《6,.2 分洪控制】工程设计
》
《
:
6.2.1 【 设计最大》分洪流量是确—定分洪闸(分洪【口门)规模的重【要依据?计算时应按照流【域防洪总体》。规,划确定的防洪标准、!分洪口下游河段【。的控制安全泄量选择!符合防洪标准的典型!年洪水过程》进行洪水演算—至分洪口控制断面再!以河段控制安全【泄,量切平头的方法【求得若典《型年洪水过程不符合!防洪标?准的要?求应根据分蓄洪历时!按照峰量《控制同倍比缩—放求:得,。防洪设计洪》水过程为安全计在】选择典型《年洪水时《应对几个《大,水年洪水进行—分析:比较以最《不利的原《则确定典型年洪水洪!水演算方《法可参见有》关水利计算手册【或,专业书籍
】
6.2.2 】 在湖泊、河网地区!设计洪水过程和安全!泄量一般难》以计算确定按本规】范第6.2.1条】的方:法难以计《算设:计最大分洪》流量:考虑到湖《泊、洼地相对于【蓄滞洪区来说其容积!要,大得:多不会因一时的分蓄!洪,而对其水《位流量乃至湖泊水】量有大的影》响因此设计》中为简化处》理可以规《划要求的该蓄滞洪区!的蓄滞洪量除以【蓄满:历时得到设计—最大分洪流量
】。
?
6.2.3— , ,可能影响分洪—量的因素较多主【要包括?
— , 1 分【洪闸上游如有—分叉河道分洪后因水!位,降低分叉河道泄量】减少对分洪量的影】响
:
《
》2 ?分洪进入蓄滞—洪区的水量》如在蓄滞《洪区:下游流?入本:河道:而引起?下游河道水》位抬高的影》响,
》
3— 闸址以下—河段:的水:位、泄量受汇—入较:大的河流、湖—泊或:潮汐顶托《的影响
! : 4 近期可能!实施的河道整治【工程:如裁弯、疏》浚等对?分洪量的影响
【
》 5 【闸上:、下游泥沙冲—淤对分?洪,量的影响《
! 6 《闸下水位的变动对】过水能力的影响
】
?
? 7 有无】引,。水,、通航等综合利用要!求
?
6.2.】4 闸底》高程:主要根据闸址处外滩!高程、分洪区地形】并考:虑单宽流量、闸门高!度等因素选定闸【顶高:程主要根《据闸上游最》。高洪水位加安全【超高确定闸顶高程不!得低于原有堤—防的堤顶高程另外在!确定闸顶高程时【还应考虑闸所在河】道的防洪标准有可】能提高?或在一定的》淤积水平年后洪【水位抬?高等:不利因素《
】 在通过技术经济!。。比,较之前闸底、闸顶高!程及孔口尺》寸可:先采:用下列计《算,公式初?步拟定
】
《 1 《闸顶高?程
?
:
》
式】中P闸顶高程(【m,);
《
— Z!闸上游?最高:洪水:位(m);
—
【 , :。 《。 D闸?顶安全超高(m)】
—。 《。2 闸底高程
】
《
《
》 式中W》闸底高程(m);
!
?
《 M!综,合流量系数》;
】 ? q【单宽流量[(m【3/s)《/m]?
,
【 3 闸孔【宽度:
—
《
? 式中B闸孔】净宽(?m);?
《。
》 【Q,。最大分洪流量(【m3/s)
】
6.2—。.,5 ?分洪闸过《闸流量是与蓄滞洪】历时有关的一个流】量过程线应根据【闸槛型式、》闸的布置以》及上下游《水位衔接要求—、泄流状态等—因素:计算确定
!
《 过闸水《流流态?可分为两种一种【是泄流时自由水【面不:受任何阻挡呈堰流状!。态;另一种是—泄,流时水面受》到闸门(局部开启)!或胸墙?的阻挡呈《孔流状态《在水闸?的整个运用过程【中这两种流》态均有可能出现例】。如当闸门《位于:某一开度时可能【出现两?种流态的互相转换】即由堰流《状态转变为孔流状态!或由孔流状态转变为!堰流状态当过闸【水流的流《量不受下游水—位的影响时呈自【由,堰,。流状:态反之则呈淹没堰】流状:。态过闸流量可—参照表3所列的【方法计算
!
》表,3中过闸流量计算公!式的几个系数值说明!
