坪上水库溢洪道设计水力计算分析

1、!科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 2008年第18卷第19期在进入实验室以前,指导教师要对学生进行实验室安全培训,特别要强调强酸、强碱、有毒、有害、高温、高速运转以及放射物质等的危害,提早做好防范措施,大型仪器设备必须经过培训才可使用。(3过程管理。实验室需认真填写仪器设备运行记录、实验室开放情况登记簿等记录本,为学生实验成果建立专门档案(包括电子文档,并做好归档工作。开放实验项目完成预定任务后,项目负责人需及时填写验收报告;学生参与实验室开放项目必须按实验要求提交实验报告、论文或实物等实验结果。(4经费保障。学校设

2、立实验室开放专项经费,每学期将经费划拨到各实验室,由实验室对经费进行统一管理使用,主要用于补贴学生参加开放实验所需材料消耗、仪器设备维护等。同时,为了充分调动教师参与实验室开放的积极性和主观能动性,还应给予指导教师和实验技术人员相应的工作量补贴,(5授予学分。开放实验纳入学生实践教学环节,指导教师根据学生参与实验项目的情况综合评定学生成绩,达到优以上者由指导教师确定授予其实践学分。学分的授予能激励学生参与实验室开放的积极性,能发挥学生学习的主动性,培养学生的实践创新能力。4实验室开放的运行效果通过近3年实验室开放运行情况看,有3000人左右获得实践学分,充分发挥了实验室资源、人才和技术的优势,

3、提高了仪器设备尤其是大型仪器设备的使用率,调动了学生学习的主动性和积极性,培养了学生的实践动手能力和科学素养,以及分析问题和解决问题的能力。某同学的体会是:“第一次尝试开放性实验,没有了老师安排好的实验步骤以及现成的实验内容和一切繁琐的数据处理,刚开始时真的有点手足无措,不知道怎么干,从哪里开始干。经过在图书馆查找资料并请教了老师后,终于有了基本的思路,确定了具体的实验步骤并拟定了实验表。经过指导老师的认定后,第一次来到了实验室,根据拟定好的步骤进行了实验。实验过程中碰到了许多之前没想到的困难,然后进一步探寻解决的方法。最后在老师的指导下克服了困难。我觉得学校进行开放性实验更有利于提高大学生的

4、实践动手能力和信息收集能力,可以更好地适应社会。所以,开放性实验的开放是很有必要的。”教师们普遍认为:平时大家忙于教学和科研,与学生的交流不是很充分。通过开放实验室,学生和教师间能有一个更近距离的交流,学生进一步学会了怎样做实验,怎样完成实验总结。同时,对老师自身的要求也更高。”例如森林保护实验室通过开放工作,使学生能够利用课余时间结合教师的课题进行科学研究,培养了学生对实验和科学研究的兴趣,最大限度地使课堂知识和实验实践结合起来,加深了同学们的理论认识,提高了科学研究水平,为以后的科学研究奠定了坚实的基础。同时,使实验室的实验设备得到了综合利用,提高了实验设备的利用效率,分子生物学、饲料与营

5、养分析、生物农药分析与研究、昆虫学研究等实验仪器得到了充分的利用,发挥了高校实验室高端仪器在实验中的作用,达到了很好的效果。5结语实验室开放能鼓励和支持学生利用课余时间参加开放式实验教学,充分发挥学生自主学习的积极性、主动性,培养学生的创新意识、创新精神和动手能力,充分发挥实验室的资源优势,提高仪器设备的利用率,优化实验室结构,并促进实验课程教学改革,提高实验教学水平和质量。参考文献1刘秀凤,张天学.创建和谐型开放式高校实验室培养学生实践和创新能力J .科技情报开发与经济,2007(36:229-230.2杨秀平,刘莉丽,高爱琴.开放实验室为学生架起了走向社会的桥梁J .中国科技信息,2007

