岸边溢洪道型式和泄洪应用.ppt

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1、岸边溢洪道岸边溢洪道第一节 概述第二节 正槽式溢洪道第三节 其他型式的溢洪道第四节 非常泄洪设施第五节 岸边溢洪道的布置和型式选择第七章 岸边溢洪道第一节第一节 概概 述述 对于土石坝或坝体泄洪能力受到限制的混凝土坝来说，常常设置岸边溢洪道泄洪，防止洪水漫顶，保证大坝及其他建筑物的安全。岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分为正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。岸边溢洪道按其结构型式可分为：正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等。在实际工程中，正槽式溢洪道应用最广。岸边溢洪道正常溢洪道非常溢洪道宣泄设计洪水宣泄超过设计标准的洪水主溢洪道副溢洪道宣泄常遇洪水按设计泄量与主溢

2、洪道泄量之差设计第二节第二节 正槽式溢洪道正槽式溢洪道 正槽式溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分组成。其中，溢流堰、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体。溢流堰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，故称为正槽式溢洪道。第七章 岸边溢洪道引水渠引水渠一、引水渠一、引水渠 由于地形、地质条件限制，溢流堰往往不能紧靠库岸，需在溢流堰前开挖引水渠，将库水平顺地引向溢流堰，当溢流堰紧靠库岸或坝肩时，此段只是一个喇叭口。第七章 岸边溢洪道溢洪道引水渠的型式第七章 岸边溢洪道 为了提高溢洪道的泄流能力，引水渠中的水流应平顺、均匀，并在合理开挖的前提下减小渠中水流流速，以减

3、小水头损失。流速应大于悬移质不淤流速，小于渠道的不冲流速，设计流速宜采用35m/s。引水渠越长，流速越大，水头损失就越大。引水渠的渠底视地形条件可做成平底或具有不大的逆坡。渠底高程要比堰顶高程低些，因为在一定的堰顶水头下，行近水深大，流量系数也较大，泄放相同流量所需的堰顶长度短。引水渠在平面布置上应力求平顺，避免断面突然变化和水流流向的急剧转弯。通常把溢流堰两侧的边墩向上游延伸构成导水墙或渐变段，其高度应高于最高水位。第七章 岸边溢洪道 引水渠的横断面，在岩基上接近矩形，边坡根据岩层条件确定，新鲜岩石一般为1:0.11:0.3，风化岩石为1:0.51:1.0；在土基上采用梯形，边坡根据土坡稳定

4、要求确定，一般选用1:1.51:2.5。引水渠应根据地质情况、渠线长短、流速大小等条件确定是否需要衬护。二、控制段二、控制段 溢流堰控制段包括：溢流堰及两侧连接建筑物。其作用是控制溢洪道的过水能力。控制段的顶部高程，在宣泄校核洪水时不应低于校核洪水位加安全加高值；挡水时应不低于设计洪水位或正常蓄水位加波浪的计算高度加安全加高值；当溢洪道紧靠坝肩时应与大坝坝顶高程协调一致。溢流堰是水库下泄洪水的口门，是控制溢洪道泄流能力的关键部位，因此必须合理选择溢流堰段的型式和尺寸。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 溢流堰按其横断面的形状与尺寸可分为：薄壁堰、宽顶堰和实用堰（堰断面形状可为矩形、梯形或曲线

5、形）；按其在平面布置上的轮廓形状可分为：直线形堰、折线形堰、曲线形堰和环形堰；按堰轴线与上游来水方向的相对关系可分为：正交堰、斜堰和侧堰等。溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也用驼峰堰、折线形堰。溢流堰体形设计的要求是：尽量增大流量系数，在泄流时不产生空穴水流或诱发危险振动的负压等。（一）溢流堰的型式（一）溢流堰的型式第七章 岸边溢洪道 （1）宽顶堰 宽顶堰的特点是结构简单，施工简便，但流量系数较低（约为0.320.385）。由于宽顶堰堰矮，荷载小，对承载力较差的土基适应能力强，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。宽顶堰第七章 岸边溢洪道 （2）实用堰 实用堰的优点是流

