g岸边溢洪道.ppt

1、第七章第七章 岸边溢洪道岸边溢洪道 7.1 概述概述 7.2 正槽溢洪道正槽溢洪道 7.3 侧槽溢洪道侧槽溢洪道 7.4 其它泄洪设施其它泄洪设施本章学习要求本章学习要求学学习要求要求 掌握岸掌握岸边溢洪道的功用、溢洪道的功用、类型和运用条件；型和运用条件；能完成溢洪道的能完成溢洪道的设计工作。工作。掌握程度掌握程度（1 1）正槽溢洪道：）正槽溢洪道：）正槽溢洪道：）正槽溢洪道：重点掌握重点掌握其布置、泄槽其布置、泄槽设计和消能和消能型式；根据水流特点、地形地型式；根据水流特点、地形地质条件，条件，掌握掌握泄槽的平泄槽的平面布置、面布置、纵坡和坡和衬砌构造砌构造设计方法。方法。充分充分认识转弯

2、段、弯段、收收缩段、段、扩散段的水流散段的水流现象。象。（2 2）侧侧槽溢洪道：槽溢洪道：槽溢洪道：槽溢洪道：重点分析重点分析侧槽中的水流特点和适用槽中的水流特点和适用条件；条件；了解了解侧槽槽设计的原理。的原理。（3 3）非常溢洪）非常溢洪）非常溢洪）非常溢洪设设施：施：施：施：了解了解类型、概念。型、概念。7.1 7.1 概述概述 溢溢洪洪道道是是最最常常见见的的泄泄水水建建筑筑物物，其其主主要要作作用用是是泄泄洪洪保保坝坝，宣宣泄泄规规划划库库容容所所不不能能容容纳纳的的洪洪水水，防防止止洪洪水水漫漫溢溢坝坝顶顶，确保大坝安全。确保大坝安全。布布置置形形式式：溢溢洪洪道道可可以以与与坝坝

3、体体结结合合在在一一起起，也也可可在在坝坝体体以以外外单单独独布布置置。混混凝凝土土坝坝一一般般经经坝坝体体溢溢洪洪或或泄泄洪洪，而而土土坝坝、堆堆石石坝坝一一般般不不容容许许坝坝身身溢溢流流，或或当当河河谷谷狭狭窄窄而而泄泄洪洪量量大大，难难以以经经混混凝凝土土坝坝身身泄泄放放全全部部洪洪水水时时，则则需需在在坝坝体体以以外外的的岸岸边边或或天天然垭口处建造溢洪道（称为然垭口处建造溢洪道（称为岸边溢洪道岸边溢洪道）或开挖泄水隧洞。）或开挖泄水隧洞。本章重点：本章重点：岸边溢洪道岸边溢洪道。1、设计要求、设计要求过得去过得去指指控制段控制段能通过设计的泄流量。能通过设计的泄流量。泄得下泄得下指

4、指泄槽泄槽的设计要满足泄流要求。的设计要满足泄流要求。冲不垮冲不垮指指泄槽泄槽和和下游消能工下游消能工在高速水流作用下在高速水流作用下不发生破坏。不发生破坏。2、优点、优点超泄能力大（表孔）：超泄能力大（表孔）：。闸门总作用力闸门总作用力P小，操作检修方便，安全可靠。小，操作检修方便，安全可靠。一、溢洪道的设计要求及优点一、溢洪道的设计要求及优点二、研究与建设进展二、研究与建设进展近年来国内外在高水头、大流量泄洪消能方面进展很快：近年来国内外在高水头、大流量泄洪消能方面进展很快：近年来国内外在高水头、大流量泄洪消能方面进展很快：近年来国内外在高水头、大流量泄洪消能方面进展很快：过堰单宽流量过堰

5、单宽流量不断提高，达不断提高，达200300m3/(sm)以上。以上。对空化空蚀的研究不断深入，对空化空蚀的研究不断深入，掺气减蚀设施掺气减蚀设施的利用不断增多。的利用不断增多。消消能能发发展展很很快快。挑挑流流消消能能的的鼻鼻坎坎型型式式多多样样，其其中中窄窄缝缝式式挑挑坎坎在在工工程程中中采采用用较较多多，如如西西班班牙牙阿阿尔尔门门得得拉拉拱拱坝坝（高高202m），其其左左岸岸溢溢洪洪道道采采用用窄窄缝缝挑挑坎坎，泄泄流流量量3000m3/s，出出口口单单宽宽流流量量达达600m3/(sm)。底底流流消消能能多多用用于于中中低低水水头头泄泄水水建建筑筑物物，但但近近年年来来在高水头、大单

6、宽流量泄水建筑物中也得以采用。在高水头、大单宽流量泄水建筑物中也得以采用。溢溢洪洪道道急急流流控控制制理理论论有有了了较较大大发发展展，设设计计出出了了高高速速水水流流控控制制的的最优结构型式和尺寸。最优结构型式和尺寸。二、溢洪道的类型二、溢洪道的类型（一）按泄洪标准和运用情况分类（一）按泄洪标准和运用情况分类 1.正常溢洪道（包括主、副溢洪道）正常溢洪道（包括主、副溢洪道）2.非常溢洪道非常溢洪道 v高关水库高关水库位于位于湖北省京山县湖北省京山县大富水河上游，是以灌溉为主，兼有防洪、大富水河上游，是以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖、旅游等综合效益的发电、养殖、旅游等综合效益的大（大（2）型

