第七章_河岸溢洪道1
8岸边溢洪道
②若空穴中含有一定数量的空气，破灭时破坏力减弱；
③气泡的存在，对空穴溃灭时的破坏力有缓冲气垫作用。
⑷掺气减蚀的益处
既不必作不平整度处理，也不需采用抗空蚀护面，大大减少投资。
y
7.2.3d 第七章 §7.2 正槽溢洪道
㈣掺气减蚀
⑸掺气装置的组成
岸边溢洪道
三、泄槽
①掺气空间：低挑坎，跌坎或掺气槽等
㈠引水渠的作用
岸边溢洪道
一、引水渠
使水流平顺地由水库进入控制段(引水渠)。
㈡对引水渠的要求
⑴水流平顺、均匀 ⑵水头损失小，增加泄水能力 ⑶渠道不冲不淤 ⑷减少开挖工程量
㈢引水渠布置要求
⑴底坡：平底或不大的逆坡 ⑵底高：略低于堰顶 ⑶线形：力求平顺，避免突变，导墙成喇叭口 ⑷横断面：岩基近矩形、土基用梯形 ⑸渠面：不宜太粗糙
㈧折线形堰(迷宫堰)
岸边溢洪道
二、控制段
为获得较长的溢流前沿而将溢流堰做成折线形，堰体由若干个折曲组成。 对不设闸门的小型工程较为适用
j2
7.2.3a 第七章 §7.2 正槽溢洪道
㈠泄槽的水力特征
底坡陡，故为急流。
岸边溢洪道
三、泄槽
流速高，故会产生明渠中高速水流的问题：冲击波、水流掺气、空蚀、压力脉
①泄槽的横剖面形状与地质条件紧密相关
②岩基上多做成矩形或接近矩形,岩体整体性较差或土基上,可作成梯形
y
7.2.3c 第七章 §7.2 正槽溢洪道
㈢收缩段、扩散段和弯曲段设计
⑴设计的任务：
岸边溢洪道
三、泄槽
使冲击波的影响减到最小(在急流中，由于边墙改变方向，水流受到扰动，就会引起冲击波) 冲击波的危害： ①使水流沿横剖面分布不均匀，从而增加边墙高度；
岸边溢洪道设计[详细]
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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.。
河岸溢洪道介绍
（三）爆破引溃式非常溢洪道
二、破副坝泄洪
当水库没有开挖非常溢洪道的适宜条件， 而有适于破开的副坝时，可考虑破副坝的应急 措施，其启用条件与非常溢洪道相同。
这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直， 与过堰水流方向一致，过堰水流平顺稳定。
正槽溢洪道结构简单，施工方便，因而大中 小型工程广泛采用，特别是拦河坝为土石坝的水 库。
一、正槽式溢洪道的位置选择
溢洪道在水利枢纽中的位置选择，关系到工程的总 体布置，影响到工程的安全、工程量、投资、施工进度 和运用管理。其位置选择主要考虑以下因素：
第四节 井式溢洪道与虹吸式溢洪道
一、井式溢洪道
井式溢洪道通常由溢流喇叭口、渐变段、竖 井、弯段、泄水隧洞和出口消能段等部分组成。
二、虹吸式溢洪道
虹吸式溢洪道是一种封闭式溢洪道，封闭式 进口的前沿低于溢流堰顶。
第五节 非常溢洪设施
当校核洪水与设计洪水的泄流量相差较大时，应当考 虑设置非常泄洪设施。目前常用的非常泄洪设施有：非常 溢洪道和破副坝泄洪。
（二）控制段
控制段的主要作用是控制溢洪道的泄流能力， 它由溢流堰及其两侧的连接建筑组成，是控制溢 洪道泄流能力的关键部位。
1、溢流堰的形式 溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也用
驼峰堰。
2、闸门的布置与选型 溢流堰可设闸门，也可不设闸门。
3、堰顶高程和孔口尺寸的确定 其设计方法与溢流坝相同。
（三）泄槽
正槽溢洪道在溢流堰后多用泄水陡ห้องสมุดไป่ตู้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。
1、泄槽的平面布置 泄槽在平面上宜尽量成直线、等宽对称布置，
使水流平顺，避免产生冲击波等不良现象。
河海大学水工建筑物_河岸溢洪道
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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
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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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水工建筑物
正槽式溢洪道
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第一节 概 述
水工建筑物土石坝河岸溢洪道
