2、环型堰设计

　　(1)定型水头的确定 现行《溢洪道设计规范》SL253-2000明确规定：当采用低堰时其定型水头取Hd=0.65∽0.85Hmax，结合本工程大多数情况是在低水头运行和洪水有陡涨陡落的特点;同时考虑到引渠内有4 m/s左右的的初始流速，为增加泄流量，确定采用定型水头Hd=0.808H max的定型水头。

　　(2)圆形控制段半径的计算 已知该工程的该工程的分洪流量为100m3/s，根据堰流流量公式。

　　(3)堰面曲线的设计

　　根据进口处的实际地形条件环型溢流堰布设为低堰，堰高Hp=0.5m.堰面曲线的设计象一般实用堰和竖井式溢洪道一样，环型堰的形状(漏斗段)是根据锐缘薄壁环堰的水舌下缘剖面绘制。R堰顶半径为3.3m及Hp=0.5m，根据Hp/R及定型水头Hd查文献1上的相应表可得的堰面曲线坐标。

　　3、消力井的初步设计 现行《水工隧洞设计规范》SD134-84规定，混凝土衬砌隧洞要防止高速水流的冲刷，喷锚衬砌的允许流速，一般不宜大于8m/s.根据动势能转换原理可求得本工程跌落进消力井水舌的入水流速V=16m/s.大于喷锚衬砌的允许流速，接近高速水流的范畴。为减少对隧洞的冲刷降低流速，必须采取消能措施进行消能。本工程拟采用的消能措施是消力井。其几何尺寸主要是先根据跌落进池中水流共轭水深和水跃长度初步确定，经计算本工程的共轭水深为4.6m;水跃长度6.4m.考率到本工程的进口流态较复杂，为工程的安全，在布置设计时考虑充分的消能率池深取为5.21m，直径为8.6m.

　　因此，还需用水力试验来加以研究确定，并为类似的工程提供一个比较简单易懂的数据。

　　4、理论消能率的计算 消能率是评价消能工消能效果的一个指标，其等于经过消能的能量损失与泄洪隧洞进口段总能量之比;而经过消能的能量损失等于该泄洪隧洞进口段总能量减去隧洞进口段总的能量之和。经计算隧洞洞内在设计水位时的流速为4.1m/s，则消力井的理论消能率为73%.以就是说跌落进消力井水舌的入水流速V=16m/s的水流，在进洞时其流速接近洞内在设计水位时的流速为4.1m/s，则表明消能较好。在工程布置时还需研究合理可行的消能放涡设施。以用于提高其消能率。

　　四、试验研究环型溢洪道是一种新泄洪方式，工程实例较为少见。

　　对于偏流现象目前还不能对之进行较为精确的水力学计算。亦不能计算进口河道偏流对环型堰泄流能力的影响;以及为对防涡设施的进一步研究，为枢纽建筑物的结构布置提供试验依据。这也是进行水工模型试验的目的。

　　试验主要研究泄洪隧洞单独泄洪和泄洪隧洞与下游河道联合泄洪两种方式。上游河道控制最高水位1067.00m时，泄洪隧洞单独泄洪最大泄流量100.00m3/s，泄洪隧洞与下游河道联合泄洪时，最大泄流量140.00m3/s，下游河道控制流量40.00m3/s，泄洪隧洞泄洪流量100.00m3/s.水工模型按重力相似准则设计为正态模型，几何比尺采用1：20，满足糙率相似。经过对五种方案的试验研究，实测了模型中的各种水力参数、流态和消能特性，并为工程设计推荐了一个比较合理的方案。

　　1、进流水力特性本工程引渠方向与河道呈83о的交角，使得行近水流具有较大的初始环量，造成进流流速分布极不均匀，引渠左右流速差达4.00m/s.且存在较大横向水面差，横向水面差值为0.5～0.8m.并且在进口上游无任何调节及稳流设施，水流从河道经宽顶堰直接进入环型溢洪道，致使水流流速较大，高达8m/s，极大影响了进流流态。若不采用防涡设施或采用不当，将会使环型溢洪道的下泄水流产生较强的竖轴吸气旋涡，产生巨大的声响。同样由于环型溢洪道周边进流分布极不均匀，在环型溢洪道面上产生局部负压，对建筑结构极为不利，严重降低了环型溢洪道的泄流量，使上游河道水位大幅度升高。

　　在泄洪隧洞与下游河道联合泄洪方式时，由于下游河道泄流，环型溢洪道引渠进口水流的主流下移，致使进口的进水角增大，增大了行近水流的初始环量，加剧了环型溢洪道的横向绕流，最大横向绕流流速达10.89m/s，水流流态更加紊乱，同样若不采取工程措施，将会使得竖向环型溢洪道在联合泄流时较单独泄流时的泄流量要低。

　　2、防涡设施的确定 该工程环型溢洪道来流流速较大，偏流现象严重，流速分布极不均匀，在环型溢洪堰前产生较大的横向绕流，水流流态更加紊乱，影响泄流。设计时拟在堰顶上布置了四个防涡墩的工程措施，但对于其防涡效果如何，还需进行试验进行

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