水工建筑物——泄水建筑物知识系列(1)

溢流坝的消能防冲
• (一)底流消能
• 底流消能是在下游修建消力池，通过水跃，将泄 水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动 能的消能方式。消能主要靠水跃产生的表面漩滚 与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用，如 图所示。
溢流坝的消能防冲
• (二)挑流消能
• 挑流消能是利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流 挑射至空中，然后跌落在离建筑物较远的河床，与下游水流 衔接的消能方式。能量的耗散分为三部分：急流沿固体边界 的摩擦消能；射流在空中与空气的摩擦、掺气、扩散消能； 射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能，如) 溢流坝的特点 • 溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物。所以 设计溢流坝时，除应满足抗滑稳定和强度要求以 外，还需根据洪水特性、枢纽布置、工程造价、 水库运用方式及下游河道安全泄量等问题，经技 术经济比较，研究确定溢流坝的位置选择、泄水 方式的组合、泄量分配以及堰顶和泄水孔口高程 与位置等，同时要考虑下游的消能问题。
1-戽内漩滚；2-戽后底部漩滚；3-下游表面漩滚；4-戽后涌浪
• 检修闸门布置在工作闸门的上游，与工作 闸门之间的间距为1～3m，便于检修人员工 作。检修闸门是在工作闸门、建筑物及机 械设备需要进行检修时起临时挡水作用， 如油漆工作闸门、更换止水橡胶等。 • 闸墩的作用是分隔闸孔，承受闸门传来的 水压力，作为坝顶桥梁的支撑。闸墩的厚 度与闸门形式有关。
(三)溢流坝构造
溢流坝的消能防冲
• （四）消力戽消能
• 消力戽的构造类似于挑流消能设施，但其鼻坎潜设在水下，下泄水流 在被鼻坎挑到水面时，形成涌浪，同时在消力戽内、消力戽下游的水 流底部以及消力戽下游的水流表面形成三个旋滚，即所谓“三滚一 浪”，见图所示。消力戽的作用主要在于使消力戽内的旋滚消耗大量 能量，并将高速水流挑至水面，减轻对河床的冲刷。

水电站水工建筑物概述(一)（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）水电站水工建筑物概述(一)一、水利枢纽1.什么是水利水电工程枢纽？为了满足防洪需求，获得发电、灌溉、供水、航行等方面的综合效益，需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物，用来控制和支配水流。

这些建筑物通称为水工建筑物，而不同功能的水工建筑物组成的综合体称为水利水电工程枢纽。

2.水工建筑物按其作用可分为几类？水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取(进)水建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。

但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型。

如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；水闸既能挡水，又可泄水，有时还作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物，等等。

3.什么是挡水建筑物？用于拦截江河水流，形成水库或空高上游水位的建筑物。

如各种坝和水闸以及为抗御洪水或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。

4.水库有哪些特征水位及相应库容？库容大小决定着水库调节径流的能力和它所能提供的效益。

因此，确定水库特征水位及其相应库容是水利水电工程规划、设计的主要任务之一。

(1) 死水位和死库容水库正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位，该水位以下的库容即死库容。

除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不能动用这部分水库的水量。

(2) 正常蓄水位和兴利库容水库正常运用情况下，为满足设计的兴利要求，在设计枯水年(或枯水段)开始供水时应蓄到的水位，称为正常蓄水位，又称设计兴利水位。

该水位与死水位间的库容即兴利库容。

正常蓄水位到死水位间的水库深度称为消落深度或工作深度。

(3) 防洪限制水位水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。

可根据洪水特性和防洪要求，对汛期不同时期分段拟定。

(4) 防洪高水位和防洪库容当退下游防护对象的设计洪水位时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。

第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物，而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。

第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物（导流堤、护岸、护底等）、专门建筑物（水闸、船闸、升船机等）将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水利水电工程的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。

2.水利工程的特点（1）工作条件复杂（2）受自然条件制约，施工难度大（3）效益大，对环境影响也大（4）失事后果严重（5）个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用：指外界环境对水工建筑物的影响。

主要作用有：重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应：建筑物对外界作用的响应。

如：应力、变形、振动等荷载：在进行结构分析时，如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载，也叫直接荷载。

直接荷载如：自重、水荷载间接荷载：在进行结构分析时，无法用一个明确的外力来表示，其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出。

建筑物的作用效应分析方法：O 1数学模型：物理模型（模型试验）0 2经验类比G3解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备：1. 单一安全系数法；2.分项系数极限状态设计法极限状态：当整个结构（包括地基）或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求时，称此种特定状态为该功能的极限状态。

第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物，而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。

第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物（导流堤、护岸、护底等）、专门建筑物（水闸、船闸、升船机等）将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水利水电工程的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。

2.水利工程的特点（1）工作条件复杂（2）受自然条件制约，施工难度大（3）效益大，对环境影响也大（4）失事后果严重（5）个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用：指外界环境对水工建筑物的影响。

主要作用有：重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应：建筑物对外界作用的响应。

如：应力、变形、振动等荷载：在进行结构分析时，如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载，也叫直接荷载。

直接荷载如：自重、水荷载间接荷载：在进行结构分析时，无法用一个明确的外力来表示，其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出。

建筑物的作用效应分析方法：○1数学模型：物理模型（模型试验）○2经验类比○3解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备：1.单一安全系数法； 2.分项系数极限状态设计法极限状态：当整个结构(包括地基)或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求时，称此种特定状态为该功能的极限状态。