱地基条件，其流量系数要比宽顶堰大。

而值得一提的是，为寻找高水头溢洪道中低堰用的较理想体形，某些学者对机翼形堰进行了水工物理模型和数学模型的综合研究，结果表明机翼形堰是很适用于高水头溢洪道上以低堰状态工作的堰型，而以尽可能大的流量系数和尽可能小的负压绝对值作全面比较，机翼形堰还稍胜WES堰一筹。

并且具有堰型参数
少，便于设计施工；堰顶部分较平缓，易于布置闸门；下游堰面曲线有渐变的斜率，便于和各种纵坡槽底相切等优点。

笔者认为机翼堰也是一种值得推广应用的堰型。