水工建筑物土石坝河岸溢洪道河岸溢洪道自测题三、简答题1．河岸溢洪道如何进行位置的选择？2．溢流堰有几种形式？各有什么特点？3．泄槽的水力特征是什么？4．泄槽衬砌应满足什么要求？5．如何选择河岸溢洪道的消能方式？6．正槽溢洪道的水力计算内容包括哪些内容？7为什么要设置非常溢洪道？非常溢洪道有哪几种形式？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/Hd减小而升高；D、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）。
C、侧槽宜采用宽浅式三、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。
河岸溢洪道知识讲义
图6-7 溢洪道挑流坎布置图 单位：m
第三节 侧槽溢洪道
一、侧槽溢洪道的特点和布置 1、特点：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90°，经泄槽或泄水隧洞 流入下游。侧向进流，纵向泄流。 2、适用:坝址山头较高、岸坡较陡的情况，尤其 适于中小型水库中无闸门控制的溢洪道中。 3、组成：一般由控制段、泄槽、消能防冲设施和 尾水渠组成。
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
3．井式溢洪道
如图5—3所示，这种溢洪道由溢流喇叭口段、 竖井段和泄洪隧洞段组成。水流进入环形溢流堰 后，经竖井和泄水隧洞段流入下游。它适用于岸 坡陡峻、地质条件良好、地形条件适宜的情况。 它的缺点是水流条件复杂，超泄能力小，容易产 生气蚀和振动。在于程实践中，布置这种泄洪设 施往往与导流隧洞相结合，施丁期采用隧洞导流， 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，仅在某些山区渠道退水工程中应
对弯曲的泄槽，为使槽内流量分布均匀 和改善流态，可将渠底做成外侧高于内侧的 横向底坡，用重力来平衡离心力。
图6-6 弯道上的泄槽
5)收缩段与扩散段
收缩段的收缩角大小直接影响由于断面 收缩而产生的冲击波的大小。收缩角越小， 冲击波就越小，通常收缩角≤ 11.25º.扩散 段一般设在泄槽的末端有利于消能.在高速水 流的条件下,扩散角不宜过大以免水流于边墙 脱离.
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
第七章河岸溢洪道
岩基上泄槽的衬砌
大、中型工程，由于槽内流速较高，一般用混 凝土衬砌，厚度不小于0.3m。为防止产生温 度裂缝，在衬砌上应设置横缝和纵缝。
（a）平面图；（b）纵剖面图 1—水面线；பைடு நூலகம்—混凝土塞；3—排水管；4—闸门；5—泄水隧洞
二、侧槽布置
侧槽布置应满足：泄流能力沿侧槽均 匀 增 加 ； 由 于 过 堰 水 流 转 向 约 90° ， 大 部分能量消耗于侧槽内的水体旋滚，侧 槽中水流的流速完全取决于侧槽的水力 坡降，因此要保证一定的坡度；侧槽中 的水流应处于缓流状态，以使水流稳定； 侧槽中的水面高程要保证溢流堰为自由 出流，保证泄流能力和稳定流态。
侧槽溢洪道
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
其他型式的溢洪道
3、井式溢洪道
其组成主要有溢流喇叭口段、渐变段、 竖井、弯道段和水平泄洪洞段。
适用于岸坡陡峭、地质条件良好、又 有适宜的地形情况。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，易产 生振动和空蚀。
不同侧槽断面挖方量比较
注：虚线为窄深断面；实线为宽浅断面
槽底纵坡
侧槽应有适易的纵坡以满足泄水能力的 要求。由于槽中水流处于缓流状态，因而 侧槽的纵坡比较平缓，但如果槽底纵坡过 缓，将使侧槽上游段水面壅高过多而影响 过堰流量。但如果过陡，又会增加侧槽下 游段的开挖深度。初步拟定时可采用 0.01~0.05。具体数值可根据地形和泄量 大小选定。
河岸溢洪道河海大学
几何关系：
局部水流连续条件：
h1vnl= h2vn2
水跃基本方程：
第六章 河岸溢洪道
(1) (2) (3)
整体水流连续条件：
第六章 河岸溢洪道
b1h1v1=b3h3v3
计算步骤：
• 初选
， 由(2)(3)计算得
(4) 和；
• 由式(1)得
，进而得到 和 ；
• 将所求得的 当作 ， 当作 ，经过同样计算， 可得 和 ；
◆ 渐变段： 使水流平顺地与竖井连接 ，避免水流与井壁 脱离 。水流为自由跌流 ，压力为大气压。
◆ 竖井段： 起稳定水流作用 。该段流态为有压流 ， 水流 克服水头损失后 ，得到隧洞进口动能。
◆ 弯 段： 为防止有害负压的出现 ， 弯段常设通气孔， 通气孔面积可为竖井面积的（ 10— 15） ％ 。
第六章 河岸溢洪道
4 、收缩段 、扩散段 、弯曲段的设计