6、量系数比宽顶堰大，在相同泄流量条件下，需要的溢流前沿较短，工程量相对较小，但施工复杂。大、中型水库，特别是岸坡较陡时，多采用此种型式。溢洪道的实用堰一般较矮，其流量系数介乎溢流重力坝与宽顶堰之间。为了提高泄流能力，应当合理选用堰高、定型设计水头、堰面曲线，并保证堰面曲线具有足够的长度。实用堰第七章 岸边溢洪道 溢流堰堰面曲线对泄流能力影响很大，通常采用非真空型堰面曲线，我国最常采用的是WES型、克奥型和幂次曲线型。在设计溢流堰堰面曲线时，首先要确定定型设计水头Hd。选择实用堰的定型设计水头时，应结合堰面允许负压值综合确定。SL2532000溢洪道设计规范规定：闸门全开泄常遇洪水时，堰面不应出现

7、负压；闸门全开泄设计洪水时，堰面附近负压不得大于0.3MPa；闸门全开泄校核洪水时，堰顶附近负压不得大于0.06MPa。堰面定型设计水头与堰顶最大水头比一般为0.650.85。第七章 岸边溢洪道 堰高对流量系数也有影响。一般认为：上游堰高P11.33Hd的属于高堰，0.3HdP11.33Hd的属于低堰。溢洪道的溢流堰一般属于低堰。低堰的流量系数随P1/Hd的减小而减小，为了获得较大的流量系数，低堰的堰高P1一般应大于0.3Hd。低堰的流量系数还与下游堰高P2有关，一般建议P2应大于0.6Hd。溢流堰顶部曲线的长短对流量系数也有影响，当堰顶曲线长度不足以保持标准实用堰的外形轮廓时，流量系数将受到

8、影响而降低。实用堰常用反弧曲面与泄槽底板相接，反弧半径可采用(36)h，流速大时宜选用较大值。第七章 岸边溢洪道 （3）驼峰堰 驼峰堰是一种复合圆弧的低堰，是我国从工程实践中总结出来的一种新堰型。其流量系数一般为0.400.46。驼峰堰的堰体低，流量系数较大，设计与施工简便，对地基要求低，适用于软弱地基。第七章 岸边溢洪道 （4）折线形堰 为获得较长的溢流前沿，在平面上将溢流堰做成折线形，称为折线形堰。堰体由若干个折线组成，形同迷宫，也称为迷宫堰。中、小型水库溢洪道，尤其是小型水库溢洪道，常不设闸门，而利用与正常蓄水位齐平的堰顶来控制库水位。此时，若用迷宫堰不仅结构简单、工作可靠、节省工程量，

9、而且因溢流前沿加长，堰顶可相应抬高，有利于增大兴利库容。第七章 岸边溢洪道（二）溢流孔口尺寸的拟定（二）溢流孔口尺寸的拟定 溢洪道的溢流孔口尺寸，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一些。第七章 岸边溢洪道（三）控制段的结构设计（三）控制段的结构设计 控制段的结构计算设计包括：结构型式选择和布置、荷载计算及其组合、稳定计算、应力分析、细部设计等。SL2532000溢洪道设计规范指出：堰（闸）的稳定分析可采用刚体极限平衡法；闸室基底应力及实用堰堰体应力分析可采用材料力学方法，重要工程或受力

10、条件复杂时可采用有限元法；闸墩的应力分析可采用材料力学法，大型闸墩宜采用有限元法；宽顶堰及驼峰堰底板应力分析可采用材料力学法、有限元或弹性地基梁法。第七章 岸边溢洪道 （1）堰（闸）基底面的抗滑稳定安全系数按抗剪断公式计算：堰（闸）基底面的抗滑安全系数不得小于规范规定值。第七章 岸边溢洪道 （2）堰（闸）基底面上的铅直正应力应满足下列要求：1）运用期。在各种荷载组合情况下（地震情况除外），堰（闸）基底面上的最大铅直正应力max应小于基岩的容许压应力（计算时分别计入扬压力和不计入扬压力）；最小铅直正应力min应大于零（计入扬压力）。地震情况下可允许出现不大于0.1MPa的铅直拉应力。计算双向受力

