第6章河岸溢洪道

1、2022-5-3 15:30第六章第六章 河岸溢洪道河岸溢洪道2課時課時2022-5-3 15:30授課內容授課內容、河岸溢洪道的作用、類型和運用條件。、河岸溢洪道的作用、類型和運用條件。、正槽溢洪道組成、優(yōu)缺點及適用條件。、正槽溢洪道組成、優(yōu)缺點及適用條件。、簡介側槽溢洪道。、簡介側槽溢洪道。、非常泄洪設施。、非常泄洪設施。2022-5-3 15:30教學要求教學要求、了解溢洪道的功用、類型。、了解溢洪道的功用、類型。 、掌握正槽溢洪道組成、溢流堰的布置、泄、掌握正槽溢洪道組成、溢流堰的布置、泄槽的水流特點及結構型式。槽的水流特點及結構型式。、了解側槽溢洪道和非常泄洪設施。、了解側槽溢洪道和

2、非常泄洪設施。重點：溢洪道的功用、類型。重點：溢洪道的功用、類型。難點：正槽溢洪道組成、溢流堰的布置、泄槽難點：正槽溢洪道組成、溢流堰的布置、泄槽的水流特點及結構型式。的水流特點及結構型式。2022-5-3 15:30概述概述2022-5-3 15:30概述概述1、溢洪道功用、溢洪道功用泄水、保護工程安全泄水、保護工程安全2、溢洪道與攔水壩相結合使用、溢洪道與攔水壩相結合使用1、土石壩壩身不過水、土石壩壩身不過水2、重力壩壩身過水與壩后廠房有矛盾、重力壩壩身過水與壩后廠房有矛盾3、薄拱壩或支墩壩，高水頭大流量情況、薄拱壩或支墩壩，高水頭大流量情況2022-5-3 15:30概述概述2022-5

3、-3 15:30概述概述2022-5-3 15:302022-5-3 15:30概述概述 （3）豎井式溢洪道）豎井式溢洪道在平面上，進口為一環(huán)形溢流堰，水流過后，在平面上，進口為一環(huán)形溢流堰，水流過后，經(jīng)豎井和隧洞泄出經(jīng)豎井和隧洞泄出當水位上升時，喇叭口溢流堰頂淹沒后，堰流當水位上升時，喇叭口溢流堰頂淹沒后，堰流轉變?yōu)榭琢鬓D變?yōu)榭琢髫Q井式溢洪道的超泄能力較小豎井式溢洪道的超泄能力較小宣泄小流量時，井內水流連續(xù)性遭到破壞時，宣泄小流量時，井內水流連續(xù)性遭到破壞時，水流很不穩(wěn)定，易產生振動和空蝕水流很不穩(wěn)定，易產生振動和空蝕我國目前采用較少我國目前采用較少2022-5-3 15:30概述概述202

4、2-5-3 15:302022-5-3 15:302022-5-3 15:302022-5-3 15:302022-5-3 15:30概述概述 （4）虹吸式溢洪道）虹吸式溢洪道與壩體結合，利用虹吸作用，能在較小的水位與壩體結合，利用虹吸作用，能在較小的水位條件下，得到較大的泄流量，水流出虹吸管后條件下，得到較大的泄流量，水流出虹吸管后由泄槽泄下由泄槽泄下管理方便，可自動泄水和停止泄水，能比較靈管理方便，可自動泄水和停止泄水，能比較靈敏的自動調節(jié)上游水位敏的自動調節(jié)上游水位結構復雜，管內檢修不便，進口易堵塞，真空結構復雜，管內檢修不便，進口易堵塞，真空度較大時，易引起空蝕，超泄能力小度較大時，易

5、引起空蝕，超泄能力小2022-5-3 15:30概述概述2022-5-3 15:30概述概述 2、按泄水方式分類、按泄水方式分類（1）開敞式溢洪道（堰流）開敞式溢洪道（堰流） 超泄能力大，工作可靠，適應性強超泄能力大，工作可靠，適應性強（2）封閉式溢洪道（閘流）封閉式溢洪道（閘流） 沒有超泄能力，閘門承受水壓力大，操作檢修困沒有超泄能力，閘門承受水壓力大，操作檢修困難難 進口高程低，能預泄洪水進口高程低，能預泄洪水 3、按設計標準分類、按設計標準分類（1）正常溢洪道（設計洪水標準和校核洪水標準）正常溢洪道（設計洪水標準和校核洪水標準）（2）非正常溢洪道（可能最大洪水，加設自潰堤）非正常溢洪道（