（ 1） 收缩段
a.水力现象： 产生冲击波 ，使水流断面分布不均、 局部水深加大。
b.设计内容及目的： 确定收缩角 、收缩段长度， 使冲击波的影响最小
c. 收缩角的确定： 冲击波的最大波高取决于收缩角的大小 ， 因此
泄槽的收缩段多采用直线收缩 ，而不是流线型的曲 线体型。
1.轻型支墩坝 ，早期的薄拱坝；
2.河谷过于狭窄 ， 厂房与坝身溢洪道布置产生矛盾时。
第六章 河岸溢洪道
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；
• 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；
07第七章引水建筑物qba
（二）渠道线路选择
（1）地形条件。
（2）地质条件。
（3）施工条件。
（4）管理要求。
（三）渠道的纵横断面设计
合理的渠道断面设计，一般应满足以下几方面具体要求： ①有足够的输水能力，以满足用户对用水水量的需要；②有 足够的水位，以满足自流灌溉的要求；③有适宜的渠道水流 流速，以满足渠道不冲、不淤或周期性冲淤平衡的要求；④ 有稳定的边坡，以保证渠道安全运用；⑤有合理的断面形式， 以减少渗漏等损失，提高水利用系数；⑥尽量满足综合利用 要求，做到一专多能；⑦尽量使工程量最少，以有效降低工 程总投资，发挥最大工程效益。
二、渡槽的型式及组成
1、渡槽的类型 按槽身断面形式分为U形槽、矩形槽、抛物
线形槽及圆管槽等。 按支承结构分为梁式渡槽、拱式渡槽、桁架
式渡槽、斜拉式渡槽、组合式渡槽等。
2、渡槽的组成 渡槽一般由进口段、出口段、槽身及支承结
构等部分组成。
三、渡槽的总体布置
（一）槽址选择 （1）应选择在地形、地质条件有利的地方。 （2）跨越河流的渡槽，槽址应稳定，水流顺直。 （3）便于泄水闸等建筑物的布置。 （4）施工、管理及应用方便。
第六节 倒虹吸管
一、倒虹吸管的特点和使用条件
倒虹吸管属于渠系交叉建筑物，是指设置在渠道与河 流、山沟、谷地、道路等相交叉处的压力管道。其特点是 两端与渠道相接，而中间向下弯曲。与渡槽相比，具有结 构简单、造价较低、施工方便等优点。但是，输水时水头 损失较大，运行管理不如渡槽方便。
5、排水
设置排水，可以降低作用在衬砌上的外水压力。
（三）出口段
有压隧洞出口，绝大多数设有工作闸门、启闭机室、 渐变段、消能设施等。
四、水工隧洞的衬砌计算
（一）荷载及其组合
河岸溢洪道介绍
河岸溢洪道介绍第一节概述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和溢洪道。
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。
基本概念：水库枢纽三大件由挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物组成。
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：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。
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、虹吸式四种。
开敞式溢洪道包括正槽式、侧槽式。
封闭式溢洪道包括井式、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，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.侧槽式溢洪道侧槽溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行，水流过堰后，在侧槽内转弯约90°，再经泄水槽泄入下游。
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：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。
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。
适用：岸坡陡峭、地质条件良好，又有适宜的地形的情况。
井式溢洪道图4.虹吸式溢洪道虹吸式溢洪道进口（遮檐）、由曲形虹吸管、具有自动加速发生虹吸作用和停止虹吸作的辅助设备、泄槽及下游消能设备组成，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。
郑大水工建筑物2考试总结