11、情况时，基底面上容许出现不大于0.1MPa的铅直拉应力。双向受力并计入地震荷载时，基底面容许出现不大于0.2MPa的铅直拉应力。2）施工期。堰（闸）基底面上的最大铅直正应力max应小于基岩的容许压应力；下游端的最小铅直正应力min可容许出现不大于0.1MPa的拉应力。三、泄槽三、泄槽 正槽溢洪道的溢流堰后多用泄水陡槽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。泄槽一般位于挖方地段，设计时要根据地形、地质、水流条件及经济等因素合理确定其形状和尺寸。由于泄槽内的水流处于急流状态，高速水流带来的一些特殊问题，如冲击波、水流掺气、空蚀和压力脉动等，应认真考虑，并采取相应的措施。第七章 岸边溢

12、洪道 泄槽在平面上宜尽量采用直线、等宽、对称布置，这样可使水流平顺、结构简单、施工方便。但由于地形、地质等原因，或从减少开挖和有利消能等方面考虑，常在溢流堰下游先接收缩段（目的在于节省泄槽土石开挖量和衬砌工程量），再接等宽泄槽，最后接出口扩散段（目的在于减少出口单宽流量，有利于下游消能和减轻水流对下游河道的冲刷）。（一）泄槽的平面布置及纵、横剖面（一）泄槽的平面布置及纵、横剖面第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡。泄槽纵坡必须保证泄流时，溢流堰下为自由出流和槽中不发生水跃，使水流始终处于急流状态。因此，泄槽纵坡必须大于临界坡度。常用的纵坡为1%5%，有时可达10%

13、15%。应尽量建在岩基上。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；在土基上则采用梯形，但边坡不宜太缓，以防止水流外溢和影响流态，一般为1:11:1.5。（二）收缩段、扩散段和弯曲段设计（二）收缩段、扩散段和弯曲段设计 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。冲击波的波动范围可能延伸很远，使水流沿横剖面分布不均，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。收缩段、扩散段和弯曲段设计的任务就在于使冲击波的影响减到最小。第七章 岸边溢洪道泄槽平面布置示意图泄槽平面布置示意图 1）收缩段 合理的收缩段应当是引起的冲击波的高度最小和收缩段以下泄槽中

14、的水流扰动减至最小。工程中常见的收缩段是在平面上呈对称收缩。根据冲击波理论：冲击波的最大波高决定于侧墙偏转角，偏转角大，最大波高也增大，而与边墙偏转曲率无关。因此，宜采用直线边墙收缩段，但在转角处可以局部抹圆。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道冲击波的计算：冲击波的计算：根据动量定理得第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 例例7.1：有一矩形陡槽，通过流量为16m3/s，今欲将槽宽从3.7m收缩到2.2m，已知收缩段起点处水深为0.6m。试设计收缩段的长度及侧壁偏角。2）扩散段 目的是减小单宽流量，便于消能。设计时除了减小冲击波和高度和对水流的扰动外，还必须保证水流扩散时不

15、发生脱离边墙的现象。在初步设计时，可根据急流边墙不发生分离的条件来确定扩散角 ：第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道3）弯曲段 弯曲段通常采用圆弧曲线，弯曲半径应大于10倍槽宽。弯曲段水流流态复杂，不仅因受离心力作用，导致外侧水深加大，内侧水深减小，造成断面内的流量分布不均，而且由于边墙转折，迫使水流改变方向，产生冲击波。因此，弯曲段设计的主要任务在于使断面内的流量分布趋近均匀，消除或抑制冲击波。第七章 岸边溢洪道弯曲段冲击波的计算弯曲段冲击波的计算 C点和D点的圆弧中心角：第七章 岸边溢洪道 在CBD以后，因不断发生波的反射、干涉与传播，形成了一系列互相交错的冲击波。对于外边墙，在圆弧中心角