6、可能最大洪水，加設自潰堤）2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道2022-5-3 15:302022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道三、設計三、設計1、引水渠、引水渠 （1）引水渠的作用就是將水庫的水平順的引至溢流前緣）引水渠的作用就是將水庫的水平順的引至溢流前緣 （2）設計原則：）設計原則：在合理開挖方量的前提條件下，盡量減小在合理開挖方量的前提條件下，盡量減小水頭損失，以增加溢洪道的泄流能力水頭損失，以增加溢洪道的泄流能力 （3）設計要求）設計要求 1）水頭損失要小，引水渠段平且直，水流平順均勻，）水頭損失要小，

7、引水渠段平且直，水流平順均勻，有足夠大的斷面尺寸，流速控制在不沖不淤之間有足夠大的斷面尺寸，流速控制在不沖不淤之間 2）渠底可根據(jù)地形做成平底或具有小逆坡底，渠底高）渠底可根據(jù)地形做成平底或具有小逆坡底，渠底高程應高于堰頂高程程應高于堰頂高程 3）引水渠在平面布置上應力要平順，避免斷面突變和）引水渠在平面布置上應力要平順，避免斷面突變和水流急轉水流急轉2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道（3）設計注意）設計注意 1）引水渠不得不轉彎時，軸線彎曲半徑）引水渠不得不轉彎時，軸線彎曲半徑R（4-6）B 2）彎道至溢流堰應有）彎道至溢流堰應有d（2-3）H 3）設計流速宜采用）設計流速

8、宜采用v=3-5m/s 4）引水渠長度盡量縮短）引水渠長度盡量縮短 5）引水渠過水斷面大于控制段過水斷面）引水渠過水斷面大于控制段過水斷面 6）開挖和襯砌：基巖）開挖和襯砌：基巖-接近矩形；土基接近矩形；土基-梯形，要梯形，要襯砌襯砌 7）溢流堰為實用堰時，渠底在溢流堰處低于堰頂）溢流堰為實用堰時，渠底在溢流堰處低于堰頂至少至少0.5Hd2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道2、控制段、控制段 （1）控制溢洪道的過流能力）控制溢洪道的過流能力 （2）設計原則）設計原則縱斷面的最高點縱斷面的最高點平面上常設于壩軸線附近平面上常設于壩軸線附近工程量最少工程量最少 （3）設計要求）設計

9、要求有足夠泄水能力有足夠泄水能力2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道3、堰型選擇、堰型選擇 （1）寬頂堰）寬頂堰 1）結構簡單，施工方便，流量系數(shù)低）結構簡單，施工方便，流量系數(shù)低0.32-0.385 2）多用于泄洪量不大的中小型水庫）多用于泄洪量不大的中小型水庫 （2）實用堰）實用堰 1）流量系數(shù)高）流量系數(shù)高0.47-0.49 2）工程量小，施工復雜）工程量小，施工復雜 3）適用于大中型工程）適用于大中型工程 （3）駝峰堰）駝峰堰 復合圓弧低堰，流量系數(shù)大，施工方便，適用于軟弱地復合圓弧低堰，流量系數(shù)大，施工方便，適用于軟弱地基基2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽

10、式溢洪道 （4）折線型堰）折線型堰1）平面上折線型，也稱迷宮堰）平面上折線型，也稱迷宮堰 （5）體形設計要求）體形設計要求1）盡量增大流量系數(shù)）盡量增大流量系數(shù)2）盡量不產生空穴水流或誘發(fā)危險振動負壓）盡量不產生空穴水流或誘發(fā)危險振動負壓 （6）常用堰型）常用堰型寬頂堰、實用堰寬頂堰、實用堰2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道4、實用堰、實用堰 （1）多采用非真空堰）多采用非真空堰 （2）高堰：）高堰：P1/Hd1.33 （3）低堰：）低堰：0.3P1/Hd1.33 （4）流量系數(shù)介于重力壩和寬頂堰之間）流量系數(shù)介于重力壩和寬頂堰之間 （5）定型水頭：）定型水頭：Hd=（0.6