1、水闸地下轮廓线的布置原则是什么？砂性土地基和粘性土地基地下轮廓线的布置有何不同？防渗审计一般采用防渗与排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿腔等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力，在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔或减压井与下游连通，是地基渗水尽快排出。
对黏性土基，布置轮廓线时，排水设施可前移到闸底板下，以降低板下的渗透压力，并有利于粘性土加速固结，以提高闸室稳定，防渗常用水平铺盖而不用板桩。
对于砂性土地基，当砂层很厚时，采用铺盖与板桩相结合的型式，排水设施布置在护坦上，必要时，铺盖前端再加设一道短板桩，当砂层较薄时，下面有不透水层，将板桩插入不透水层。
2、水闸下游冲刷破坏的主要部位是哪些？如何进行处理？下游河床:设置消力池、消力坎、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，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制订合理的闸门启闭程序3、水闸有哪些工作特点?1稳定方向：水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。
2渗流方向：应妥善进行防渗设计3消能放冲方面：必须采取有效的消能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷4沉降方面：采取必须的地基处理等措施，以减小过大的地基沉降和不均匀沉降4、水闸的哪些部位需要分缝？缝的作用使什么？哪些缝内需要止水?水闸需要分缝的部位：凡相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方。
缝的作用：防止因不均匀沉陷和温度变化产生裂缝。
需设置止水的缝：凡具有防渗要求的缝内。
5、水闸下游海漫末端为什么要设置防冲槽？水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在还蛮末端仍有冲刷现象。
为保证安全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽或采取其他加固措施6、通常采用哪些措施来提高闸室抗滑稳定安全性？1增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗透压力。
《水工建筑物》复习思考题
第一篇《水工建筑物》复习思考题第一章绪论1．为什么要在江河上兴建水利工程?2．解释下列名词：①水利事业；②水利工程；③水利枢纽：④水工建筑物．3．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。
4．什么是水工建筑物的工作条件，工作条件应包括哪些内容?5．水工建筑物有哪些结构特点，有哪些工作特点?6．如何对水工建筑物分类?7．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?8．现阶段水利工程设计常采用哪些方法?9．《水工建筑物》课程有哪些特点?第二章岩基上的重力坝10．结合重力坝的工作条件，分析其优缺点和适用条件。
11．你认为有哪些途径和方法，可以改进实体重力坝存在的缺点。
12．重力坝设计必须包括哪些主要内容。
为什么?13．试分析直线形和拱形重力坝，混凝土和浆砌石重力坝，实体、宽缝和空腹重力坝的特点和适用条件。
14．水(包括静水、动水、渗流)对重力坝产生哪些直接和间接的荷载和作用?15．自重中应包括什么性质机械设备的重量?计算水压力时如何选取含砂水体的水容重?16．什么叫浮托力，渗透压力，扬压力和渗流力?为什么扬压力对重力坝的应力及稳定均不利?17．重力坝坝身和坝基渗流有什么特点?实体重力坝、空腹重力坝及宽缝重力坝渗流的边界条件各是什么?分别画出它们的扬压力图．18．选择渗透压力折减系数时应考虑哪些因素?19．画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置封闭帷幕、排水孔暮的布置图和抽排水设施。
画图表示扬压力图形和各折减系数值。
20．采用固结灌浆替代下游侧和两侧灌浆帷幕应注意哪些问题?21．如何根据坝基岩体特性选择坝基防渗和排水系统?各系统如何选择渗透压力折减系数?22．为什么采用主动土压力公式计算泥沙压力?设计时采用浮容重的原因是什么?浮容重小于9.8KN／m3时泥沙是否浮在水中?23．为什么在计算正常蓄水位或设计洪水位、校核洪水位的波浪要素时应采用不同的计算风速和吹程?说明产生驻波和h0(波浪中心线高出静水面高度)的原因。
溢洪道new
收缩段的收缩角大小直接 影响由于断面收缩而产生的冲 击波的大小。收缩角越小，冲 击波就越小，通常收缩角 q<11.25º.
