第6章河岸溢洪道

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概述
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概述
• （4）虹吸式溢洪道 – 与坝体结合，利用虹吸作用，能在较小的水位 条件下，得到较大的泄流量，水流出虹吸管后 由泄槽泄下 – 管理方便，可自动泄水和停止泄水，能比较灵 敏的自动调节上游水位 – 结构复杂，管内检修不便，进口易堵塞，真空 度较大时，易引起空蚀，超泄能力小
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正槽式溢洪道
2、控制段
• （1）控制溢洪道的过流能力 • （2）设计原则 – 纵断面的最高点 – 平面上常设于坝轴线附近 – 工程量最少 • （3）设计要求 – 有足够泄水能力
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正槽式溢洪道
3、堰型选择
• （1）宽顶堰 – 1）结构简单，施工方便，流量系数低0.32-0.385 – 2）多用于泄洪量不大的中小型水库 • （2）实用堰 – 1）流量系数高0.47-0.49 – 2）工程量小，施工复杂 – 3）适用于大中型工程 • （3）驼峰堰 – 复合圆弧低堰，流量系数大，施工方便，适用于软弱地 基
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概述
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概述
2、按泄水方式分类 （1）开敞式溢洪道（堰流） • 超泄能力大，工作可靠，适应性强 （2）封闭式溢洪道（闸流） • 没有超泄能力，闸门承受水压力大，操作检修困 难 • 进口高程低，能预泄洪水 3、按设计标准分类 （1）正常溢洪道（设计洪水标准和校核洪水标准） （2）非正常溢洪道（可能最大洪水，加设自溃堤）
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正槽式溢洪道
7、泄槽平面布置
• （1）直线等宽对称布置—水流平顺，减少冲击波 • （2）转弯半径大于等于10倍直线段平均宽度 • （3）末端设扩散段—减小末端单宽流量，利消能防冲
8、泄槽纵断面布置
• （1）底坡大于临界底坡，最好一坡到底，底坡一般取1%5% • （2）陡坡变缓坡时，需用反弧连接，反弧半径取3-6倍边坡 断面水深，v大者取大值 • （3）缓坡变陡坡，应采用竖向射流抛物线连接
正槽式溢洪道
3、安全运行条件
• （1）修建于坚固岩石地基上，两岸山坡稳定 • （2）离土坝尽可能远，以免冲刷 • （3）为了管理方便，不宜离坝太远
二、组成
1、引水渠-溢洪道同水库的连接段 2、控制段-水库下泄洪水的口门，控制泄流 3、泄槽-将过堰洪水安全泄向下游 4、消能段-消散多余能量，使水流平缓进入尾水渠 5、尾水渠-解决泄流的归河问题
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正槽式溢洪道
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正槽式溢洪道
5、堰顶高程的确定（同重力坝）
• （1）不设闸门： ▽堰= ▽正常 • （2）设闸门： ▽堰= ▽ 设计-H设
6、泄槽
• （1）水力特征：底坡陡，急流 • （2）相关高速水流问题：冲击波、水流掺气、空蚀、脉动 压力 • （3）冲击波的波动范围可能延伸很远，使水流沿横剖面分 布不均匀，从而增加边墙高度，并给泄槽工作及出口消能带 来不利的影响。
第六章 河岸溢洪道
2课时
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来自百度文库 授课内容
１、河岸溢洪道的作用、类型和运用条件。 ２、正槽溢洪道组成、优缺点及适用条件。 ３、简介侧槽溢洪道。 ４、非常泄洪设施。
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教学要求
１、了解溢洪道的功用、类型。 ２、掌握正槽溢洪道组成、溢流堰的布置、泄 槽的水流特点及结构型式。 ３、了解侧槽溢洪道和非常泄洪设施。 重点：溢洪道的功用、类型。 难点：正槽溢洪道组成、溢流堰的布置、泄槽 的水流特点及结构型式。
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《溢洪道设计规范》（SL253-2000）
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紫坪铺
水电站位于四川成都西北岷江上游， 地处都江堰市麻溪乡，距都江堰市 约9公里。是一座以灌溉和供水为 主，结合发电、防洪、旅游等的大 型综合利用水利枢纽工程。
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三板溪电站
溢洪道为开敞式，布置在河床 左岸，主要由进水渠、堰首控 制段、泄槽和挑流鼻坎四个部 分组成，总长686m，堰首控制 段长47m，顶端高程456.00m。 溢洪道设3孔溢流表孔，最大 泄量13366m3/s，每孔安装宽 20m，高19m的弧形工作闸门， 1扇平面检修门。溢洪道第一 块混凝土浇筑开始于2004年2 月1日，总共历时27个月全部 浇筑完成。
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刘家峡
在甘肃省永靖县内,距离兰州市80公里的路程，位于宁 夏永靖县城西南 1 公里处，是第一个五年计划期间，中国 自己设计、自己施工、自己建造的大型水电工程，竣工于 1974 年，为黄河上游开发规划中的第 7 个梯阶电站，兼有 发电、防洪、灌溉、养殖、航运、旅游等多种功能。 岸溢洪道全长872.8m，首部设有胸墙式溢洪孔3孔，孔 口 宽 10m ， 高 8.5m ， 堰 顶 高 程 1715m ， 设 计 最 大 泄 流 量 3785m3/s。 其中，泄槽纵坡由 6 个坡段组成，变坡 5 次， 1969 年断 续过水总时数324h，最大流量2350m3/s，泄槽破坏比较严 重的有 3 处，都发生在陡坡变缓坡的位置，底板被掀起， 地基被冲刷，最深达13m
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正槽式溢洪道
