溢流壩壩面曲線頂部曲線段

溢流壩頂部曲線段的形狀對(duì)泄流能力和流態(tài)影響很大。

(1)當(dāng)采用壩頂溢流孔口時(shí)，國內(nèi)常用的溢流堰面曲線是WES曲線。它是根據(jù)薄壁堰泄流時(shí)的水舌下部水流曲線擬合而成，取n=1．85，k=2．0。當(dāng)溢流堰堰上工作水頭與堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭相等時(shí)，WES曲線為一種非真空曲線。

(2)當(dāng)采用大孔口溢流式時(shí)，在水頭較大時(shí)堰頂處為非自由出流，堰面曲線應(yīng)按孔口射流曲線設(shè)計(jì)。

(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(chǎn)生不利的負(fù)壓、振動(dòng)，避免產(chǎn)生空蝕現(xiàn)象。

(3)保證下游不產(chǎn)生危及大壩及其他建筑物安全的沖刷。

(4)溢流壩段在樞紐中的位置，應(yīng)使下游水流流態(tài)平順，不產(chǎn)生折沖水流，泄流不影響其他建筑物的正常運(yùn)行。

(5)如設(shè)有閘門、啟閉機(jī)等設(shè)備，其控制和運(yùn)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。

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，中間連接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接。

溢流壩下部反弧段的作用是將順壩面下泄的高速水流轉(zhuǎn)向，與下游消能設(shè)施有效銜接，多采用簡(jiǎn)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(shí)反弧處最低點(diǎn)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。

溢流壩面是在非溢流壩面的基礎(chǔ)上修改而成，既有利于樞紐布置，又容易滿足壩體的抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力要求。溢流壩的下游直線段應(yīng)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(shí)，可采用向上游突出的倒懸堰頂以滿足溢流曲線要求。

溢流重力壩是溢流壩中修建較多、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的壩型。巴西圖庫魯伊水電站的重力壩，最大壩高86m,23個(gè)溢流孔，總泄流量104400m3/s；中國河北省潘家口水利樞紐重力壩，壩高107.5m,設(shè)計(jì)最大泄流量56200m3/s，部分采用寬尾墩形式的新型消能工。它們都是世界上泄量較大的高水平的溢流重力壩，具有很好的消能防沖效果。支墩壩中溢流大頭壩與溢流重力壩相近。高溢流平板壩，由于溢流面板較單薄，不利抗震，采用不多。連拱壩由于拱筒和溢流面、邊墻連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很少做為溢流壩。溢流拱壩除壩體結(jié)構(gòu)常較單薄外，由于平面呈拱形，泄流朝徑向集中是明顯不利的水力條件。早期的拱壩，擔(dān)心下游沖刷和壩體振動(dòng)，都不敢采用大流量壩身泄洪，而另辟壩外溢洪道。1950年以來，中國修建了各種類型的溢流拱壩，如溢流跌坎式、挑坎式、溢流面板滑雪道式以及高低坎對(duì)沖、窄縫、轉(zhuǎn)向挑坎等消能工形式,較好地解決了拱壩消能防沖、抗震減蝕等問題,使得溢流拱壩建設(shè)在中國有了較大的發(fā)展。湖南省鳳灘水電站腹拱式溢流拱壩，設(shè)計(jì)泄洪流量達(dá)32600m3/s,是世界上泄流量最大的溢流拱壩，采用獨(dú)特的高低坎對(duì)沖消能，效果甚佳。2100433B

因?yàn)橐话阒亓味际欠侄谓ㄖ模雺夯炷林亓纬猓?，因此以壩段來考慮基本對(duì)象的劃分。重力壩可分為非溢流壩段和溢流壩段，只要能把它們都簡(jiǎn)化為基本圖元對(duì)象的組合就行了。分析非溢流壩段和溢流壩段的結(jié)構(gòu)形體，如果把整個(gè)壩段作為一個(gè)正實(shí)體大圖元，其余的圖元看做或是包含于這個(gè)大圖元中的小的負(fù)實(shí)體，或是需在這個(gè)大圖元上添加的小的正實(shí)體。這樣在形成每個(gè)基本圖元對(duì)象后，再根據(jù)一定的組裝規(guī)則把它們組裝起來，壩段模型即可形成，最后把各個(gè)壩段組合在一起即可得到整個(gè)重力壩的三維模型。根據(jù)上述原則，考慮所有的重力壩類型（實(shí)體、寬縫、空腹）。

非溢流壩段基本實(shí)體對(duì)象中的參數(shù)提取是以壩軸線和實(shí)際高程為基準(zhǔn)的，所以當(dāng)壩體的壩軸線的位置確立后，所建立的非溢流壩段基本實(shí)體對(duì)象三維模型在給出的三維坐標(biāo)系中的x,z的位置坐標(biāo)也就確定不變了.這個(gè)特征對(duì)于其他的圖元也是一樣的。因此，對(duì)于第一點(diǎn)，是要確定包含于非溢流壩段基本實(shí)體圖元對(duì)象中的圖元對(duì)象相對(duì)y軸的位置，方法是給這些圖元對(duì)象一個(gè)組裝控制參數(shù)youju，即描述這些圖元對(duì)象的特征點(diǎn)到壩段右面（從上游面看）的相對(duì)距離，當(dāng)這個(gè)參數(shù)值確定后，它們?cè)诿總€(gè)非溢流壩段中的位置也就確定了。而對(duì)于第二點(diǎn)，是要確定每個(gè)三維非溢流基本實(shí)體圖元對(duì)象在y軸上的位置，筆者在此引用了一個(gè)基準(zhǔn)面的概念，即人為地在坐標(biāo)系中確定的一個(gè)固定的xz面，當(dāng)給定它的圖元對(duì)象組裝控制參數(shù)jzhun，即壩段右面（從上游面看）到基準(zhǔn)面的距離后，這個(gè)非溢流基本實(shí)體圖元對(duì)象在坐標(biāo)系中的位置就惟一確定了.此方法對(duì)于溢流壩段也同樣適用."para" label-module="para">

在同一個(gè)坐標(biāo)系中形成所有的圖元對(duì)象模型后，給定一個(gè)合適的組裝控制參數(shù)，通過相應(yīng)的布爾運(yùn)算，即形成一個(gè)重力壩的三維實(shí)體模型。