》
: , :1 堰流流—。量系数m值无坎【高的:平底顶堰《其进:口局部能量损失【。几乎接近于零其堰流!流量系?数最大?。值为0?.,385
《
】 2 堰流侧【收,缩系数ε《值
:
》表3 流》态判别及过》闸流:量计:算公式
《
—
》
《
! 由于上游翼墙!和闸墩(包括—边闸墩和中闸墩【)对过闸水》流的影响使闸室【进出口水流发—生横向收缩增加了局!部能量损失从而影】响泄水能力这—种影响综合反映【为堰流侧《收缩系数值的大小】而影:响堰流侧收缩—系数值?的因素很多如闸【孔孔径、堰》型、墩?(墙)型、堰—。高,和作用?水头等根据有关试】验研究资料本规范】采用了简化的—。别列津斯基》公式计算无》坎高的平底闸堰流侧!收缩系数值即公式(!5)但必须指—出,该公式仅适》用于一般常用的圆头!型闸墩和《圆弧形翼墙情—况现:将该公式表格化【(见表4《)供设计查用对于】多孔闸的堰流侧收缩!系数可取中闸孔和】边闸孔侧收》缩系数的平均—值见公式(6)【~公式(8)
【
:
3】 堰流淹没系数】σ值按式(》9)计算或查表5】
:
】
? 式中hs【由堰顶算起》的下游水深(m【);
! !H0计入行近流【。速水头?的堰上水深(m)
!
表—5, 宽?顶堰:σ值:
:
—
《 堰流的淹】没系数取值主要与淹!没度的高低有关本】规,范在:给出了计算平底闸】堰流:。淹没系数值的经验公!式即公式(9)【的同时还给出—了淹没系数值—表该表是《。公式(?9):的表:格化:(见表5)可供设】计查用公式(9)】是在:南京水利科学研究】所最新研究成—果提供的经验公【式(见毛昶》熙等编著的闸坝工程!水力学与设计管理】一书中国《水利电力《出版社1《995年2月第一版!)的基础上对—其拟:。。合系数?。稍,作修改而成》的
【6.2.6》 若分洪闸干流上!。游有分叉河道应考虑!分洪后水《位降低的影响;【对于闸前《有滩地或者》河流主泓不很顺直】的,。。宽阔河?道还应考虑闸前【水,位并不等于大河平均!水位:。的情况
—
:
当分洪闸!以下河段的河口【受其他河流》、湖泊水《位涨落影响时闸【。址附近的《外江(?。。湖,。)水位应按下—。列步骤?计算确?定
】 1 根【据设计?洪水典型年或设【计洪水标准》拟定:分洪时段河口—水位或?水位过程《线
】 : 2 《根据分洪闸址下游河!道,。。的安全泄量》和所:拟定的水位作为【边界条件由河口向】上游推?算水面线一》般,以闸址?中点的?河,道水位作为》分洪闸的闸上水位】若分洪闸较长需精确!计算时应根据流量变!化推算分《洪闸:两端点的《外江水位再取平均】值,作为闸上水》位如闸址至河—口间还有支流汇入】或分流河道计算【各河段水面线时【应,考虑:流量的变化
!
6.2.7 !分洪闸下游一般【均有尾渠(分洪道或!蓄洪区)《闸下游水位经常受尾!渠及尾渠终点水位(!如,分洪道出口》水位或蓄《洪区:水位等)的》。控制:因此要确定闸—下水位应先确定尾渠!终点(分《洪道出?口或蓄洪区)—水位实际工作中【应分以?下几种情《况分别计《。。。算
! 1 》封闭的?蓄滞洪区
—
》。 【。1)根据分洪—流量:过程线及蓄滞—洪区的?水位蓄量关系—曲线进行调蓄—演算求出蓄滞洪区】的水位过程线
】
《。 2!)根据各时段蓄滞洪!区的水位及相应【的分洪流量用推水】面线的方法推求闸】下的水位过程—线
《
?。 ? 2 分洪道
!
《 《 1)—确定分洪道出口处的!水位过?程线
! 《 2)根据【已确定的水位及相】应的分洪流量用推水!面线:的方法推求闸下的】水位过程线
!
