自溢流坝坝顶溢流泄水的方式。重力坝、拱坝都适宜采用坝顶溢流。大头坝、平板坝坝顶溢流时易引起坝体振动,泄流单宽流量不宜太大。土石坝坝面没有防护设施时,不容许坝顶溢流。坝高不大的小型土石坝和临时性土石坝的坝面经适当防护后,可以小流量溢流。
坝顶溢流有开敞式和胸墙式2种。
开敞式泄水时为自由溢流。溢流堰面曲线多做成克—奥或WES曲线堰面(参见溢流坝坝面曲线),其泄流量可按堰流公式计算(参见实用堰)。大中型工程一般在溢流孔口装设闸门。坝顶自由溢流的优点是:超泄能力较大,堰顶闸门承受的水头小,启闭方便,便于排除漂浮物,易于检修,安全可靠,因而应用广泛。
胸墙式在胸墙不阻挡水流时也为自由溢流,在胸墙阻挡水流时为孔口出流。胸墙式孔口溢流的堰顶高程较低,能根据洪水预报预泄放较大流量,有利于降低上游水位;但不能排泄冰块及漂浮物,超泄能力较小。中国陆水重力坝,采用活动式胸墙,遇特大洪水时可将胸墙吊起,变为坝顶自由溢流。大孔口溢流的泄流量按孔流公式计算(参见大孔口出流)。堰面曲线按射流公式计算(见图):
坝顶孔口溢流堰面曲线图
式中,H d 为定型设计水头,m,可取为孔口中心线至水库校核洪水位水头的75%~95%;φ为孔口收缩断面上的流速系数,一般取φ=0.96,若孔口前设有检修闸门槽时取φ=0.95。
坝顶溢流单宽流量的大小取决于地形地质条件、坝型和消能防冲形式、闸门制造水平、枢纽布置等因素,且有加大的趋势。中国岩滩工程的7个15m×22.5m(宽×高)的表孔,设计单宽流量308m 3 /(s·m)。
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全国中小河流治理模式和投资规律研究大、中、小河流的划分,一般根据河流长度、流域面积、径流量、水能蕴藏量等自然特性和灌溉面积、水电站容量、航深等情况综合分析确定。在我国,流域面积小于1万k m2 的河流大多为中小河流。据2011年水利普查统计,我国流域面积50k m2 以上河流共计4.5万余条,其中流域面积1万k m2 以上的河流仅200余条,占比不足1%,流域面积为200~3000k
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