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水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析摘要：随着经济的发展，水利工程的发展也在进一步推进，而在水利工程中，泄洪建筑物是不可缺少的重要部分，所以水利枢纽的泄槽设计就显得极为重要。
本文主要就水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计进行了分析研究。
关键词：水利枢纽正槽溢洪道泄槽设计引言近年来，洪水频发给人们的生命以及财产安全造成了严重威胁，所以水利枢纽的防洪泄槽就显得尤其重要。
必须要注重水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计，确保水利的正常运行。
而正槽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,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。
其中,控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体，注重溢洪道主体的设计与管理是做好水利工程的关键所在。
一、泄槽的布置1、平面布置泄槽在平面上宜尽量成直线、等宽、对称布置,使水流平顺,避免产生冲击波等不良现象。
但实际工程中受地形、地质条件的限制,有时泄槽很长,为减少开挖、衬砌工程量或避免地址软弱带等,往往做成带收缩段和弯曲段的型式以及扩散段。
(l)收缩段。
泄槽段水流属于急流,如必须设置收缩段时,其收缩角也不宜太大。
当收缩角太大时,必须进行冲击波计算,并应通过水工模型试验验证。
收缩段最大冲击波波高由总偏转角大小决定,而与边墙偏转过程无关。
因此,为了减小冲击波高度,采用直线形收缩段比圆弧形收缩段为好。
当收缩角较小时,冲击波较小,不一定要进行冲击波计算,可直接采用经验公式计算收缩角。
(2)弯曲段。
泄槽弯曲段通常采用圆弧曲线,弯曲半径应大于10倍槽宽。
弯曲段水流太复杂,设计的主要问题在于使断面内的流量分布趋近均匀,消除或抑制冲击波。
弯曲段的水力设计方法很多,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,使它与水流所受的离心力相平衡,以达到消除干扰的目的。
渠底超高法,弯曲导流墙法等方法都属于这一类。
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,以消除原来的扰动影响。
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。
简介
溢洪道（yì hóng dào）是]水库等水利建筑物的防洪设备，多筑在水坝的一侧，象一个大槽，当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。
包括：进水渠控制段泄槽出水渠。
分类
溢洪道按泄洪标准和运用情况，分为正常溢洪道和非常溢洪道。
前者用以宣泄设计洪水，后者用于宣泄非常洪水。
按其所在位置，分为河床式溢洪道和岸边溢洪道。
河床式溢洪道经由坝身溢洪。
岸边溢洪道按结构形式可分为：①正槽溢洪道。
泄槽与溢流堰正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致。
②侧槽溢洪道。
溢流堰大致沿等高线布置，水流从溢流堰泄入与堰轴线大致平行的侧槽后，流向作近90°转弯，再经泄槽或隧洞流向下游。
③井式溢洪道。
洪水流过环形溢流堰，经竖井和隧洞泄入下游。
④虹吸溢洪道。
利用虹吸作用泄水，水流出虹吸管后，经泄槽流向下游，可建在岸边，也可建在坝内。
岸边溢洪道通常由进水渠、控制段、泄水段、消能段组成。
进水渠起进水与调整水流的作用。
控制段常用实用堰或宽顶堰，堰顶可设或不设闸门。
泄水段有泄槽和隧洞两种形式。
为保护泄槽免遭冲刷和岩石不被风化，一般都用混凝土衬砌。
消能段多用挑流消能或水跃消能（见消能工）。
当下泄水流不能直接归入原河道时，还需另设尾水渠，以便与下游河道妥善衔接。
溢洪道的选型和布置，应根据坝址地形、地质、枢纽布置及施工条件等，通过技术经济比较后确定。
第二节正槽溢洪道一、工作特点:开敞式正面进流. 泄槽与溢流堰轴线正交,过堰水流与泄槽方向一致.组成: 进水段（引水渠）, 控制段,泄槽(陡槽), 消能段,尾水渠.优点:结构简单,进流量大,泄流能力强,工作可靠,施工、管理、维修方便，因而被广泛采用。
图7-1 正槽溢洪道布置图二、正槽溢洪道各组成部分的设计1、引水渠作用：使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄槽的流态。
设计原理：在合理的开挖方量下，尽量减少水头损失，以增加溢洪道的泄水能力。
断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。
进口布置形式：喇叭口。
图7-2 溢洪道的整体布置单位：m2、控制堰段作用:控制溢洪道的泄流能力.横断面:矩形纵剖面:实用堰和宽顶堰设计要求:有足够的泄流能力.*实用堰:流量系数大，需要的溢流前缘较短，较之宽顶堰可减少工程量。
但施工复杂，多用于岩石地基上，尤其是岸坡较陡的大中型工程。
形式：克-奥型、WES曲线型*宽顶堰:结构简单，施工方便。
但流量系数较小，需要的溢流前缘较长。
多用于泄洪量不大或附近地形较平缓的中小型工程中。
B----堰顶长度H----堰上水头P-----堰高图7-3 常用的控制堰*实用堰的高度:1、低堰(0.3<P/H d<1.33), m值先随H0/H d的加大而加大,然后随H0/H d的减小而减小,存在一个极值m;2、高堰(P/H d>1.33), m为递增函数.图7-4 WES堰m～H0/Hd,P/Hd的关系3、泄槽段工作特点：在溢流堰后用泄槽与消能段相接，为使槽内水流呈急流状态其纵坡常为大于临界坡度的陡坡，因此又称其为陡槽。
由于泄槽内水流流速较高，设计时必须考虑高速水流产生的冲击波、脉动和空蚀现象，在布置和构造上予以重视，一般应加高、加固泄水槽的边墙，以确保溢洪道的安全。
（1）泄槽的纵剖面设计泄槽的纵坡一般做成为大于临界坡度的陡坡，通常i=1%～5%，有时可达10%～15%。
*变坡：泄槽很长时，为适应地形、地质条件而设。
