跌坎型底流消能工研究综述
浅谈水库溢洪道消能设计
浅谈水库溢洪道消能设计 发表时间：2015-10-10T10:06:28.913Z 来源：《基层建设》2015年8期作者：郑富春[导读] 深圳市水务规划设计院本文对于水库溢洪道消能工的各种型式选择原则及方法进行阐述，并结合工程实际对溢洪道消能设计和消能率复核的方法进行说明。深圳市水务规划设计院 摘要：本文对于水库溢洪道消能工的各种型式选择原则及方法进行阐述，并结合工程实际对溢洪道消能设计和消能率复核的方法进行说明。 关键词：水库；溢洪道；消能设计前言 溢洪道的建设是为保证水库大坝的安全，宣泄超过规划库容的洪水，防止洪水溢坝，必须设置溢洪道。溢洪道下泄水流能量巨大，若不经妥善处理，必会导致下游河床受到严重冲刷，甚至可能引起岸坡坍塌、大坝失事的灾难性后果，所以又必须设置消能设施。溢洪道消能设计主要基于能量转换原理，通过造成水流内部紊动漩滚、水股之间扩散碰撞、水流与固体边界摩擦撞击、水流与周围空气摩擦掺混等途径，消耗水流动能，减轻对下游河床的冲击和破坏。《溢洪道设计规范》（DL/T 5166-2002）在其条文说明5.5.1条中列出了4种消能型式，即底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。目前，水库溢洪道使用比较多的是挑流消能和底流消能，据统计两种型式比例分别达到85%和15%。随着水利水电工程实践的发展，近年来出现了一些新的消能型式，例如引入T型墩、宽尾墩、台阶式消能、多种消能型式复合等。水利工程与当地自然地理、气候条件、水文地质等关系很大，因势利导、因地制宜的特点非常突出，反映在溢洪道消能设计方面也是百花齐放、各具特色，因此如何选择溢洪道消能型式、怎样进行消能防冲设计是一个常讲常新的话题，本文就此进行了分析和探讨。 一、溢洪道消能型式选择（一）消能型式选择原则消能型式应满足技术经济原则。从技术上讲，应选择先进、可靠、安全、消能率高的型式，例如戽流消能虽具有消能效果好、体积小、工程量少、施工方便等优点，但国内几乎没有溢洪道戽流消能案例[1]，理论研究和工程实践都不成熟，所以不应成为首选。从经济角度考虑，工程量要小、造价适中。溢洪道是特定条件下使用的泄水建筑物，一般不会使用很频繁，因此在保证安全可靠的前提下，没有必要设计的过于复杂，为了提高经济效益，应选择简洁、高效的型式，这样有利于控制成本。（二）消能工型式选择方法4种主要消能型式的优缺点、适用范围如表1所示。 表1 溢洪道消能工适用表 在考虑消能工型式时，主要从地形条件、地质条件、泄流条件以及运行方式、下游水深、河床抗冲能力、下游水流衔接、泄流雾化影响等方面综合考虑。由表1可见，面流消能和戽流消能适用于下游水深较大的场合，而挑流消能和底流消能对这方面的要求不高，所以通过水利计算得到的消能所需的下游水深-单宽流量的消能率定曲线，与根据下游水位流量关系绘制的下游水深-单宽流量的尾水率定曲线进行比较，可以判断选择哪一类消能型式更适合。 由于河道较宽，任何流量条件下溢洪道满足消能所需的下游水深始终大于尾水深度。由于尾水深度不足，显然不适合采用面流消能和戽流消能型式，所以应在挑流消能和底流消能之间进行选择。再结合地质情况，因为地表依次为耕作土层、粉土层、强风化岩层和中风化岩层，总厚度达8～15m，抗冲条件较差。再加上水头较小，其下泄校核标准流量的挑距为31m，冲刷坑深度达11.8m，存在严重安全隐患，所以选择挑流消能型式也不适合，只有选用底流消能型式了。 二、溢洪道消能防冲设计（一）消能结构设计
某大坝溢洪道的挑流消能设计探析
某大坝溢洪道的挑流消能设计探析 【摘要】简述了某大坝溢洪道的体型设计，对水工模型试验、运行情况进行了简要说明以供类似的高坝泄流设计参考。 