7、多年调节水库）型多年调节水库，水库控制流域面积，水库控制流域面积303平方公里，平方公里，总库容总库容2.124亿立方米亿立方米。枢纽工程由大坝、副坝三座、枢纽工程由大坝、副坝三座、正常溢洪正常溢洪道、非常溢洪道道、非常溢洪道、输水隧洞、电站组成。大坝为粘土心墙代料砼护坡坝，全长、输水隧洞、电站组成。大坝为粘土心墙代料砼护坡坝，全长1220米，副坝三座总长米，副坝三座总长887米。米。正常溢洪道为开敞式有闸控制，最大泄洪流量正常溢洪道为开敞式有闸控制，最大泄洪流量964立方米立方米/秒。非常溢洪道为河岸开敞式，最大泄流量秒。非常溢洪道为河岸开敞式，最大泄流量1022立方米立方米/秒。秒。输水隧

8、输水隧洞为内径洞为内径3米的圆形有压隧洞，设计输水流量米的圆形有压隧洞，设计输水流量30立方米立方米/秒，水电站装机为秒，水电站装机为1960千瓦千瓦,年均发电量年均发电量250万度。万度。正常溢洪道正常溢洪道非常溢洪道非常溢洪道1 1）正槽溢洪道）正槽溢洪道）正槽溢洪道）正槽溢洪道特特点点：堰堰轴轴线线与与泄泄槽槽轴轴线线接接近近正正交交，过过堰堰水水流流流流向向与与泄泄槽槽轴轴线线方方向向一一致致。组组成成：通通常常由由引引水水渠渠、控控制制段段、泄泄槽槽、出出口口消消能能段段、尾尾水水渠渠等等部部分分组组成，成，图图71。（二）按结构型式分类（二）按结构型式分类正槽溢洪道布置正槽溢洪道布

9、置2 2）侧槽溢洪道侧槽溢洪道侧槽溢洪道侧槽溢洪道堰堰设设在在侧侧槽槽的的一一侧侧，过过堰堰水水流流转转90o后后经经泄泄槽槽泄泄下下。适适用用于于坝坝址址处处山山头头较较高高、岸岸坡坡陡陡峭峭时时，无无合合适适地地形形布布置置正正槽槽溢溢洪洪道或开挖量过大的情况。道或开挖量过大的情况。缺点缺点是流态不如正槽溢洪道。是流态不如正槽溢洪道。33）井式溢洪道）井式溢洪道）井式溢洪道）井式溢洪道在在平平面面上上进进口口为为一一环环形形溢溢流流堰堰，水水流流过过堰堰后后，经经竖井和隧洞泄出竖井和隧洞泄出，图图7-30。当当水水位位上上升升，喇喇叭叭口口溢溢流流堰堰顶顶淹淹没没后后，堰堰流流即即转转变变

10、为为孔孔流，所以井式溢洪道的流，所以井式溢洪道的超泄能力较小超泄能力较小。当当宣宣泄泄小小流流量量，井井内内的的水水流流连连续续性性遭遭到到破破坏坏时时，水水流流很很不稳定，不稳定，容易产生振动和空蚀容易产生振动和空蚀。我国已很少采用。我国已很少采用。v为防止常规竖井式溢为防止常规竖井式溢洪道的过流表面空蚀洪道的过流表面空蚀破坏和在泄水道内消破坏和在泄水道内消除余能，也可选用除余能，也可选用漩漩涡式竖井溢洪道涡式竖井溢洪道。4）虹吸式溢洪道）虹吸式溢洪道利利用用大大气气压压产产生生的的虹虹吸吸作作用用，能能在在较较小小堰堰顶顶水水头头下下得到较大泄流量，水流出虹吸管后由泄槽泄下得到较大泄流量，

11、水流出虹吸管后由泄槽泄下。优优点点：管管理理方方便便，可可自自动动开开始始泄泄水水或或停停止止泄泄水水，能能比比较较灵灵敏地敏地自动自动调节上游水位。调节上游水位。缺缺点点：结结构构复复杂杂；管管内内检检修修不不便便；进进口口易易堵堵塞塞；真空度较大时，易引起空蚀；真空度较大时，易引起空蚀；超泄能力较小。超泄能力较小。v遮檐：遮檐：位于溢洪道进口前端的位于溢洪道进口前端的正常蓄水位以下正常蓄水位以下。v溢流堰：溢流堰：堰顶与正常蓄水位堰顶与正常蓄水位在同一高程在同一高程。v通气孔：通气孔：在遮檐上或在虹吸管间的分水墙上，在遮檐上或在虹吸管间的分水墙上，高于正常蓄水位处高于正常蓄水位处设置通气孔

