《跌水与陡坡》PPT课件.ppt

第二节进口段的水力计算 第三节陡坡段的水力计算 第六章跌水与陡坡 第四节跌水与陡坡的下游衔接消能 第一节概述 第一节概述 一 落差建筑物的类型定义 当渠道通过地面过陡的地段时 为了保持渠道的设计比降 避免大填方或深挖方 往往将水流落差集中 修建建筑物联接上下游渠道 这种建筑物称落差建筑物 1 落差建筑物类型跌水 陡坡 斜管式跌水和跌井式跌水等四种 跌水和陡坡应用最广 2 落差建筑物的设计内容水力设计 衔接消能二 跌水形式 有单级跌水和多级跌水两种形式 超过3 5米时宜采用多级跌水 一 单级跌水 图p132 组成 进口连接段 跌水口 跌水墙 消力池 出口连接段 1 进口连接段作用 为使渠水平顺进入跌水口 使泄水有良好的水力条件 常在渠道与跌水口之间设连接段 型式 扭曲面 八字墙 圆锥形等 2 跌水口 图p133 又称控制缺口 是设计跌水和陡坡的关键 形式 有矩形 梯形和底部加台堰等形式 3 跌水墙 图p134 形式 有直墙和倾斜式两种 多采用重力式挡土墙 4 消力池作用 跌水墙下设消力池 使下泄水流形成水跃 以消减水流能量 形式 消力池在平面布置上有扩散和不扩散形式 它的横断面形式一般为矩形 梯形和折线形 折线形布置为渠底高程以下为矩形 渠底高程以上为梯形 5 出口连接段作用 下泄水流经消力池后 在出口处仍有较大的能量 流速在断面上分布不均匀 对下游渠道常引起冲刷破坏 为改善水力条件 防止水流对下游冲刷 在消力池与下游渠道之间设出口连接段 其长度应大于进口连接段 二 多级跌水 图p135 与单级跌水的区别 将消力池作成几个阶梯 各级落差和消力池长度都相等 使每级具有相同的工作条件 并便于施工 多级跌水的分级数目和各级落差大小划分依据 应根据地形 地质 工程量大小等具体情况综合分析确定 当受地形地质条件影响较大时 也可修建不连续的多级跌水 三 陡坡组成 由进口连接段 控制堰口 陡坡段 消力池和出口连接段组成 陡坡与跌水区别 在于陡坡段代替了跌水墙 一 陡坡段的布置布置形式 陡坡底可作成等宽的 底宽扩散形和菱形三种 1 扩散形陡坡作用 可以使水流在陡坡上发生扩散 以减小单宽流量 这对下游消能防冲有利 陡坡的比降选择依据 根据修建陡坡处的地形 地质 跌差及流量大小等条件确定 2 菱形陡坡 图p140 布置形式 上部扩散下部收缩 在平面上呈菱形 在收缩段的边坡上设置导流肋 作用 减轻了对下游的冲刷 3 陡坡段的人工加糙 图p140 作用 对促使水流紊动扩散 降低流速 改善下游流态及消能均起着重要作用 加糙形式 有交错式矩形糙条 单人字形槛 双人字形槛 棋布形方墩等 跌水 陡坡 多级跌水示意图 斜管式跌水示意图 多级陡坡示意图 一 缺口控制段的水力计算二 闸门控制段的水力计算三 退水与泄洪道进口的水力计算 第二节进口段的水力计算 一 缺口控制段的水力计算1 矩形缺口和台堰缺口的水力计算 第二节进口段的水力计算 矩形缺口 台堰式缺口 2 梯形缺口的水力计算 例试设计一梯形缺口 已知 上游渠道与水位流量关系曲线 设计流量Q 9m3 s 相应渠道水深1 79m 连接渐变段为扭曲面 长5 5m 二 闸门控制段的水力计算主要任务 确定闸孔数量和闸孔尺寸1 堰流计算 b为闸孔宽度 其它参数同水力学 2 孔流计算1 平板闸门下自由出流计算 实践中常应用下式 根据试验 0 1 e H 0 65 自由孔流流量系数由下述经验公式计算 2 弧形闸门下自由出流计算 或 对平底弧形闸门泄流 3 平底胸墙孔口泄流计算 当闸门局部开启时 其泄流流量按平板闸门闸下出流计算 三 退水与泄洪道进口的水力计算 流量系数与堰的边缘形状 堰上水头 堰高等有密切关系 一 起始断面起始水深的确定二 落差较小的陡坡水力计算三 落差较大的陡坡水力计算四 陡坡边墙高度的确定五 陡坡衬砌 人工护面 的确定 第三节陡坡段的水力计算 一 起始断面起始水深的确定对于一般工程 取hk 临界水深 作为控制断面水深 二 落差较小的陡坡水力计算设计目的 推求陡坡末端的跃前水深 作为考虑衬砌材料和消能工设计计算的依据 缺口下泄水流按自由跌落水流计算 三 落差较大的陡坡水力计算1 临界水深的计算 2 正常水深的计算1 正常水深可按明渠均匀流公式由试算法