16、3、5、各点为水面最高点；而2、4、各点为水面最低点。内边墙发生最高、最低水面点位置正好同外边墙相反。弯曲横断面内、外侧的水深：计算外侧水深时取正值，计算内侧水深时取负值。第七章 岸边溢洪道 弯曲段的水力设计方法大体可分为两类：施加侧向力，即采取工程措施，向弯曲段水流施加作用力，使它与水流离心力相平衡，以达到消除干扰的目的，如渠底超高法、弯曲导流墙法等；干扰处理法，即在曲线的起点和终点，引入与原来的干扰大小相等但相位相反的反扰动，来消除原来扰动的影响，如复曲线段法、螺旋线过渡段法和斜坎法等。第七章 岸边溢洪道 渠底超高法是在弯曲的横剖面上，将外侧渠底抬高，造成一个横向坡度。利用重力沿横向坡度产

17、生的分力，与弯曲段水体的离心力相平衡，以调整横剖面上的流量分布，使之均匀，改善流态，减小冲击波和保持弯曲段水面的稳定性。泄槽弯曲段外侧相对内侧的槽底超高值为：（三）掺气减蚀（三）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的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

18、空穴，溃灭时破坏力较弱；过水边界附近水流掺气，气泡对空穴溃灭时的破坏力起一定的缓冲气垫作用。工程实践表明，当流速超过35m/s时，应设置掺气减蚀设施。第七章 岸边溢洪道 SL2532000溢洪道设计规范对掺气减蚀的规定：在掺气保护范围内，近壁处的掺气浓度不得低于3%4%。掺气设施主要包括两个部分：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；通气系统，为射流下面的掺气空间补给空气。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，还有突扩式和分流墩式等。挑坎与掺气槽联合式的水流流态通常较跌坎式和突扩式为好。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道第七

19、章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道（四）泄槽边墙高度的确定（四）泄槽边墙高度的确定 泄槽边墙高度根据水深并考虑冲击波、弯道及水流掺气的影响，再加一定的超高来确定。计算水深为宣泄最大流量时的槽内水深。当泄槽水流表面流速达到10m/s左右时，将发生水流掺气现象而使水深增加。掺气程度与流速、水深、边界糙率以及进口形状等因素有关，掺气后水深可按下式估算：边墙超高一般取0.51.5m。（五）泄槽的衬砌（五）泄槽的衬砌 为了保护槽底不受冲刷和岩石不受风化，防止高速水流钻入岩石缝隙，将岩石掀起，泄槽一般都需进行衬砌。对泄槽衬砌的要求是：衬砌材料能抵抗水流冲刷，在各种荷载作用下能够保持稳定；表面光滑平整，不致引

20、起不利的负压和空蚀；做好底板下排水，以减小作用在底板上的扬压力；做好接缝止水，隔绝高速水流侵入底板底面，避免因脉动压力引起的破坏；要考虑温度变化对衬砌的影响；在寒冷地区对衬砌材料还应有一定的抗冻要求。作用在泄槽底板上的力有：底板自重、水压力（包括时均水压力和脉动水压力）、水流的拖曳力和扬压力等。衬砌设计应着重分析不同的地基、气候、水流和施工条件，选用不同的衬砌型式，并采取相应的构造措施。第七章 岸边溢洪道1）岩基上泄槽的衬砌 岩基上泄槽的衬砌可以用混凝土、水泥浆砌条石或块石，以及石灰浆砌块石水泥勾缝等型式。石灰浆砌块石水泥浆勾缝，适用于流速小于10m/s的小型水库溢洪道；水泥浆砌条石或块石，适

21、用于流速小于15m/s的中、小型水库溢洪道。对于大、中型工程，由于泄槽中流速较高，一般多采用混凝土衬砌。混凝土衬砌厚度不宜小于30cm。为防止产生温度裂缝，需要设置纵横缝，间距一般为1015m。岩基上的衬砌接缝有平接缝、搭接缝和键槽缝几种型式。缝内做好接缝止水。衬砌的纵缝和横缝下面都应设置排水设施，且相互连通，以便将渗水集中到纵向排水内，然后排入下游。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道岩基上泄槽的构造2）土基泄槽的衬砌 土基上的泄槽通常采用混凝土衬砌。由于土基沉降量大，而且不能采用锚筋，所以衬砌厚度一般比岩基上的大，通常为0.30.5m。混凝土衬砌的横向缝必须采用搭接的型式，以保证接缝处的平

