申艳《水利水电工程概论》第四章6节河岸溢洪道
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第六章河岸溢洪道§6-1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:①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。
②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。
一、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2.侧槽式溢洪道水流过堰后,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3.井式溢洪道●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4.虹吸式溢洪道●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。
虹吸式溢洪道图二、河床式溢洪道的位置选择1.安全方面§6-2正槽式溢洪道一、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。
1.进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。
①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。
第一章绪论1. 狭义、广义水资源2.水资源的特性(循环性和有限性、时空分布不均匀性、用途多样性、利害两重性)3.我国水资源现状( 1.水资源短缺; 2.水污染严重; 3.水土流失严重; 4.水价偏低,水资源浪费严重)4.水利事业的效益主要有:防洪、农田水利、水力发电、供水、排水、航运、水产等。
5.了解我国水利建设的发展第三章水利枢纽1.基本概念:水工建筑物、水利枢纽水工建筑物:任何水利工程,在水的静力或动力作用下工作,并与水发生相互影响的各种建筑物,这就是水工建筑物。
水利枢纽:对于开发河川水资源来说,常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物,以控制水流并便于协调运行和管理,这一多种水工建筑物组成的综合体就称为水利枢纽。
2.水利枢纽特性水利枢纽是修建在同一河段或地点,共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水利枢纽建成后,必然对周围的环境、自然状况以及社会生活发生重大影响。
对上游、下游、社会经济的影响3.水工建筑物特点(受自然条件约束、受水的影响大、施工复杂、失事后果严重)4.水工建筑物分类(作用、时间)作用分(一)挡水建筑物拦截或约束水流,并可承受一定水头作用的建筑物。
如蓄水或壅水的各种拦河坝,修筑于江河两岸以抗洪的堤防,施工围堰等。
(二)泄水建筑物排泄水库、湖泊、河渠等多余水量,以保证挡水建筑物和其它建筑物安全,或为必要时降低库水位乃至放空水库而设置的建筑物。
如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔,设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
(三)输水建筑物为灌溉、发电、城市或工业给水等需要,将水自水源或某处送至另一处或用户的建筑物。
其中直接自水源输水的也称引水建筑物。
如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。
(四)取水建筑物引水建筑物的上游首部建筑物。
如取水口、进水闸、扬水站等。
五)整治建筑物改善河道水流条件,调整河势,稳定河槽,维护航道和保护河岸的各种建筑物。
第六章河岸溢洪道答案一、填空题1.正槽式、侧槽式2.进水渠、控制段、泄槽3.控制段、侧槽、泄槽4.漫流式、自溃式5.溢流堰的主要形式有宽顶堰、实用堰驼峰堰和折线形堰。
二、单项选择题1. B 2. A 3. B 4. C 三、简答题1.河岸溢洪道如何进行位置的选择?应选择有利的地形条件,布置在垭口或岸边,尽量避免深挖而形成边坡。
(1)应布置在稳定的地基上,并考虑岩层及地质构造的性状,充分注意地质条件的变化(2)溢洪道进出口的布置应使水流顺畅,不影响枢纽中其他建筑物的正常运行,进出口不宜距土石坝太近,以免冲刷坝体(3)从施工条件考虑,应便于出渣路线及堆渣场所的布置。
2.溢流堰有几种形式?各有什么特点?1.溢流堰有四种形式:宽顶堰、实用堰、驼峰堰、折线形堰。
2.①宽顶堰:结构简单,施工方便,流量系数较低,荷载小,对承载力较差的土基适应能力较强②实用堰:流量系数较宽顶堰大,溢流前缘较短,工程量相对较小,施工复杂。
大中型水库,岸坡较陡时,多才用这种形式。
③驼峰堰:复合圆弧的溢流低堰,流量系数可达0.42以上,设计与施工简便,对地基要求低,适用于软弱地基。
④折线形堰:能够获得较长的溢流前缘。
3.泄槽的水力特征是什么?泄槽的底坡常大于水流的临界坡。
槽内水流处于急流状态,紊动剧烈,由急流产生的高速水流对边界条件的变化敏感。
当边墙有转折时就会产生冲击波,并可能向下游移动;如槽壁不平整时,极易产生掺气、空蚀等问题。
4.泄槽衬砌应满足什么要求?泄槽衬砌应满足:表面光滑平整,不至引起不利的负压和空蚀;分缝止水可靠,避免高速水流侵入底板以下,因脉动压力引起破坏;排水系统畅通,以减小作用于底板上的扬压力;材料能抵抗水流冲刷;在各种荷载作用下能保持稳定;适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。
5.如何选择河岸溢洪道的消能方式?河岸溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。
挑流消能一般适用于较好岩石地基的高中水头枢纽,挑坎结构形式一般有重力式、衬砌式。
第六章1.在哪些情况下需要修建河岸溢洪道?河岸溢洪道有哪几种型式?它们各自的特点和适用条件是什么?当水利枢纽的坝型为土石坝;或坝型为重力坝,但河谷狭窄,布置河床式溢洪道有困难时,可以修建河岸溢洪道。
河岸式溢洪道的类型有正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道。
正槽式溢洪道和侧槽式溢洪道为开敞式溢洪道,超泄能力大,工作可靠性大,适应性强。
井式溢洪道和虹吸式溢洪道为封闭式溢洪道,没有超泄能力,工作可靠性较差,但进口高程低,能预泄洪水。
2.将溢洪道分为正常溢洪道(主、副溢洪道)和非常溢洪道的原因是什么?它们各宣泄什么标准的洪水?①正常溢洪道:按设计、校核洪水标准修建的永久性泄水建筑物。
②非常溢洪道:根据最大可能洪水标准,采取的非常保坝措施,有漫溢式溢洪道,自溃式溢洪道。