15
扩散段
扩散段一般设在泄槽的末端有利 于消能.在高速水流的条件下,扩散 角不宜过大以免水流于边墙脱离
16
弯曲段：
渠底超高法—作用是使流量分布均匀并适当改善流态。 对弯曲的泄槽，为使槽内流量分布均匀和改善流态，可将
三、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。
1
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,
24
第三节 侧槽溢洪道
1、特点： 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90°，经泄槽或泄水 隧洞流入下游。侧向进流，纵向泄流。
2、适用： 坝址山头较高、岸坡较陡的情况，尤其适 于中小型水库中采用无闸门控制的溢洪道 中。
25
侧槽斜井溢洪道
26
侧槽溢洪道典型布置
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侧槽内的流态
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。
2
3
二、引水渠的设计
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。
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33
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非常溢洪道粘土斜墙砂砾石坝(上游面)
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。
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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第七章 河岸溢洪道
第二节 正槽溢洪道
一、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。
图7-1 正槽溢洪道布置图
二、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7-2 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。
形式：克-奥型、WES曲线型
*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。
B----堰顶长度
H----堰上水头
P-----堰高
图7-3 常用的控制堰
*实用堰的高度:
1、低堰(0.3<P/H d<1.33), m值先随H0/H d的加大而加大,然后随H0/H d的减小而减小,存在一个极值m;
2、高堰(P/H d>1.33), m为递增函数.
图7-4 WES堰m～H0/Hd,P/Hd的关系
3、泄槽段
工作特点：在溢流堰后用泄槽与消能段相接，为使槽内水流呈急流状态其纵坡常为大于临界坡度的陡坡，因此又称其为陡槽。
由于泄槽内水流流速较高，设计时必须考虑高速水流产生的冲击波、脉动和空蚀现象，在布置和构造上予以重视，一般应加高、加固泄水槽的边墙，以确保溢洪道的安全。
（1）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R 8 ～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7-5 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。
图7-6 泄槽的平面布置
(3)断面型式
在岩基上一般接近矩形断面，土基上用梯形较多，边坡不宜太缓以防止水流外溢和对流态不利，一般应做衬砌。
(4)弯曲段：渠底超高法—作用是使流量分布均匀并适当改善流态。
对弯曲的泄槽，为使槽内流量分布均匀和改善流态，可将渠底做成外侧高于内侧的横向底坡，用重力来平衡离心力。
图7-7 弯道上的泄槽
(5)收缩段与扩散段
收缩段的收缩角大小直接影响由于断面收缩而产生的冲击波的大小。
收缩角越小，冲击波就越小，通常收缩角 11.25º.
扩散段一般设在泄槽的末端有利于消能.在高速水流的条件下,扩散角不宜过大以免水流于边墙脱离.
4、消能设施
位于泄水槽出口处，作用是为了消除下泄水流具有破坏作用的动能，从而防止建筑物被水流冲刷，保证安全。
消能方式：底流消能和挑流消能。
5、尾水渠:当流经泄槽的急流经过消能后，不能直接进入原河道，需布置一段尾水渠，要求短、直、平顺，底坡尽量接近原河道的坡度，以使水流能平稳顺畅地归入原河道。
图7-8 扇形扩散挑坎单位：m
图7-9 溢洪道挑流坎布置图单位：m
图7-10 扩散消力池。