溢流壩壩面曲線溢流壩泄水要求

(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(chǎn)生不利的負壓、振動，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行。

(5)如設(shè)有閘門、啟閉機等設(shè)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。

溢流壩頂部曲線段的形狀對泄流能力和流態(tài)影響很大。

(1)當采用壩頂溢流孔口時，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(shè)計水頭相等時，WES曲線為一種非真空曲線。

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

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，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、運行經(jīng)驗豐富的壩型。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，擔心下游沖刷和壩體振動，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)計泄洪流量達32600m3/s,是世界上泄流量最大的溢流拱壩，采用獨特的高低坎對沖消能，效果甚佳。2100433B

因為一般重力壩都是分段建筑的（碾壓混凝土重力壩除外），因此以壩段來考慮基本對象的劃分。重力壩可分為非溢流壩段和溢流壩段，只要能把它們都簡化為基本圖元對象的組合就行了。分析非溢流壩段和溢流壩段的結(jié)構(gòu)形體，如果把整個壩段作為一個正實體大圖元，其余的圖元看做或是包含于這個大圖元中的小的負實體，或是需在這個大圖元上添加的小的正實體。這樣在形成每個基本圖元對象后，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，最后把各個壩段組合在一起即可得到整個重力壩的三維模型。根據(jù)上述原則，考慮所有的重力壩類型（實體、寬縫、空腹）。

非溢流壩段基本實體對象中的參數(shù)提取是以壩軸線和實際高程為基準的，所以當壩體的壩軸線的位置確立后，所建立的非溢流壩段基本實體對象三維模型在給出的三維坐標系中的x,z的位置坐標也就確定不變了.這個特征對于其他的圖元也是一樣的。因此，對于第一點，是要確定包含于非溢流壩段基本實體圖元對象中的圖元對象相對y軸的位置，方法是給這些圖元對象一個組裝控制參數(shù)youju，即描述這些圖元對象的特征點到壩段右面（從上游面看）的相對距離，當這個參數(shù)值確定后，它們在每個非溢流壩段中的位置也就確定了。而對于第二點，是要確定每個三維非溢流基本實體圖元對象在y軸上的位置，筆者在此引用了一個基準面的概念，即人為地在坐標系中確定的一個固定的xz面，當給定它的圖元對象組裝控制參數(shù)jzhun，即壩段右面（從上游面看）到基準面的距離后，這個非溢流基本實體圖元對象在坐標系中的位置就惟一確定了.此方法對于溢流壩段也同樣適用."para" label-module="para">

在同一個坐標系中形成所有的圖元對象模型后，給定一個合適的組裝控制參數(shù)，通過相應(yīng)的布爾運算，即形成一個重力壩的三維實體模型。