• （4）折线型堰 – 1）平面上折线型，也称迷宫堰 • （5）体形设计要求 – 1）尽量增大流量系数 – 2）尽量不产生空穴水流或诱发危险振动负压 • （6）常用堰型 – 宽顶堰、实用堰
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正槽式溢洪道
4、实用堰
• • • • • • • （1）多采用非真空堰 （2）高堰：P1/Hd>1.33 （3）低堰：0.3≤P1/Hd≤1.33 （4）流量系数介于重力坝和宽顶堰之间 （5）定型水头：Hd=（0.65-0.85）Hmax （6）上游堰高：P1≥0.3Hd；下游堰高：P2≥0.6Hd （7）反弧半径：R=（3-6）h（校核洪水位闸门全开时反弧 最低点水深） • （8）当反弧下游为平直段或者消力池护坦时，R=（6-12） h；且v较大时宜对应选用较大值
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正槽式溢洪道
三、设计
1、引水渠
• （1）引水渠的作用就是将水库的水平顺的引至溢流前缘 • （2）设计原则：在合理开挖方量的前提条件下，尽量减小 水头损失，以增加溢洪道的泄流能力 • （3）设计要求 – 1）水头损失要小，引水渠段平且直，水流平顺均匀， 有足够大的断面尺寸，流速控制在不冲不淤之间 – 2）渠底可根据地形做成平底或具有小逆坡底，渠底高 程应高于堰顶高程 – 3）引水渠在平面布置上应力要平顺，避免断面突变和 水流急转
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侧槽溢洪道
四、设计
1、任务：保证泄洪安全，流态良好，施工方便 2、原则
• • • • （1）假定泄流量沿侧槽均匀增加 （2）槽底应有一定的坡度 （3）水流应处于缓流状态 （4）侧槽中的水面高程要保证溢流坝为自由出流
3、断面形式：侧槽多做成窄而深的梯形断面 4、底宽变率：底宽应沿程逐渐加宽 5、底坡：不宜设计为急流，一般0.01-0.05
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概述
• （3）竖井式溢洪道 – 在平面上，进口为一环形溢流堰，水流过后， 经竖井和隧洞泄出 – 当水位上升时，喇叭口溢流堰顶淹没后，堰流 转变为孔流 – 竖井式溢洪道的超泄能力较小 – 宣泄小流量时，井内水流连续性遭到破坏时， 水流很不稳定，易产生振动和空蚀 – 我国目前采用较少
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正槽式溢洪道
9、泄槽横剖面布置
• （1）岩基：矩形或接近矩形 • （2）土基或节理发育和破碎带岩基上：梯形1:1-1:2 • （3）末端设扩散段—减小末端单宽流量，利消能防冲
10、收缩段：以使引起的冲击波最下为设计标准 11、扩散段：保证水流扩散时不发生边墙脱离现象 12、弯曲段
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概述
三、溢洪道有哪些型式？
1、按结构形式分类 • （1）正槽式溢洪道 – 坝轴线与泄槽轴线接近正交，过堰水流流向与泄槽轴线 方向一致
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概述
• （2）侧槽式溢洪道 – 堰设在侧槽一侧，过堰水流转90度后经泄槽泄 下 – 适应于坝址处山头较高，岸坡陡峭时，无适合 地形布置正槽溢洪道，或开挖量过大 – 缺点是流态不如正槽溢洪道
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正槽式溢洪道
（3）设计注意 • 1）引水渠不得不转弯时，轴线弯曲半径R≥（4-6） B • 2）弯道至溢流堰应有d>（2-3）H • 3）设计流速宜采用v=3-5m/s • 4）引水渠长度尽量缩短 • 5）引水渠过水断面大于控制段过水断面 • 6）开挖和衬砌：基岩-接近矩形；土基-梯形，要 衬砌 • 7）溢流堰为实用堰时，渠底在溢流堰处低于堰顶 至少0.5Hd
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概述
一、为什么修建溢洪道？ 二、哪些地方修建溢洪道？ 三、溢洪道有哪些型式？
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概述
一、为什么修建溢洪道？
1、溢洪道功用—泄水、保护工程安全 2、溢洪道与拦水坝相结合使用
二、哪些地方修建溢洪道？
1、土石坝坝身不过水 2、重力坝坝身过水与坝后厂房有矛盾 3、薄拱坝或支墩坝，高水头大流量情况
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正槽式溢洪道
一、位置选择
1、地形条件 • （1）原地面高程与正常蓄水位高程相近，使工程 的开挖量小 • （2）有利于下泄洪水归入原河道 • （3）上游引渠短，以减小水头损失 2、地质条件 • （1）两岸山坡稳定 • （2）基岩良好，减少衬砌工程量
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• （1）使断面内流量分布均匀 • （2）消除或抑制这种冲击波
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侧槽溢洪道
一、布置
适用于水头较高，岸坡较陡，岩石坚固而泄量较小的情况， 一般不宜修建在土基上
二、组成
由溢流堰、侧槽、泄槽、出口消能组成，与正槽式不同的 只是侧槽
三、水力
侧向进水，纵向泄流，在坝长范围内，侧槽流量沿程递增。
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广东省水利水电科学研究院 http://www.gdsky.com.cn/cgzs/16aqjd/czjskdbaqj d.htm 搜索关键字：大坝安全鉴定
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糯扎渡电站
位于澜沧江下游普洱市思茅区和澜沧县交界处，是澜沧江下 游水电核心工程，也是实施云电外送的主要电源点。电站枢 纽为心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸引水发电系统等组成。 糯扎渡水库正常蓄水位812米，心墙堆石坝最大坝高261.5米， 居同类坝型世界第三。电站总投资约611亿元，年利用小时 数4088小时，年均发电量239.12亿千瓦时。