3.正槽式溢洪道由哪几部分组成?各自的作用是什么?组成:引水渠、溢流堰(控制堰)、泄水槽、消能设施、尾水渠引水渠的作用:将库水平顺引至溢流堰前。
溢流堰(控制堰)的作用:控制溢洪道的泄水能力。
泄水槽(陡坡段)的作用:将下泄洪水由水库的上游水位高程降至下游水位高程。
消能防冲段的作用:消除泄水槽下来的高速水流的能量。
尾水渠的作用:将溢洪道下泄的洪水平顺引至下游河道。
4.正槽式溢洪道控制堰段主要有哪些堰型?正槽式溢洪道控制堰段主要堰型有宽顶堰、实用堰、驼峰堰。
5.试述正槽式溢洪道泄槽平面和纵剖面布置的原则和方法。
泄槽的平面布置宜直线布置,不宜转弯;若必须转弯,转弯半径大于10倍的泄水槽底宽;采取收缩段,可减少开挖量,收缩角应小,以避免产生冲击波。
泄槽纵断面:宜采用单一的底坡;若坡度由陡变缓,边坡处应由反弧段连接;若坡度由缓变陡,边坡处应由抛物线连接。
复习第一章:我国水资源和水利电力建设概况1.按照所承担的任务,水利工程的分类(新书P3)1)河道整治与防洪工程2)农田水利工程3)水力发电工程4)供水和排水工程5)航运工程2.我国水资源的特点以及解决我国水资源面临问题的途径(新书P2、ppt)水资源特点:1)水资源总量丰富,人均占有量少2)水资源在空间上分布不平衡3)水资源在时间上分布不平衡4)水资源分布与人口、耕地布局不相适应5)水土流失严重6)水资源利用效率低解决途径:修建水利工程,在时间上重新分配水资源,在空间上调配水资源,并且拦截水土。
修建农田水利工程,提高水资源的利用效率。
3.解决水资源时间和空间分布不均匀的工程措施(找不到,自己总结的)兴建水库,跨流域调水第二章水库、水利枢纽和水工建筑物1.水工建筑物的特点(PPT、新书P16)1)工作条件的复杂性水工建筑物工作条件的复杂性主要由于水的作用。
水工建筑物要抵抗静水压力、浪压力、冰压力、动水压力,还要解决防渗和渗流控制的问题,除此外,还要解决高速水流可能带来的问题,做好消能防冲设计。
2)施工建造的艰巨性施工导流的问题,开挖地基和地基处理,工期较长遇到洪水期的问题,大体积混凝土温度控制的问题。
3)设计选型的独特性水工建筑物的型式、构造和尺寸与建筑物所在地的地形、地址、水文条件密切相关。
4)工程效益的显着性5)环境影响的多面性6)实施后果的严重性2.不同级别水工建筑物的不同要求主要体现在(新书P29)水利水电工程的等别,根据其工程规模、效益以及工程在国民经济中的重要性分,主要体现在防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程,拦河闸工程还根据其过闸流量的大小确定工程等别;灌溉、排水泵站的等别,应根据其装机流量和装机功率确定。
3.水利水电工程的等级(新书P30)综合利用的水电枢纽工程,当其水库总库容、装机容量分属不同的等别时,工程等别应取其中最高的等别。
1)永久性建筑物:主要建筑物:坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房次要建筑物:挡土墙、导流墙、工作桥2)临时性建筑物:导流建筑物库的特征水位与库容的意义和关系(新书P40)特征水位:1)正常蓄水位:(正常高水位、兴利水位、设计蓄水位)意义:水利在正常运用情况下,为了满足兴利要求在开始供水时应该蓄到的水位,它是决定水工建筑物的尺寸、投资、淹没、水电站出力等指标的重要因素。
第六章河岸溢洪道教学要求:了解溢洪道作用和工作特点,掌握溢洪道设计的基本步骤和方法,熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。
第一节概述在水利枢纽中,必需设置泄水建筑物。
溢洪道是一种最常见的泄水建筑物,用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流,以满足安全和其他要求而修建的建筑物。
溢洪道可以与坝体结合在一起,也可以设在坝体以外。
混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪,如各种溢流坝。
此时,坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物,枢纽布置紧凑、管理集中,这种布置一般是经济合理的。
但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝,一般不容许从坝身溢流或大量泄流;或当河谷狭窄而泄流量大,难于经混凝土坝泄放全部洪水时,需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道(通常称河岸溢洪道)或开挖泄水隧洞。
河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物,适用范围很广,除了以上情况外,还有:(1)坝型虽适于布置坝身泄水道,但由于其他条件的影响,仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是:①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时;②为布置水电站厂房于坝后,不容许同时布置坝身泄水道时;③水库有排沙要求,而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时(如三门峡水库,除底孔外,又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞)。
(2)虽完全可以布置坝身泄水道,但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时,也会用坝外泄水建筑物。
如:①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件,如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外,还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞;②施工期已有导流隧洞,结合作为运用期泄水道并无困难时。
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。
正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。
超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。
正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道,但采用这种布置是有条件的,应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定,主溢洪道宣泄常遇洪水,常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。