溢流壩壩面曲線

溢流壩既是擋水建築物,又是泄水建築物。所以,設計溢流壩時,除應滿足抗滑穩定和強度要求以外,還需根據洪水特性、樞紐布置、工程造價、水庫運用方式及下遊河道安全泄量等問題,經技術經濟比較,研究確定溢流壩的位置選擇、泄水方式的組合、泄量分配以及堰頂和泄水孔口高程與位置等,同時要考慮下游的消能問題。溢流壩壩面曲線由頂部曲線段、中問直線段和下部反弧段三部分組成。

溢流壩泄水要求

(1)有足夠的孔口尺寸以及良好的孔口體型以滿足泄洪要求。

(2)溢流面及閘墩等有較好的體型,以便使水流平順過壩,不產生不利的負壓、振動,避免產生空蝕現象。

(3)保證下游不產生危及大壩及其他建築物安全的沖刷。

(4)溢流壩段在樞紐中的位置,應使下游水流流態平順,不產生折衝水流,泄流不影響其他建築物的正常運行。

(5)如設有閘門、啟閉機等設備,其控制和運用要靈活可靠。

溢流壩壩面曲線由頂部曲線段、中問直線段和下部反弧段三部分組成。  

頂部曲線段

溢流壩頂部曲線段的形狀對泄流能力和流態影響很大。

(1)當採用壩頂溢流孔口時,國內常用的溢流堰面曲線是WES曲線。它是根據薄壁堰泄流時的水舌下部水流曲線擬合而成,取n=1.85,k=2.0。當溢流堰堰上工作水頭與堰面曲線定型設計水頭相等時,WES曲線為一種非真空曲線。

(2)當採用大孔口溢流式時,在水頭較大時堰頂處為非自由出流,堰面曲線應按孔口射流曲線設計。  

中間直線段

中間直線段分別與上部溢流曲線和下部反弧曲線相切。為保持與下游壩面齊平,中間連線直線段的斜率與非溢流壩下游壩面一致。低壩常常不需要中間直線段,可以使溢流曲線直接與弧線相切連線。  

下部反弧段

溢流壩下部反弧段的作用是將順壩面下泄的高速水流轉向,與下游消能設施有效銜接,多採用簡單的圓弧曲線。反弧半徑R=(6—12)h(h為閘門全開上游最高水位泄水時反弧處最低點的水深)。一般來說,反弧處的流速越高,反弧半徑就要取較大值。  

溢流壩面

溢流壩面是在非溢流壩面的基礎上修改而成,既有利於樞紐布置,又容易滿足壩體的抗滑穩定和應力要求。溢流壩的下游直線段應與非溢流壩齊平,如果溢流水頭較大,堰面曲線較平緩,或基本三角形較瘦時,可採用向上游突出的倒懸堰頂以滿足溢流曲線要求。  

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