6、(13:224-225.3王瑞.实验室开放的实践与探索J .天津农学院学报,2007(11:85-87.(责任编辑:邱娅男第一作者简介:代向阳,男,1980年4月生,2006年毕业于北京林业大学森林培育专业,实习研究员,浙江林学院,浙江省临安市,311300.The Management and Practice of the Opening of University LaboratoryDAI Xiang-yang,YAO Su-mei,DAI Jian-bing,HE MingABSTRACT:Through introducing the practice of the opening

7、 of the laboratory of Zhejiang Forestry University,this paper probes into the operation system and management mode of the opening of university laboratory.KEY WORDS:opening of laboratory;practical teaching;teaching quality坪上水库位于山西省定襄县境内的滹沱河干流上,水库坝址距定襄县城约56km ,距忻州市忻府区约76km 。滹沱河属海河流域主要水系之一的子牙河上游,坪上水库是

8、滹沱河干流上山西省境内的唯一的控制性工程,控制流域面积11996km 2,预计水库总库容3.26亿m 3。以供水保证率97%计算,建库10年水平年供水量2.0亿m 3,建库20年水平年供水量1.6亿m 3,建库30年水平年供水量为0.8亿m 3。其主要任务是以城市生活及工业供水为主,兼顾水力发电、防洪、灌溉等综合利用,是解决忻定盆地缺水的关键性工程。文章编号:1005-6033(200819-0192-03收稿日期:2008-05-12坪上水库溢洪道设计水力计算分析郭寒茹(水利部山西水利水电勘测设计研究院,山西太原,030024摘要:介绍了坪上水库的地理位置和溢洪道的布置情况,分析了溢洪道水位

9、与泄量的关系,阐述了水面线和挑流消能计算。关键词:坪上水库;溢洪道;水面线;挑流消能中图分类号:TV62文献标识码:A192表1库水位与溢洪道泄量关系水库水位/m 669.50670.50671.50672.50673.50674.50675.50泄流量/(m 3/s 132.90374.65686.001052.551466.021920.602412.00水库水位/m 676.50677.50678.50679.50680.50681.50682.50泄流量/(m 3/s 2936.843492.364076.244686.505321.405979.416659.17水库水位/m 683

10、.50684.50685.50686.50687.50688.50泄流量/(m 3/s 7359.428079.058817.019572.3710344.2011131.80在水利枢纽中,泄水建筑物的设计是非常重要的,而溢洪道作为一种最常见的泄水建筑物,可以用于宣泄规划库容不能容纳的洪水,防止洪水漫溢坝顶,保证大坝安全。本文重点讨论坪上水库溢洪道的设计问题。1溢洪道布置坪上水库溢洪道采用正槽式河岸溢洪道形式,正槽式溢洪道的泄水槽与堰上水流方向一致,所以其水流平顺,超泄能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量,是一种采用最多的河岸溢洪道形式。本工程溢洪道设在大坝左岸,为开敞式正槽溢

11、洪道。受地形条件限制,溢洪道平面采用曲线型布置,转弯半径500m ;进口底高程660.00m ,总宽72m ;主要由引渠段、控制段、泄槽段、挑流段四部分组成,总长596.77m 。溢洪道相应水库设计洪水位677.50m 和校核洪水位680.80m 时的泄量分别为2992m 3/s 及5519m 3/s 。溢流堰堰顶高程为668.50m ,堰前设检修叠梁闸门,闸孔尺寸12m ×10m ,5孔共用1套叠梁闸门;堰顶设5孔弧形工作闸门,闸孔尺寸12m ×10m ,每孔宽12m ;堰顶曲线O 点上游为三段圆弧连接成的曲线,其圆弧半径由堰顶设计水头确定;O 点下游为WES 剖面曲线,

12、曲线方程经计算为Y=0.0688X 1.85,下接下游直线段及反弧段,反弧半径13.163m 。桩号0-185.50-030为引渠段,桩号0-0300+030为控制段,桩号0+0300+400为弯道泄槽段,桩号0+4000+417.66为挑流段。溢洪道底坡为1/10。溢洪道断面为矩形断面,边墙高经计算并考虑与坝体连接为5.3m 16.36m 。挑流鼻坎为连续式,反弧半径R=40.0m ,挑射角度为20°。溢洪道基础均坐落在新鲜基岩上。在溢流堰处设交通桥与大坝公路连接。交通桥桥面高程683.00m ,宽8.0m ,长72.0m 。2溢洪道水力计算溢洪道泄量:校核洪水位时为5519m 3