11、5-0.85）Hmax （6）上游堰高：）上游堰高：P10.3Hd；下游堰高下游堰高：P20.6Hd （7）反弧半徑：）反弧半徑：R=（3-6）h（校核洪水位閘門全開時反弧（校核洪水位閘門全開時反弧最低點水深）最低點水深） （8）當反弧下游為平直段或者消力池護坦時，）當反弧下游為平直段或者消力池護坦時，R=（6-12）h；且；且v較大時宜對應選用較大值較大時宜對應選用較大值2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道5、堰頂高程的確定（同重力壩）、堰頂高程的確定（同重力壩） （1）不設閘門：）不設閘門： 堰堰= 正常正常 （2）設閘門

12、：）設閘門： 堰堰= 設計設計-H設設6、泄槽、泄槽 （1）水力特征：底坡陡，急流）水力特征：底坡陡，急流 （2）相關高速水流問題：沖擊波、水流摻氣、空蝕、脈動）相關高速水流問題：沖擊波、水流摻氣、空蝕、脈動壓力壓力 （3）沖擊波的波動范圍可能延伸很遠，使水流沿橫剖面分）沖擊波的波動范圍可能延伸很遠，使水流沿橫剖面分布不均勻，從而增加邊墻高度，并給泄槽工作及出口消能帶布不均勻，從而增加邊墻高度，并給泄槽工作及出口消能帶來不利的影響。來不利的影響。2022-5-3 15:30正槽式溢洪道正槽式溢洪道7、泄槽平面布置、泄槽平面布置 （1）直線等寬對稱布置）直線等寬對稱布置水流平順，減少沖擊波水流平

13、順，減少沖擊波 （2）轉彎半徑大于等于）轉彎半徑大于等于10倍直線段平均寬度倍直線段平均寬度 （3）末端設擴散段）末端設擴散段減小末端單寬流量，利消能防沖減小末端單寬流量，利消能防沖8、泄槽縱斷面布置、泄槽縱斷面布置 （1）底坡大于臨界底坡，最好一坡到底，底坡一般?。┑灼麓笥谂R界底坡，最好一坡到底，底坡一般取1%-5% （2）陡坡變緩坡時，需用反弧連接，反弧半徑?。┒钙伦兙徠聲r，需用反弧連接，反弧半徑取3-6倍邊坡倍邊坡斷面水深，斷面水深，v大者取大值大者取大值 （3）緩坡變陡坡，應采用豎向射流拋物線連接）緩坡變陡坡，應采用豎向射流拋物線連接2022-5-3 15:30在甘肅省永靖縣內在甘肅省

14、永靖縣內, ,距離蘭州市距離蘭州市8080公里的路程，位于寧公里的路程，位于寧夏永靖縣城西南夏永靖縣城西南1 1公里處，是第一個五年計劃期間，中國公里處，是第一個五年計劃期間，中國自己設計、自己施工、自己建造的大型水電工程，竣工于自己設計、自己施工、自己建造的大型水電工程，竣工于19741974年，為黃河上游開發(fā)規(guī)劃中的第年，為黃河上游開發(fā)規(guī)劃中的第7 7個梯階電站，兼有個梯階電站，兼有發(fā)電、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運、旅游等多種功能。發(fā)電、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運、旅游等多種功能。岸溢洪道全長岸溢洪道全長872.8m872.8m，首部設有胸墻式溢洪孔，首部設有胸墻式溢洪孔3 3孔，孔孔，孔口寬口寬

15、10m10m，高，高8.5m8.5m，堰頂高程，堰頂高程1715m1715m，設計最大泄流量，設計最大泄流量3785m3785m3 3/s/s。其中，泄槽縱坡由其中，泄槽縱坡由6 6個坡段組成，變坡個坡段組成，變坡5 5次，次，19691969年斷年斷續(xù)過水總時數(shù)續(xù)過水總時數(shù)324h324h，最大流量，最大流量2350m2350m3 3/s/s，泄槽破壞比較嚴，泄槽破壞比較嚴重的有重的有3 3處，都發(fā)生在陡坡變緩坡的位置，底板被掀起，處，都發(fā)生在陡坡變緩坡的位置，底板被掀起，地基被沖刷，最深達地基被沖刷，最深達13m13m 2022-5-3 15:302022-5-3 15:30正槽式溢洪道正

