侧槽式溢洪道特点与适用范围
采用试算法进行计算:先假设
由hi hi1 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。
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,
0.3m厚混凝土护面 0.6m厚3.0m深的混凝土截水墙
8.80
0.6m厚1.5m深的混凝土截水墙 5.65
图4-2 漫顶自溃式非常溢洪道 单位:m
(2)引冲自溃式非常溢洪道在自溃 坝顶中部设置低于坝顶的引冲槽,当水 位上升时,水流经过引冲槽冲开缺口, 而后向两侧扩展,使土石坝在较短的时 间内自行溃决。这种自溃坝在溃决过程 中泄量逐渐增加,故自溃坝的高度范围 可较大。
(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。
d
(hl
hk
)
(1
)( vl2 vk 2 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。
在设计非常泄洪设施时,应注意以下几 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;
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。
(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。
1:2 草皮护面的非常溢洪道
1.5 0.9 土堤
自溃堤各段间隔墙 1:2
–(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。
• 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。
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)
y
(v1 v2 2g
)
[(v2
v1 )
Q2 Q1
Q1 Q2
(v1Βιβλιοθήκη v2)]Jx
y
(v1 v2 2g
)
[(v2
v1 )
Q2 Q1
Q1 Q2
(v1
v2
)]
J x
上式各符号意义见书P272及图Y6-32。
(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。
6.4 非常溢洪道
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。
河岸溢洪道
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。
为缓流; (3)溢流堰为自由出流;
(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 bb00//bbll采,用对0侧.5槽~1.工0;程 量 影 响 很 大 , 通 常
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。
(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。
(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。
m 0.5
b0 / bl 0.5 ~ 1.0
i 0.01~ 0.05
hl (1.2 ~ 1.5)hk