13、/s ,设计洪水位时为1533m 3/s 。水力计算包括溢洪道泄流能力计算、水面线计算、出口挑流消能及冲刷计算。2.1溢洪道泄流能力计算根据溢洪道设设计规范SL 2532000,计算公式为:Q=cm !"s B 2g !H o3/2!=1-0.2#k +(n-1$0"#H 0nb式中,Q 为泄量,m 3/s ;"s 为淹没系数;c 为上游堰坡影响系数;%为闸墩侧收缩系数;$k 为边墩形状系数;$0为中墩形状系数;M 为流量系数;B 为溢流堰总净宽,B=nb ;n 为堰孔数,n=5孔;b 为单个堰孔的净宽;H 0为包括行近流速水头的堰前水头,m 。计算结果见表1。2

14、.2溢洪道水面线计算根据溢洪道设计规范SL 2532000,泄槽水面线应根据能量方程,用分段求和法计算,计算公式如下:!l 1-2=(h 2cos &+a 2V 22/2g -(h 2cos &+a 2V 22/2g /(i-J 平均式中,!l 1-2为分段长度,m ;h 1,h 2为分段始、末断面水深,m ;V 1,V 2为分段始末断面平均流速,m/s ;1,2为流速分布不均匀系数,取1.05;为泄槽底坡角度,(°i 为泄槽底坡,i=tg ;J 平均为分段内平均摩阻坡降,J 平均=n 2V 平均2/R 平均4/3;n 为泄槽槽身糙率系数;V 平均为分段平均流速,V=

15、(V 1+V 2/2,m/s ;R 平均为分段平均水力半径,R 平均=(R 1+R 2/2,m 。泄槽上游接实用堰,起始计算断面定在堰下收缩断面处,起始断面水深h 1计算公式为:h 1=q/(2g (H 0-h 1cos 0.5式中,q 为起始断面单宽流量,m 3/(s m ;H 0为起始计算断面渠底以上总水头,m ;为泄槽底坡坡角;为起始断面流速系数,取0.95。经计算,在校核泄量5519m 3/s ,泄槽底坡为1/10时,h 1=4.513m 。溢洪道边墙高度由掺气水深加超高确定,掺气水深计算公式为:h b =(I+v/100h式中,为修正系数,取1.0s/m 1.4s/m ,流速大者取大

16、者。边墙高度:因泄槽大部分为弯曲段,所以超高取1.5m 。经计算泄槽临界底坡为1/1000,泄槽水面线分别按1/10,1/25,1/50,1/100等4种底坡计算,根据计算结果结合溢洪道地形及地质情况综合分析,确定泄槽底坡为1/10。计算结果见表2。根据计算结果确定溢洪道边墙高为5.3m 16.36m ,采用钢筋混凝土结构,边墙厚0.6m ,底板厚0.6m ,并在底板及边墙设锚杆与基岩连接。2.3挑流消能计算根据规范确定挑射角为20°,反弧半径R=(410h ,或R m in =23h/Fr ,经计算h=2.79m ,确定R=40m 。根据溢洪道设计规范SL 2532000,挑流射程

17、计算公式:L=v 2sin &+cos &+vcos &v 2sin 2&+2g(h 2+h 1cos &!g式中,L 为自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距,m ;h 1为挑流鼻坎末端法向水深,m ;v 为鼻坎坎顶水面流速,m/s ;为挑流水舌射出角;h 2为鼻坎顶点与下游河床高程差;g 为重力加速度。对基岩河床冲刷坑深度计算公式:t=Kq 0.5Z 0.25式中,t 为冲刷坑深度;q 为单宽流量;Z 为上下游水位差;K 为抗冲系数,K=1.5。计算结果见表3。由于溢洪道坐落在新鲜基岩上,所以下游护坦不进行防护。3安全监测设计溢洪道的安全