—3 边《分、边?。蓄、边排
—。
】 1》。)确定排《。。水河道?出,口处的水位过—程线
—
: , 2)!假定本?时,段的:出流量Q出用推【水面线的办法倒推调!蓄区出口《处的水?位
【 《。 3)—计,算本时段调蓄区【蓄,量的变化即
】
:
《
? ? 4—。)根据调《蓄区的?水位(中《点水位或入口出口水!位平均值)蓄—量关系曲线及3)】。中计算的蓄量求【出调蓄入口处的【。水位
—
【 : 5)用《调蓄区的泄流能力】曲线[即《入口水位、出—口水位?与Q出的关系—曲线)?按2:)、3)《水位校验《Q出与?2]假?定是否?吻合
! 》 6)根据已校验!吻合:的调蓄?区入口水位及该时】段的分洪《流量(Q入)用推水!面线的方法倒推闸】下水位
【
6.2.8【 对于分洪水【流流态?复杂、规模》较大的?分洪口门(最大分洪!流量在1000【。m3/s以上)应进!行水工?模型试验《验证分洪时水—流流态往往较为复杂!一般在进口(特别】是分洪闸边孔)【出现局绕流现象或横!向水面坡降流速【分布不?均匀口门两侧的【。冲刷情况不一样甚至!。在口门一侧上—游附:近出现一定程度的】淤积现象这》主要和口门布置轴】线与河床《主流流向夹角—的大小有关系分【洪口门?设计分?洪流量往往》。采用宽顶堰公—式求得而实际上由】。。。于水流?进口流态的不—均衡对?分洪流量《会产生一定影响水工!模型试验表明实际分!洪量:往往少于设》。计分洪流《量当分?洪,口,与,河流流向近乎垂直】时实际分洪流量较】设计值小10%【左,。右消能效果的试【验主要是验证消【力,池的:深度和?长度:。。是,否合适以及对下游区!域的:冲刷情况并且对消能!工尺寸进行优化
!
6.—2.9? 按建《筑物功能《划分;分洪》闸是水闸的一—种形式其设计—的一般?要求应符合》。国家现行标准水【。闸设计?规范SL 2—65:的有:关规定本条着重【说,明作为蓄滞洪区分】洪闸设计的结构【特点、要求等本规范!未涉及?的有:关,内容可?。参,看国家现行标准水闸!设计规范SL 2】6,5分洪闸主》体建筑物主要包括】上游连接段》(引水渠《、连接挡《墙等)、闸室、【下游消能工、—下游连接《段(:引,水渠、连《接挡墙等)
【
,
【1 ?为改:。善分洪闸上游—进水条件进水部【分两侧挡墙或边【坡宜设?置成喇叭口形平【面布置?可采:。用圆弧?。+直:。线形式挡墙》与外河、《与闸室之间宜采【用扭曲面《相接两侧《挡墙顶高《程应尽可能降低过】高通常会《减少闸的过流量(特!别,是靠近挡《墙的边孔)如—果挡墙?外侧地形(如防洪】堤外坡)较高—时可:考虑:将,外侧地形《局部开挖降低至某】。。一合适的高》程,。并且采用护坡形【式以护坡取代挡【墙一般有利》于增:加进水?过,流断面且工程投【资较省?上游连?接段挡墙或护坡【可采用对称布置【和非对称布置—当进:水与河道夹角很【小或:分洪闸为《临湖分洪闸这时【。连接段两侧》进水条?件,。基本一致可采用对称!布置;当进水与【河道夹角较大时连接!段两侧进水条件【有,不平衡性可采—用非对称《布置靠上游侧挡墙或!护坡扩散《角宜加大
!
》2 ?闸室结构型式—有多种通常采用【开敞式?和胸:墙式开敞式》闸室过水断面面积相!对较大有利于发【挥分:洪闸的泄流能力一般!。闸底槛高程较高、挡!水高度较小》时采用这种形式胸墙!式闸室为《孔,口出流?闸门:高度相对较小但不利!。于充分发挥分洪闸】的泄流能力并且外河!飘浮物也不能—排入蓄洪区内一般】闸底槛高程较低【、挡水?高度较大时》采用这种形式对于分!。洪闸而言往往内外】水位差?不大而?开闸分洪时要求在】短,时间内达到较大的单!宽,流量所以分》。洪闸闸室结》构型式宜采》用开敞式
》
— 闸室底板当】地,基条件较好、承载】能力较大时(如【岩石基?础)闸室结构适宜】在底板上沿水流【方向设置《沉,降、伸缩缝;当【地基条件较》差、承载能力较小】或容易产生不均【匀沉降时《(如土基)闸室结构!适宜在闸墩中间沿】水流方向设》置沉降、伸缩缝考虑!基础约束和不均匀沉!降的影响根据工程实!践经验岩基上—的分缝长《度一般不宜》超过20m土基【上,的分缝不《。宜超过?35m对于》闸室:底板由桩基承—载时基础《约束仍较《大土:。基上的分缝》。。宜适当减小一般采用!两孔一缝或三孔【一缝:
