水利工程概论32-河床式溢洪道溢流坝

第二节溢洪道1、溢洪道的设计要求及分类（1）设计要求

必须有足够的泄水能力（尺寸及形状）；运用必须灵活可靠（闸门控制流量）；必须保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷。（下游要有消能设施）新安江大坝泄洪新丰江溢洪道闸门及溢流堰（2）溢洪道的分类根据在枢纽中的位置，溢洪道可分成两大类：

河床式溢洪道（溢流坝）——布置在河床中的拦河坝上的溢洪道；

河岸式溢洪道

——布置在河岸上的溢洪道。河床式溢洪道

（溢流坝）河岸式溢洪道2、河床式溢洪道——溢流坝（1）溢流坝前缘长度和堰顶高程满足泄水要求且下泄量受下游防洪和上游淹没限制。在同一下泄流量和库水位情况下，堰顶高，前缘长；堰顶低则前缘短，但单宽流量大。溢流坝前缘长度溢流坝堰顶高程（2）溢流堰顶闸门设置不设闸门——堰顶高程同正常高水位，泄洪时加大了淹没范围，非溢流段坝顶高程较高。但结构简单，管理方便，适合中小型工程。（洪水到来时，上游水位有一个壅水高度，加大了淹没）设闸门——闸门顶略高于正常高水位，堰顶高程较低，可调节水库水位和下泄流量，减少淹没范围和非溢流段坝顶高程，适合大型工程。（洪水到来前，可以开启闸门预泄库水腾出库容）无闸门控制的溢流坝顶有闸门控制的溢流坝顶壅水高度（3）溢流坝的下游联接下泄的水流挟有巨大能量，对下游河床产生巨大的冲刷，必须要有可靠的消能设施。混凝土溢流重力坝的消能设施常见的有四种：底流消能面流消能挑流消能戽流消能底流消能在坝趾下游设一定长度的混凝土护坦，采用消力池、消力坎（消力墙）等措施，促使水流在护坦上产生水跃，通过水流的内部摩擦、掺气和撞击消耗能量。

面流消能在坝址处利用鼻坎将水流挑至水面(不是空中)，主流在水面逐渐扩散消能，在鼻坎附近表面主流与河床之间形成逆向旋滚，使高速水流与河床隔开，避免对坝趾附近河床的冲刷，逆向旋滚也可消除一部分能量。面流消能不需设护坦和其他加固措施。不如底流消能用的普遍。

底流消能面流消能挑流消能利用设在坝址处的鼻坎将水流挑向空中，使水流扩散、掺气，然后跌入下游河床水垫中，发生旋滚和摩擦，以消耗能量。

构造简单、经济、工期短，适于高水头，下游河床基岩完整，水垫较深的电站。消力戽消能在坝址设置一戽斗，使水流分别在戽内和戽后漩滚，形成“三滚一浪”，即戽内的戽滚，戽后的底滚，主浪涌浪及后面的面滚。利用滚浪和涌浪产生强烈的掺混和紊动，进而达到消能目的。挑流消能消力戽消能不同消能工汇总消能工类型原理优点缺点适用底流消能靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的剧烈紊动、剪切和掺混，将急流转变为缓流。流态稳定、消能效果好，对地质条件和尾水变幅适应强，水流雾化小。护坦较长，土石方开挖量大，工程造价高。水头较小的中、低坝或基岩软弱的河道。挑流消能利用挑流鼻坎将急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床，在空中经扩散、掺气消能。对尾水变幅适应性强，结构简单，施工、维修方便，耗资省。下游冲刷严重，堆积物多，尾水波动大雾化大。基岩比较坚固的中、高水头。面流消能利用鼻坎将主流挑至水面，在主流下面形成水滚，旋滚流速较低，而且系沿河床流向坝址，河床一般不需加固。不需要做护坦。水流不稳定，可能影响电站运行和下游航运，冲刷两岸。下游尾水较深，流量变化较小，水位变幅不大，或有排冰、漂木的中、低坝。戽流消能挑流鼻坎潜没在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生旋滚，经鼻坎将水流挑至表面。工程量较消力池小，冲刷坑比挑流式的浅，不存在雾化问题。下游水面波动大，绵延