18、运行对大坝的正常运行起着非常重要的作用,鉴于溢洪道在水库运行中的重要地位,溢洪道应设置必要的监测项目及其相应设施,定期进行系统的观测。本工程为级建筑物,安全监测的设计内容包括水位监测、水力学监测、变形监测、渗流监测和应力应变监测。3.1水位监测水文监测主要监测堰前及消力池出口水位,监测断面分别设在溢流堰前10m 处及尾坎下游30m 处。3.2水力学监测桩号0+0300+0800+1300+1800+2300+2800+3300+330流量/(m 3/s 55195519551955195519551955195519水深/m4.5133.9193.5453.2823.0862.9342.812

19、2.679掺气水深/m5.594.994.624.364.164.013.893.75超高/m1.51.51.51.51.51.51.51.5边墙高/m7.096.496.125.865.665.515.395.25表2溢洪道水面线计算结果表项目设计洪水位情况校核洪水位情况挑距/m66.11106.00冲刷坑深度/m13.8926.43表3溢洪道挑流计算成果表郭寒茹坪上水库溢洪道设计水力计算分析本刊E-mail:bjb 实践与创新193科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 2008年第18卷第19期Analysis on

20、the Hydraulic Calculation in the Spillway Design of Pingshang ReservoirGUO Han-ruABSTRACT:This paper introduces the geographical position of Pingshang Reservoir and the layout condition of its spillway,and analyzes the relationship between the water level of spillway and the discharge flow,and expou

21、nds the calculation of the water surface profile and energy dissipation by trajectory jet.KEY WORDS:Pingshang Reservoir;spillway;water surface profile;energy dissipation by trajectory jet溢洪道水力学监测包括水流流态、流速、流量、水面线、消能、冲刷等项目。水流流态及流速监测结合水位监测布置,观测断面设置5个,分别布置在挑流鼻坎末端、溢流堰面处、下游回流处,1/3和2/3泄槽总长断面处。流量观测断面结合流速监测布

22、置在泄槽1/3和2/3泄槽总长断面处。水面线观测结合水文基本水位监测断面设计,监测断面分别设在溢流堰前10m 处及尾坎下游30m 处。消能观测主要测量水舌剖面轨迹、平面水流流态以及平面扩散范围,观测方法为单经纬仪交合法、双经纬仪交会法和摄影法。下游冲刷观测断面设在下游冲刷坑范围内,共布置3个断面,每个断面间距8m 。3.3变形监测变形监测包括垂直、水平位移,纵横缝及裂缝,高边坡表面位移和内部位移,观测断面可与大坝统筹安排布设。3.4渗流监测渗流观测包括渗流量、堰基渗流压力、绕堰渗流、高边坡内地下水位及渗流,观测断面可与大坝统筹安排布设。3.5应力和应变监测应力、应变监测包括闸墩应力、应变,边坡

23、加固措施应力、应变,观测断面设在闸墩内及边坡有断层、裂隙、夹层层面出露部位处。4结语以上是结合坪上水库工程实例进行的溢洪道设计浅析,希望能给相关的工程技术人员一些启迪和帮助,共同搞好正槽式河岸溢洪道的设计,保证工程的安全,为祖国的水利科技事业做出贡献。(责任编辑:薛培荣第一作者简介:郭寒茹,女,1976年11月生,2001年毕业于太原理工大学,助理工程师,水利部山西水利水电勘测设计研究院,山西省太原市,030024."""""""""""""""

24、""""""""""""""""""""""""""为了适应铁路又快又好的发展和运输量增加的需求,提高机车周转率,我段于2005年在侯马介休区段实施了双班单司机执乘的乘务方式。总结几年来双班单司机执乘情况,在机车故障应急处理方面存在较大问题。单司机执乘后,机车主电路发生接地、过流、制动过流等故障后,不能保证在行车安全的前提下,在很短的时间内有效处理故障,在困难区段经常造成途中停车,严重影响了运输秩序。针对上述情况,在保留原设计基础上,对主电路发生接地、过流、制动过流电器系统进行改造,使乘务员能够在司机室方便、