水利水电工程概论 (9).pdf

岸边溢洪道 本节重点学习以下三方面的内容：（1）泄水建筑物的定义和类型；（2）岸边溢洪道的分类及形式；（3）正槽溢洪道的组成及特点。一、泄水建筑物的定义和类型 在一个河道内修建了挡水建筑物将河道截断，在挡水建筑物上游形成库区。每座挡水建筑物都规划有一定的特征水位和对应的库容，比如，三峡水库（见图所示）正常洪水位为175m，总库容为393亿m3，由于上游来水还会源源不断地汇入库区，水库蓄满了，来水不能漫溢坝顶，必须解决水的出路。另外，河道被截断后，挡水建筑物的下游不能断流，因此，设置了挡水建筑物，还必须设置泄水建筑物。所谓泄水建筑物就是用以宣泄规划确定的库容不能容纳的多余水量，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全，这些建筑物称为泄水建筑物。三峡水利枢纽泄水建筑物的类型 泄水建筑物有深式泄水建筑和溢洪道两大类。深式泄水建筑主要包括坝身泄水底孔、坝下涵管、水工隧洞等，见图所示。水工隧洞泄水底孔 因这些深式泄水建筑物的进口位于库水位以下，深度较大，除向下游宣泄部分洪水之外，还可以从水库放出各用水部门所需的水量，又可兼做排沙、放空水库、施工导流等以及洪水到来之前预留部分库容作调蓄之用。这类建筑物因其泄水流量与水头的1/2次方成正比，超泄能力较低，在枢纽中一般仅作为辅助泄水建筑物。溢洪道是一种主要的，也是最常见的泄水建筑物。按其布置位置的不同，溢洪道可分为河床式和岸边式溢洪道两种类型。其中，河床式溢洪道设置于主河槽，即在前面学过的混凝土溢流坝，见图所示。此时，坝体既是挡水建筑物，又是泄水建筑物，这种布置方式枢纽布置紧凑，运用管理方便，一般是经济的。河床式溢洪道（溢流坝）河床式溢洪道（溢流坝）河床式溢洪道河床式溢洪道（溢流坝）对于土坝、堆石坝以及某些轻型坝，一般不容许从坝身溢流或大流量溢流；或者当河谷狭窄、泄洪量大而难以经混凝土坝泄放全部洪水时，或存在溢流坝与发电厂房“争位”，则需在坝体以外的岸边或天然垭口处建造岸边溢洪道，见图所示。岸边溢洪道二、岸边溢洪道的分类及形式（1）按照防洪标准和应用情况，将岸边溢洪道分为正常溢洪道和非常溢洪道。正常溢洪道用于宣泄设计洪水，非常溢洪道用于宣泄超过设计标准的洪水。因发生大洪水的机会不多，相对来说岸边溢洪道使用的机率不高，但是，它是一种保坝措施，在土石坝枢纽中是十分有必要设置的。比如黄河小浪底是黄河出峡谷最后一个大型土石坝水利枢纽，在其下游是广阔的黄淮海平原，人口密集，农业、工业发达，必须确保小浪底和下游的安全，在小浪底枢纽中除了设置正常的泄洪设施，还设置了非常溢洪道。（2）岸边溢洪道按其结构型式分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等，见图所示。正槽溢洪道结构简单、施工方便，工作可靠，水利条件好，泄水能力大，因此，在工程中应用广泛。侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道水流条件和结构复杂，井式溢洪道和虹吸式溢洪道超泄能力又比较低，目前在工程中较少采用。岳城水库正槽溢洪道井式溢洪道三、正槽溢洪道的组成及特点（1）正槽溢洪道概念和组成 正槽溢洪道的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，这种岸边溢洪道，称为正槽溢洪道，见图所示。正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠等部分组成。其中，控制段、泄槽、出口消能段是正槽溢洪道的主体部分。正槽溢洪道1引水渠；2控制段；3泄槽；4出口消能段；5尾水渠；6非常溢洪道；7土坝正槽溢洪道（2）各组成部分的特点 引水渠是岸边溢洪道主体部分与上游水库的连接段，将库区的水流平顺、均匀、对称的引向控制段，通常做成喇叭口形状的人工渠道。控制段包括溢流堰和两岸连接建筑，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，必须合理地选择溢流堰形式和尺寸。泄槽是连接控制段与出口消能段的开敞式陡槽，是岸边溢洪道的常用形式。有时，因河谷狭窄，山高坡陡，开挖明槽有困难，也可用明流泄洪隧洞代替泄槽。泄槽内的水流一般是急流流态，流速较高，高速水流可能会带来一些特殊问题，诸如：脉动压力、冲击波、空化和空蚀等。因此，要做好泄槽的平面布置和纵、横断面设计。出口消能段，从溢洪道下泄的水流，流速高，单宽流量大，因此，在泄槽末端集中了很大的能量，必须采取有效的消能措施。尾水渠是溢洪道主体部分与下游河道的联结段，是将消能后的水流送到下游河道。有关溢洪道的内容，今天学到这里，同学再见。