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陡坡

2020-04-09 21:01

使上游渠道(河、沟、水库、池塘、排水区)的水流沿陡槽下泄到下游渠道(河、沟、水库、池塘、排水区)的落差建筑物。陡坡多用于渠道落差集中处,并常与水闸、溢流堰连接,作为渠道上的排洪、退水及泄水建筑物,也常用作河岸溢洪道泄槽,有开敞式和闸式两种。根据地形、地质等条件和落差大小,陡坡可做成单级或多级的,主要用砖、石或混凝土等材料建造。

陡坡分类

单级陡坡

单级陡坡通常由进口连接段、控制缺口、陡坡段、消能设施及出口连接段等部分组成(图1)。控制缺口也称控制堰口,用以控制上游渠道水位及下泄流量。常见的缺口形式有矩形、梯形等。也可将底部抬高做成抬堰式缺口。梯形缺口在渠中流量变化时,能有效地防止或减弱上游渠道水流的壅、降水现象,故在实际工程中采用较多。渠道底宽和流量较大时,可布置成多缺口。有时在控制缺口处设置闸门,以便更好地调节上游渠道水位。陡坡段的底坡根据地形、地质和衬砌材料等因素决定,一般均大于临界坡,常用的底坡为1∶3~1∶10。当落差不大时,多采用底部等宽或逐渐扩宽的矩形或梯形断面。当落差较大时,为减少工程量,可在进口后设置一段收缩渐变段。为促进水流扩散,减小流速,以改善下游流态,减轻下游消能负担,有时在陡坡段下半部加糙。当地下水位较高,土壤渗透性较大时,应用防渗、排水措施,以保证陡坡结构的稳定。位于软基上的陡槽,有时还需采取锚固措施。消能设施多用消力池,有时在池内设辅助消能工。泄水、退水及溢洪道上的陡坡可视具体情况采用面流消能、戽流消能或挑流消能。出口连接段的作用是调整流速、平顺流态、减小出池水流对下游渠道的冲刷。

图1 单级陡坡示意图

多级陡坡

在落差很大时,经综合比较后,可采用多级陡坡。其典型布置是,上一级消力池末端出口即为下一级的进口,有时在中间设置一定长度的整流段,使水流平衡,消能充分(图2)。

图2 多级陡坡示意图

设计要求

陡坡设计应设法使上游水位不受或少受影响,平顺进流,并使下游充分消能。为此要求:①进口连接段左右对称,并有足够长度,引导水流渐变收缩,平稳进入陡坡段。②控制缺口的型式和尺寸,应使在各种流量下,缺口前水位不致过分壅高和降落。③陡槽在纵横方向的布置应尽量平顺、渐变,避免高速水流带来的不利影响。④采用经济合理的消能措施(包括陡坡面上的加糙措施等),避免和减少下游冲刷。

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