6 河岸溢洪道.doc

第六章河岸溢洪道
第一节概述 1
第二节河岸溢洪道 3
第三节侧槽溢洪道 16
第四节非常溢洪道 18
第五节溢洪道的运用管理 19
第一节概述
水库枢纽三大件:
挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物。
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。
河岸溢洪道的类型
类型:
开敞式溢洪道:正槽式、侧槽式。
正常溢洪道:
封闭式溢洪道: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
水流过溢流堰后,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

水流过堰后,转向约90°,进入泄水槽。
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

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。
井式溢洪道图

原理:溢洪道由曲管组成,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。
特点:结构复杂,不便检修,易空蚀,超泄水能力小。用于中小型工程。
虹吸式溢洪道图
河床式溢洪道的位置选择
安全方面
修建在坚固的岩石地基上,必须修在挖方上,两侧山体必须保证稳定,水流进出口不宜离大坝太近。
经济方面
选择高程合适的马鞍形山口,开挖方量少,出水归河,冲毁农田要少。

为管理运用方便,不宜离大坝太远,施工中要考虑出渣线路、堆渣场地,最好开挖的土石料能用在修坝中。要考虑爆破的影响。
第二节河岸溢洪道
正槽式溢洪道的组成
组成部分:进水渠、控制段、泄水槽、消能设施、出水渠。

往往溢流堰不能紧靠水库,需修建进水渠将水库中的水平顺引至堰前。
要求:应将水平顺引至堰前,在引水过程中,尽量减小水头损失,即在合理的开挖条件下,减小水流流速。
平面布置
长度尽量短,轴线尽量平直,最好为直轴线,如需转弯,R>5B(渠底宽),且堰前有足够长的直线段,保证正向进水。堰前进口为喇叭形。
横断面
应足够大,以减小流速,减小水头损失,一般流速为1~2m/s。
断面形状为梯形,应注意边坡稳定。做好衬砌,减小糙率。
纵断面
底坡采用逆坡或平坡,渠底高程要低于堰顶高程。
二、控制段
溢洪道的控制段包括:溢流堰及两侧连接建筑物。是控制溢洪道泄流能力的关键部位。
(一)溢流堰的形式
溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰,有时也是用驼峰堰、折线形堰。溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,在泄
流时不产生空穴水流或诱发振动的负压等。
宽顶堰宽顶堰的特点是结构简单,施工方便,但流量系数较低。由于宽顶堰荷载小,对承载力较差的土基适应能力较强,因此,在泄量不大或附近地形较平缓的中、小型工程中应用较广,如图所示。
实用堰实用堰与宽顶堰相比较,实用堰的流量系数比较大,在泄量相同的条件下需要的溢流前缘较短,工程量相对较小,但施工较复杂。大、中型水库,特别是岸坡较陡时,多采用这种型式,如图所示。
泄流能力:溢洪道中的实用堰一般都比较低矮,其流量系数介于溢流重力坝和宽顶堰之间。实用堰的泄流能力与其上下游堰高、定型设计水头、堰面曲线型式等因素有关。
剖面形式:WES标准剖面堰、克—奥型剖面堰。
定型设计水头Hd。低堰泄流时由于下游堰面水深比较大,堰面一般不会出现过大的负压,不致发生破坏性的空蚀和振动,因此在设计溢洪道的低堰时,可选择较小的定型设计水头,使高水位时的流量系数加大。
根据实验研究,定型设计水头可采用(~)Hmax。
上游堰高P1溢流堰按上游堰高P1和定型设计水头Hd的比值分为高堰(P1/Hd>)和低堰(P1/Hd≤)。高堰的流量系数接近一个常数,一般不随P1/Hd的变化而受影响;低堰的流量系数则随P1/Hd的减小而降低,流量系数的变化如表6-1。这是因为进水渠中流速加大,水头损失加大,同时过堰水舌下缘垂直收缩不完全,压能增大,动能减小。
为了获得较大的流量系数,一般上游堰高P1≥ Hd。
下游堰高P2:低堰的流量系数还与下游堰高P2有关。当堰顶水头