16、槽式溢洪道9、泄槽橫剖面布置、泄槽橫剖面布置 （1）巖基：矩形或接近矩形）巖基：矩形或接近矩形 （2）土基或節(jié)理發(fā)育和破碎帶巖基上：梯形）土基或節(jié)理發(fā)育和破碎帶巖基上：梯形1:1-1:2 （3）末端設擴散段）末端設擴散段減小末端單寬流量，利消能防沖減小末端單寬流量，利消能防沖10、收縮段：、收縮段：以使引起的沖擊波最下為設計標準以使引起的沖擊波最下為設計標準11、擴散段：、擴散段：保證水流擴散時不發(fā)生邊墻脫離現(xiàn)象保證水流擴散時不發(fā)生邊墻脫離現(xiàn)象12、彎曲段、彎曲段 （1）使斷面內流量分布均勻）使斷面內流量分布均勻 （2）消除或抑制這種沖擊波）消除或抑制這種沖擊波2022-5-3 15:30側槽

17、溢洪道側槽溢洪道一、布置一、布置 適用于水頭較高，岸坡較陡，巖石堅固而泄量較小的情況，適用于水頭較高，岸坡較陡，巖石堅固而泄量較小的情況，一般不宜修建在土基上一般不宜修建在土基上二、組成二、組成 由溢流堰、側槽、泄槽、出口消能組成，與正槽式不同的由溢流堰、側槽、泄槽、出口消能組成，與正槽式不同的只是側槽只是側槽三、水力三、水力 側向進水，縱向泄流，在壩長范圍內，側槽流量沿程遞增。側向進水，縱向泄流，在壩長范圍內，側槽流量沿程遞增。2022-5-3 15:30側槽溢洪道側槽溢洪道四、設計四、設計 1、任務：保證泄洪安全，流態(tài)良好，施工方便、任務：保證泄洪安全，流態(tài)良好，施工方便 2、原則、原則

18、（1）假定泄流量沿側槽均勻增加）假定泄流量沿側槽均勻增加 （2）槽底應有一定的坡度）槽底應有一定的坡度 （3）水流應處于緩流狀態(tài)）水流應處于緩流狀態(tài) （4）側槽中的水面高程要保證溢流壩為自由出流）側槽中的水面高程要保證溢流壩為自由出流 3、斷面形式：側槽多做成窄而深的梯形斷面、斷面形式：側槽多做成窄而深的梯形斷面 4、底寬變率：底寬應沿程逐漸加寬、底寬變率：底寬應沿程逐漸加寬 5、底坡：不宜設計為急流，一般、底坡：不宜設計為急流，一般0.01-0.052022-5-3 15:30溢洪道設計規(guī)范溢洪道設計規(guī)范（SL253-2000）2022-5-3 15:30水電站位于四川成都西北岷江上游，水電

19、站位于四川成都西北岷江上游，地處都江堰市麻溪鄉(xiāng)，距都江堰市地處都江堰市麻溪鄉(xiāng)，距都江堰市約約9 9公里。是一座以灌溉和供水為公里。是一座以灌溉和供水為主，結合發(fā)電、防洪、旅游等的大主，結合發(fā)電、防洪、旅游等的大型綜合利用水利樞紐工程。型綜合利用水利樞紐工程。2022-5-3 15:302022-5-3 15:30溢洪道為開敞式，布置在河床溢洪道為開敞式，布置在河床左岸，主要由進水渠、堰首控左岸，主要由進水渠、堰首控制段、泄槽和挑流鼻坎四個部制段、泄槽和挑流鼻坎四個部分組成，總長分組成，總長686m686m，堰首控制，堰首控制段長段長47m47m，頂端高程，頂端高程456.00m456.00m。溢洪道設溢洪道設3 3孔溢流表