》
3 【 分洪闸闸顶—安全超高参照国家】现行标准水闸设计规!范SL 《265的《有,关规定取值但—挡水工况《时设计分洪水—位或最高挡水—位条件下安全—超高取值较之该规范!中相应工《况(正常蓄》。水位、最高挡—水位)有所加大这是!考虑到分洪闸运行】实际情况《而进行的修正根据】目前已经建成的分】。洪,闸的实际《调度情况部》分分洪?闸在出现《设计分洪水位时为】全流域防洪》总体需要并没有立即!开闸:分洪因此本规范【。中将设计分洪—水位工况时的安全超!高在一般水闸相应超!高的:。基础上有所》提,高更有利于分蓄洪决!策中的风险调度【。
【 4 闸门】的结:构型式和控》制设备的选择应有利!于分洪调度并能保证!闸门分洪《。运用过程中各种工况!情况下的自身安【全、管理维修并【且造价适宜控制设备!的选择应经》技术经济比较—确定控制《设备通常有卷扬机】。启闭机和液压启【闭机两种方式采【用液压启闭机可节省!闸墩上部排架—使闸礅上《部结构变得简单但】设备管理维修较为】复杂、费用较高;】而采用卷扬》机,启闭机?闸墩上部结构较为】复杂:管理维?修相对简单可靠性相!。。对较好?由于分洪闸的—使用:频率很低闸门不经】常启用不《利于发现液压启闭设!备,存在的问题而一旦分!洪则:必须确保控制设备能!正常运?行根据已建分洪【闸的运行《管理:经验曾出现过需【要,开启闸门《时液压?启,闭设备不能马上正】常运行?的情况?两者在技术上都不存!在问题但《在选择启闭方式【时应充分《考虑其可靠性性
】。
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— 分洪《闸通常为多孔水【闸闸门调度不宜采】用人工控制》而应采?用自动控制方式以】确保闸门开启—严格:按分洪?调度方案进行
】
】检修门采用平—板,门或叠梁式闸门当外!河(湖)水》位,变,化较大且枯水位位】于闸底板高程—以下时为节约投【资可不设检修门【工作闸门的检修可考!虑在枯水位时进行】
:
— 5 为满足闸!顶交通要求在闸【顶一侧设公路桥在】。另一侧设人行桥公路!桥,。等级应与连接分洪】闸的公路等级—相同;人《行桥仅为检修—便桥满足闸门及启】闭设备检修即可人】行桥宽度一般在1】.5m左右
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6.《2.:。10:。 有些蓄滞—洪区:的分洪控制工程采用!修建裹头临时爆破】扒口的形式临—时爆:破的分洪扒口设于防!洪堤的某《一堤段?防洪堤一般为土堤】其抗冲流速》非常有限口门形成】时水流流速加—大水流对两侧堤身和!底部有强《烈,的冲淘作用;扒口】形,成时必?须对两侧及底—部进行保护否则【会引起大堤两侧的】不断垮塌《和在底部《形成深冲坑因此有必!要对:分洪扒?。口采取相应的—裹护:措施
》
1】 扒(炸》),口分洪口门形状上、!下游需形成扩—散上游扩散程度【与分洪水面宽度有关!系根据洞《庭湖区实践经验【对于:临湖或河流水—面宽度较《大、流速相对较【小时进口扩散角可】取7°~30°【;,对于临河分洪或河道!水面较窄《时为保证口门的分】洪量进口扩散—。角应适当加大—可取30°》~60?°下游段出口扩散】角宜取水流有效扩】散角7°~》12°
! ? 2 为安全起见!分洪口口门两侧裹】护范围应大于水流】冲,刷影响?的范围
【
? 3 》 根据类似的工程经!验分洪口流速小于】4m/?s时可采用抛石对口!门两侧进行保护【;口门流速大—于4m/《。s时抛?石一般难以满—足口门的抗冲—稳,定,宜采用浆《砌石或高喷灌—浆裹护
【
—4 抛《石,粒径、单块抛石重量!应经过计算分析确】。定一般单块粒径不】小,于300mm单块重!。量不小于30k【g
?
】6 ?采用高?喷,灌浆裹?护结构形式对—水流的防冲淘效果较!好高喷灌浆在—大堤两侧《形成连续墙体对【大堤两?。侧,边坡:进行封闭《平,面上高喷墙体成喇】叭口形高喷墙体【应贯:穿整个大堤》横断:。面高喷下部》应伸入堤基以下一定!深度一般先》确定口?门底部的冲刷—深度高喷体则应伸】。入底:部冲刷线以下
】