理论6 河岸溢洪道（2）
（教材6-3～6-4）
6.3 侧槽式溢洪道
当布置正槽式溢洪道会导致巨大开挖量时， 可考虑布置侧槽式溢洪道。 一 侧槽溢洪道的布置特点 侧槽溢洪道由溢流堰、侧槽、泄水道、出 口消能等组成，与正槽式不同的只是侧槽。溢 流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰， 泄入与堰轴线大致平行的侧槽后，在槽内约转 90°，然后经泄水陡槽或隧洞泄向下游，如图。
• 二、漫流式的非常溢洪道
漫流式的非常溢洪道应建在库岸有 通往天然河道的垭口处，或平缓的岸坡 上。 其溢流堰顶高程要比正常溢洪道的 高。 结构可做简单些。在渲泄特大洪水 时，可允许有局部损坏。
• 三、自溃式非常溢洪道 自溃式非常溢洪道由自溃堤以及堤下 溢流堰(或底坎)和泄槽等组成。 按土堤自溃方式的不同，常用的有漫 顶自溃式和引冲自溃式两种。 一般水位时，自溃堤可以拦蓄洪水。 当库水位超过一定高程后，水流漫溢自动冲 开土石坝泄洪。
(2)根据地形、地质条件，参考已有工程经验，选定 侧槽断面形状、侧槽边坡系数m、底宽变率b0/bl、 槽底坡度i、经济的槽末水深hl。
b0 / bl 0.5 ~ 1.0
m 0.5
i 0.01 ~ 0.05
hl (1.2 ~ 1.5)hk
(3) 利用侧槽末端断面至控制断面之间的能 量方程，算出控制断面处槽底的抬高值。
（1）侧槽横断面
（a）侧槽一般做成窄深的梯形断面，既节 省开挖量，又容易使侧向进流与槽内水 流混合，水面较为平稳； （b）侧槽为适应流量沿程不断增加的特点， 采用自上而下逐渐加宽的断面，起始断 面的底宽b0与末端断面底宽bl之比值，即 b0/bl ， 对 侧 槽 工 程 量 影 响 很 大 ， 通 常 b0/bl采用0.5~1.0；
–(5) 非常泄洪设施应尽量设置在地质条件较 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； –(6) 泄洪时控制段有底槛保护，不致把垭口 冲刷成深槽，导致库水位降落过大和增加修 复的困难。 –目前采用的非常泄洪设施有以下几种形式： 漫流式的非常溢洪道；自溃式非常溢洪道 (包括漫顶式和引冲式)；破副坝泄洪设施等。
在设计非常泄洪设施时，应意以下几 个问题：
–(1) 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； –(2) 枢纽总的最大下泄量不得超过天然来水 最大流量； –(3) 对泄洪通道和下游可能发生的情况，要 预先做出安排，确保及时启用生效； –(4) 规模大或具有二个以上的非常泄洪设施， 一般应分别先后启用，以控制下泄流量；
三 水力计算要点
1 计算目的 计算侧槽水面线和相应的槽底高程。 2 计算公式 （由动量原理推出的差分公式）
(v1 v2 ) Q2 Q1 y [(v2 v1 ) (v1 v2 )] J x 2g Q1 Q2
(v1 v2 ) Q2 Q1 y [(v2 v1 ) (v1 v2 )] J x 2g Q1 Q2
侧槽溢洪道典型布置
侧槽斜井溢洪道
侧槽溢洪道的适用范围： （1）坝址山头较高，落差过大，且岸坡较 陡时； （2）岩石坚固，不易开挖，且泄流量较小， 所需过水断面不大时； （3）多用于中、小型工程中。
（二）侧槽溢洪道的组成 侧槽溢洪道的组成：溢流堰、侧槽、泄 洪槽或明流泄洪洞、出口消能设施和尾 水渠。 侧槽溢洪道的溢流堰、泄洪槽、消 能设施和尾水渠的设计类似于正槽溢洪 道。
（2）侧槽的纵剖面
（a）侧槽的纵坡比较平缓，一般小于0.1，常可 采用0.01~0.05； （ b ）侧槽的底部高程，应满足槽内水面高程使 溢流堰为非淹没出流，并尽量减少开挖量来确 定；
（c）为避免槽内波动水流直接进入泄槽， 保证泄槽和消能设备有较好的水力条件， 在侧槽下游设调整段。 （d）调整段后设控制断面，适当涌高侧槽 末端的水位，避免槽内的波动水流直接 进入泄槽，并使水流在控制断面形成临 界流，以控制断面以下的泄槽或斜井隧 洞。
一、非常溢洪道的作用 泄水建筑物选用的洪水设计标准，应当根据规范 的规定确定。 但在建筑物运行期间可能出现比校核洪水更大的 洪水，为了确保大坝安全，并出于经济方面的考 虑，在设计大、中型水库和重要小型水库时，除 设有正常( 主要的 )溢洪道来泄放设计洪水以外， 加设非常泄洪设施 ( 辅助的 )来泄放出现机率较低 的超标准洪水是非常必要的。如图。
（1）漫顶自溃式非常溢洪道，其土 坝坝坡和地基必须在防渗和稳定方面满 足永久性建筑物的要求。这种土坝溃决 很快，故土坝的高度受到一定的限制。
二 侧槽设计
1 侧槽的主要水力特性 侧槽的主要水力特性是侧向进流、纵 向泄流。 （a）溢流堰作为侧槽的一个槽壁，在堰长 范围内，侧槽流量沿程递增； （b）水流从溢流堰进入侧槽，自下部冲向 对面的槽壁，再向上翻腾，产生旋滚， 然后再转向进入泄槽。
侧槽内的流态
2 侧槽的设计 总原则： （1）泄流量沿程增加； （ 2 ）泄槽有一定坡度，槽中水流稳定， 为缓流； （3）溢流堰为自由出流；
上式各符号意义见书P272及图 Y6-32。 采用试算法进行计算：先假设 由 hi hi 1 Y i0Xi
求出h1，计算v1，代入上式，算出 y 若二者相等既是。
（二）侧槽溢洪道设计的步骤 1．根据规划泄洪要求和地形、地质条件， 通过调洪演算及方案优选等手段，首先 应定出侧堰堰顶高程和过堰单宽流量， 定出侧槽长度L； 2．根据水力计算的步骤完成以下设计。 (1) 根据侧槽溢洪道的最大泄量 Q 及溢洪最 大水头H，定出侧堰长度L。
vl 2 vk 2 d (hl hk ) (1 )( ) 2g
(4) 以侧槽末端断面为起算断面，按差分法 推算水面高差和相应水深。 (5) 根据允许的淹没水深 hs ，定出侧槽起始 断面的水面高程，根据 (4) 逐段向下游推 算水面高程和槽底高程，从而得到侧槽的 全部形态。
6.4 非常溢洪道