22、整，有时还在下块的上游侧做齿墙，嵌入地基内，以防止衬砌底板沿地基面滑动。纵缝有时也做成搭接的型式。缝中除沥青等填料外，并需设水平止水片。衬砌需双向配筋，各向含钢率为0.1%。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 在土基或是破碎软弱的岩基上，需要在衬砌底板下设置面层排水，以减小底板承受的渗流压力。排水可采用厚约30cm的卵石或碎石层。四、出口消能段及尾水渠四、出口消能段及尾水渠 溢洪道宣泄洪水，一般是单宽流量大、流速高、能量集中。若消能措施考虑不当，高速水流与下游河道的正常水流不能妥善衔接，下游河床和岸坡就会遭受冲刷，甚至危及大坝和溢洪道自身的安全。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 在较好的

23、岩基上，一般多采用挑流消能。在土基或破碎软弱岩基上，一般采用底流消能，但对泄量较小的，也可考虑采用挑流消能。新型消能工：扭曲挑坎、斜挑坎、窄缝式挑坎等。溢洪道挑流坎布置图第七章 岸边溢洪道 由溢洪道下泄的水流应与坝脚和其他建筑物保持一定距离，且应和原河道水流获得妥善衔接，以免影响坝的其他建筑物的安全和正常运行。在有的情况下，当下泄的水流不能直接归入原河道时，需要布置一段尾水渠。尾水渠要短、直、平顺，底坡尽量接近下游原河道的平均坡降。第七章 岸边溢洪道五、泄槽水面线计算五、泄槽水面线计算基本计算公式：流段的平均水力坡度 一般采用：或平均值 或 可用以下三种方法之一计算：第七章 岸边溢洪道计算方法

24、逐步推算实际计算可能有两种类型：（1）已知流段两端的水深，求流段的距离 。（2）已知流段一端的水深和流段长 ，求另一端断面水深。过渡段上游断面水深认为近似等于临界水深。第七章 岸边溢洪道 例例7.2（摘自（摘自水力学水力学）：）：某一边墙成直线收缩的矩形渠道（如图所示），渠长60m，进口宽b1为8m，出口宽b2为4m，渠底为反坡，i为-0.001，粗糙系数n为0.014，当Q为18m3/s时，进口水深h1为2m，要求计算中间断面及出口断面水深。第七章 岸边溢洪道 解：渠道宽度逐渐收缩，故为非棱柱体明渠，求指定断面的水深，必须采用试算法。计算公式 （1）计算中间断面的水深 已知中间断面宽度b为6

25、m，今假定其水深h为1.8m，按下列各式计算有关水力要素：第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 根据表中有关数值，算出 为 又因进口断面宽度及水深已知，按以上公式计算进口断面的各水流要素，将计算结果列于表中。计算得到 为93.4m，与实际长度30米相差甚远，说明前面所假设之水深1.8米与实际不符合，必须重新假设，故已假设中间断面水深为1.9米，按以上程序计算，得到 为29.58米，与实际长度非常接近，所以可认为中间断面水深为1.9米。（2）出口断面水深的计算与前面的计算方法完全一样，不再赘述。从表看出，出口水深应为1.5米。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道第三节第三节 其他型式的溢洪道其他

26、型式的溢洪道一、侧槽式溢洪道一、侧槽式溢洪道（1）侧槽式溢洪道的特点 侧槽式溢洪道一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口消能段等部分组成。溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内约90o转向经泄槽或泄水隧洞流入下游。当坝址处山头较高，岸坡陡峭时，可选用侧槽式溢洪道。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 侧槽溢洪道具有以下优点：可以减小开挖方量；能在开挖方量增加不多的情况下，适当加大溢流堰的长度，从而提高堰顶高程，增加兴利库容；使堰顶水头减小，减小淹没损失，非溢流坝的高度也可适当降低。侧槽溢洪道的水流条件比较复杂，过堰水流进入侧槽后