【关键词】大坝；溢洪道；挑流消能 The some big dam spillway pick to flow to eliminate an ability design discussion and analysis Gao Hua-feng (Xinjiang yili water conservancy electric power survey design research institute Yining Xinjiang 835000) 【Abstract】The type of figure design of some big dam spillway, to water work model experiment, circulate the circumstance carried on a synopsis elucidation with provide similar of Gao Ba4 Xie4 flow a design reference. 【Key words】Big dam;Spillway;Pick to flow to eliminate an ability 1. 工程概况 某大坝是一座以发电为主，兼顾灌溉、防洪、养殖等综合利用的工程，枢纽建筑物主要有大坝、发电引水隧洞、厂房及升压站。大坝为浆砌石双曲薄拱坝，正常蓄水位为421.0m，水库总库容3505×104m3。大坝设计基坑底部高程为323m，坝顶高程为423.5m，设计的最大坝高为100.5m，顶拱弧长为247.4m，大坝坝顶宽4.5m，拱冠梁底宽20.5m。坝体材料为C15细石砼砌块（条）石，上游设有C20砼防渗面板。 大坝溢洪道采用坝顶表孔式溢洪道，溢流净宽30m，共设3孔，每孔净宽10米，采用挑流消能。溢洪道进口设弧形钢闸门控制，钢闸门正常挡水高度5m，堰顶高程416m。河床高程约为331.0m。 2. 地形与地质条件 大坝址处河谷狭窄，呈“V”型，河床宽约30m，河床高程328～330m。坝址区出露的地层岩性为第四系崩坡积层及冲积层和燕山早期中细粒黑云母花岗岩及脉岩，其中崩坡积层为碎块石土，厚度1～5m，分布于两岸山坡及冲沟；冲积
鼻坎挑流消能工的新发展述评
:挑流消能在国内外泄水建筑中得到广泛应用，近年来，我国在高坝建设中，结合特有的高山，峡谷，大流量，高水头复杂的自然条件，对泄洪消能作了新的布置，挑流鼻坎体型的运用，研究和发展，已由简单单弧实体或差动式，对撞式趋向多样化，按其减轻冲刷的作用可作归纳为“纵向拉开，左右扩散，错开落点，导向防冲”。提出了宽尾墩、大差动挑坎、窄缝挑坎，各种扩散扭曲斜挑坎等新体型，并已在实践中获得较好的消能效果。 文章主题:挑流消能消能效果防冲设施挑能式消能工 文章内容：1997年9月水电工程研究第3期鼻坎挑流消能工的新发展述评袁玲玲肖兴斌(武汉长江科学院)【文摘挑流捎能在国内外泄水建筑物中得到了广泛应用,近年来,我国在高坝建设中.结合特有的高山,峡各,太流量,高水头复杂的自然条件,对泄洪捎能作出了新的布置,挑流鼻坎体型的运用,研究和发展,已由简单单弧实体或差动式,对撞式趋向多样化,按其减轻冲尉的作用可归纳为"纵向拉开,左右扩散.错开落点,导向防冲.提出了宽尾墩,太差动挑坎,窄缝挑坎,各种扩散扭曲斜挑坎等新体型,并已在实践中获得较好的消能效果.关键词】苎娑高山峡谷孰向拉开宽尾墩窄缝挑坎.皇!叶,泛电前言式诵陌工,1949年以前,我国仅有100以上高坝一座(即水丰水电站,坝高106).50和6年代完建的高坝有3座.而70--80年代共完建15座(其中坝高最高的龙羊峡水电站.坝高178).可见近20年内,我国高坝建设发展迅速.目前在建的二滩双曲拱坝.坝高240.在我国建坝史上首次突破了200大关,标志着我国高坝建设已跨人_个新的历史阶段.这些高坝的特点是:水头高,流量大,位于高山峡谷.给泄洪消能问题带来了困难.近年来.我国采用了在不同的高程上重叠布置和平面上沿河床纵向拉开的办法(如乌江渡,龙羊峡都是枢纽布置优化的典型,井已经实践取得了良好的效果).在消能防冲方面.特别是在挑流新型消能工的研究与应用方面.取得了显着的进展.鼻坎挑流消能采用了各种异形鼻坎及掺气分流墩,宽尾墩,太差动,扭曲贴角的窄缝挑坎,分流齿与差动挑坎的联合消能工等,已在工程上应用.取得了较好的成效.2高坝挑流对岩基冲刷问题的研究在挑流对岩基冲刷问题的研究方面,国内外学者做了大量工作.如1936年意大利的.根据晟大冲刷概念提出了计算冲刷深度经验公式≤1.9'.以后葡萄牙,前苏联,英国也相继提出了一些经验公式;我国陈椿庭1963年从能量损失观点出发.推导出计算冲刷深度经验公式=0～.该公式在我国得到广泛应用,对公式冲刷综合系数值,许多科技工作者根据岩石节理情况,结合