12、入口，设置通气孔入口，通气孔与堰顶部位的虹吸管（喉道）相连通。通气孔与堰顶部位的虹吸管（喉道）相连通。通气孔断面面积通气孔断面面积约为虹吸管顶部横断面面积的约为虹吸管顶部横断面面积的210。v工作原理：工作原理：（1）当上游水位超过溢流堰顶后当上游水位超过溢流堰顶后，即便是小流量，即便是小流量，通过挑流坎作用自动形成水帘，封闭虹吸管的上部并将其中的空通过挑流坎作用自动形成水帘，封闭虹吸管的上部并将其中的空气带走，管内很快减压使虹吸作用自动发生。气带走，管内很快减压使虹吸作用自动发生。（2）当上游水位当上游水位下降到通气孔入口后下降到通气孔入口后，空气由通气孔进入喉道，虹吸作用被破坏，空气由通气

13、孔进入喉道，虹吸作用被破坏，泄流自动停止。泄流自动停止。v设计要求：设计要求：虹吸管喉道的虹吸管喉道的真空值不允许超过真空值不允许超过7.58m水柱水柱，否则，否则可能破坏水流的连续性。在没有形成虹吸作用前，虹吸管泄流量可能破坏水流的连续性。在没有形成虹吸作用前，虹吸管泄流量按按堰流堰流计算，虹吸作用形成后应按计算，虹吸作用形成后应按管流管流计算。计算。7.2 7.2 正槽溢洪道正槽溢洪道正槽溢洪道主要由以下五部分组成正槽溢洪道主要由以下五部分组成（图（图71）：引水渠引水渠溢洪道同水库的连接段。溢洪道同水库的连接段。控制段控制段下泄洪水的口门，控制泄流能力。下泄洪水的口门，控制泄流能力。泄泄

14、槽槽将过堰水流安全泄向下游。将过堰水流安全泄向下游。消能段消能段消散多余能量，使水流平缓进入消散多余能量，使水流平缓进入尾水渠或直接注入下游河道。尾水渠或直接注入下游河道。尾水渠尾水渠解决泄流回归河道的问题。解决泄流回归河道的问题。一、引水渠一、引水渠（图（图72）当当受受地地形形地地质质条条件件限限制制，溢溢流流堰堰不不能能紧紧靠靠库库岸岸时时，需需开开挖挖引引水渠水渠，将库水平顺地引向溢流堰。，将库水平顺地引向溢流堰。当当溢流堰紧靠库岸或坝肩时，则只需设喇叭口溢流堰紧靠库岸或坝肩时，则只需设喇叭口。溢溢洪洪道道布布置置时时，应应尽尽量量不不设设引引水水渠渠。当当必必须须设设引引水水渠渠时时

15、，要要求引水渠水流平顺求引水渠水流平顺,水头损失小水头损失小,增加泄水能力增加泄水能力,减少工程量减少工程量。图图图图7 72 2 溢洪道引水渠的型式溢洪道引水渠的型式溢洪道引水渠的型式溢洪道引水渠的型式1 1喇叭口；喇叭口；喇叭口；喇叭口；2 2土坝；土坝；土坝；土坝；3 3引水渠引水渠引水渠引水渠引水渠设计注意事项：引水渠设计注意事项：1、应尽量短、直、应尽量短、直：以确保水流平顺，防止旋涡和横向水流。：以确保水流平顺，防止旋涡和横向水流。当必须转弯时，当必须转弯时，R(46)B；弯道至堰应有；弯道至堰应有23倍堰上水头倍堰上水头长度的直线段，以便调整水流，使其均匀平顺入堰。长度的直线段，

16、以便调整水流，使其均匀平顺入堰。2、v、i 引引水水渠渠的的流流速速v应应大大于于悬悬移移质质不不淤淤流流速速，小小于于不不冲冲流流速速，一一般般v=35m/s。引水渠底坡引水渠底坡可做成平坡或逆坡，不设正坡。可做成平坡或逆坡，不设正坡。3、过水断面：、过水断面：一定要大于控制段的过水断面一定要大于控制段的过水断面。4、开挖和衬砌、开挖和衬砌岩岩基基：横横断断面面接接近近矩矩形形。新新鲜鲜岩岩石石开开挖挖边边坡坡1:0.11:0.3，风风化化岩岩1:0.51:1.0。可以不衬砌。可以不衬砌。土土基基：梯梯形形横横断断面面。根根据据土土坡坡稳稳定定要要求求确确定定边边坡坡，一一般般1:1.51:2.5。须须衬砌，衬砌厚度一般衬砌，衬砌厚度一般0.3m；砼板或浆砌石防渗护面。；砼板或浆砌石防渗护面。二二.控制段控制段控制段包括：控制段包括：溢流堰及其两侧连接建筑物。溢流堰及其两侧连接建筑物。作用：作用：控制溢洪道的过水能力，为此控制溢洪道的过水能力，为此须合理选择堰型和尺寸须合理选择堰型和尺寸。控制段控制段(挡水部位的挡水部位的)顶部高程：顶部高程：宣泄校核洪水时不应低于校核宣泄校核洪水时