27、，形成横向旋滚，同时侧槽内沿流程流量不断增加，旋滚强度也不断变化，水流紊动和撞击都很强烈，水面极不平稳。而侧槽又多是在坝头山坡上劈山开挖的深槽，其运行直接关系到大坝的安全。因此，侧槽多建在完整坚实的岩基上，且要有质量较好的衬砌。侧槽溢洪道的溢流堰多采用实用堰，堰顶上可设闸门，也可不设。泄水道可以是泄槽，也可以是无压隧洞，视地形、地质条件而定。（2）侧槽设计 根据侧槽侧向进水和沿程流量不断增加等水流特点，侧槽设计应满足以下条件：泄流量沿侧槽均匀增加；由于过堰水流转向约90o，大部分能量消耗于侧槽内水体间的旋滚撞击，认为侧槽中水流的顺槽速度完全取决于侧槽的水面坡降，故槽底应有一定的坡度；为了使水流

28、稳定，侧槽中的水流应处于缓流状态；侧槽中的水面高程要保证溢流堰为自由出流，因为淹没出流不但影响泄流能力，而且由试验得知，当淹没到一定程度后，侧槽出口流量分布不均，容易在泄水道内造成折冲水流。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道 在工程实践中，多将侧槽做成窄而深的梯形断面。靠岸一侧的边坡在满足水流和边坡稳定的条件下，以较陡为宜，一般采用1:0.31:0.5；对于靠溢流堰一侧，溢流曲线下部的直线段坡度（即侧槽边坡）一般可采用1:0.5。为了适应流量沿程不断增加的特点，侧槽断面自上游向下游逐渐变宽，一般b0/bl采用0.51.0。由于侧槽中水流处于缓流状态，因而侧槽的纵坡比较平缓，一般小于10%，实

29、际中可采用1%5%。当侧槽与泄槽直接连接时，侧槽末端水深hl一般选用该断面的临界水深hk；如侧槽与泄槽间有调整段，建议采用hl=(1.21.5)hk。侧槽的底部高程，需要按满足溢流堰为非淹没出流和减少开挖量的要求来确定。为了节省开挖量，侧槽起始断面的槽底高程可适当提高，允许该处堰顶有一定的淹没度。一般侧槽起第七章 岸边溢洪道始断面堰顶的临界淹没度可取小于0.5。调整段的作用是使尚未分布均匀的水流，在此段得到调整后，能够较平顺地流入泄槽。调整段一般采用平底梯形断面，其长度可采用(23)hk，底坎高度d一般取(0.10.2)hk。第七章 岸边溢洪道侧槽的水力计算：侧槽的水力计算：在初步拟定侧槽断面

30、和布置后，即可进行侧槽的水力计算。水力计算的目的在于根据溢流堰、侧槽（包括调整段）和泄水道三者之间的水面衔接关系，定出侧槽的水面曲线和相应的槽底高程。利用动量定理，侧槽沿程水面线可按下式逐段推求：第七章 岸边溢洪道 在水力计算中，给定和选定的数据有：设计流量Q、堰顶高程、允许淹没水深hs、侧槽边坡坡率m、底宽变率b0/bl、槽底坡度i0和槽末水深hl。计算步骤如下：由给定的Q和堰上水头H，算出侧堰长度l；列出侧槽末端断面与调整段末端断面（控制断面）之间的能量方程，计算控制断面处底板的抬高值d；根据给定的m、b0/bl、i0和hl，以侧槽末端作为起始断面，用列表法逐段向上游推算水面高差y和相应水

31、深；根据hs定出侧槽起始断面的水面高程，然后按步骤计算成果，逐段向下游推算水面高程和槽底高程。二、井式溢洪道二、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。第七章 岸边溢洪道 当岸坡陡峭、地质条件良好、又有适宜的地形布置环形溢流喇叭口时，可以采用井式溢洪道。这样可避免大量的土石方开挖，造价可能较其他型式溢洪道低。当水位上升，喇叭口溢流堰顶淹没后，堰流即转变为孔流，所以井式溢洪道的超泄能力较小。当宣泄小流量、井内的水流连续性遭到破坏时，水流很不稳定，容易产生振动和空蚀。第七章 岸边溢洪道三、虹吸式溢洪道三、虹吸式溢洪道 利用虹吸管原理，借助大气压力

32、泄洪的设备。可以与坝体结合在一起，也可以建在岸边。虹吸溢洪道的优点是：利用大气压所产生的虹吸作用，能在较小的堰顶水头下得到较大的泄流量；管理方便，可自动泄水和停止泄水，能比较灵敏地自动调节上游水位。虹吸溢洪道通常包括以下几部分：断面变化的进口段；虹吸管；具有自动加速发生虹吸作用和停止虹吸作用的辅助设备；泄槽及下游消能设施。虹吸溢洪道的缺点是：结构较复杂；管内不便检修；进口容易被污物或冰块堵塞；真空度较大时，易引起混凝土空蚀；超泄能力较小等。一般多用于水位变化不大和需要随时进行调节水库以及发电、灌溉的渠道上，作为泄水及放水之用。第四节第四节 非常泄洪设施非常泄洪设施 当校核洪水与设计洪水相差较大

33、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。在设计非常溢洪设施时，应注意以下几个问题：非常泄洪设施运行机会很少，设计所用的安全系数可适当降低；枢纽总的最大下泄量不得超过天然来水最大流量；对泄洪通道和下游可能发生的情况，要预先做好安排，确保能及时启用生效；规模大或具有两个以上的非常泄洪设施，一般应考虑能分别先后启用，以控制下泄流量；非常泄洪设施应尽量布置在地质条件较好的地段，要做到既能保证预期的泄洪效果，又不致造成变相垮坝。第七章 岸边溢洪道第七章 岸边溢洪道一、非常溢洪道一、非常溢洪道 非常溢洪道用于宣泄超过设计情况的洪水，其启用条件应根据工程等级、枢纽布置

34、、坝型、洪水特性及标准、库容特性及其对下游的影响等因素确定。自溃式非常溢洪道是非常溢洪道的一种型式，即在非常溢洪道的底板上加设自溃堤。二、破副坝泄洪二、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。第七章 岸边溢洪道第五节第五节 溢洪道的布置和型式选择溢洪道的布置和型式选择 岸边溢洪道的布置和型式应根据水库水文、坝址地形、地质、水流条件、枢纽布置、施工、管理条件以及造价等因素，通过技术经济综合比较以后确定。第七章 岸边溢洪道一、地形条件一、地形条件 地形条件对溢洪道开挖方量影响很大。当坝址附近有马鞍形山口，山口高程接近

35、水库正常蓄水位，其下游山沟能使下泄洪水很快回归河槽时，适于设置正槽溢洪道。另外岸坡平缓或有阶状台地时，也宜于采用正槽溢洪道。如果两岸山高破陡，溢洪道布置在一岸开挖量太大时，可考虑设在两岸。也可考虑采用侧槽溢洪道。第七章 岸边溢洪道二、地质条件二、地质条件 布置溢洪道时，必须考虑水库蓄满以后，其近处岸坡的稳定性，防止因山坡塌滑造成堵塞。要避免把溢洪道布置在大断层和滑坡体等地质条件很差的地段。三、枢纽总体布置和运用管理三、枢纽总体布置和运用管理 从枢纽总体布置方面考虑，溢洪道进口与土石坝坝体之间宜有适当距离，以避免泄洪时由于进口附近的横向水流冲刷上游坝坡。溢洪道下游出口距坝脚及其他建筑物应有一定能够的距离，以免水流或回流冲刷影响建筑物的安全。水位波动不应影响水电站或通航建筑物等的正常运行。第七章 岸边溢洪道四、施工条件四、施工条件 溢洪道布置在离枢纽主体工程较远处，施工方便，干扰少，但不易集中管理。在靠近主坝岸边修筑溢洪道，与坝身施工可能有干扰，但可以利用开挖溢洪道的土、石料填筑土石坝的坝体。在施工布置时应仔细考虑出渣线路及堆渣场所，要做到相互协调，避免干扰。第七章 岸边溢洪道