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陡坡

使上游渠道(或水库)的水流沿陡槽下泄到下游渠道(或河、沟、库、塘)的落差建筑物。普遍用于渠道落差集中处,并常作为渠道上的排洪、退水及泄水建筑物,也常用于河岸溢洪道的泄槽。陡坡类型及结构 根据地形、地质等条件和落差大小,陡坡可做成单级陡坡(图 1)或多级陡坡(图 2)。陡坡主要用砖、石、混凝土等材料建成,必要时,在某些部位布置少量钢筋。

使上游渠道(或水库)的水流沿陡槽下泄到下游渠道(或河、沟、库、塘)的落差建筑物。普遍用于渠道落差集中处,并常作为渠道上的排洪、退水及泄水建筑物,也常用于河岸溢洪道的泄槽。

陡坡类型及结构 根据地形、地质等条件和落差大小,陡坡可做成单级陡坡(图 1)或多级陡坡(图 2)。陡坡主要用砖、石、混凝土等材料建成,必要时,在某些部位布置少量钢筋。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整流段五部分组成。①进口连接段是上游渠道与控制缺口间的连接部分。常见型式有扭曲面、八字墙等。②控制缺口是控制上游渠道水位、流量的咽喉,也称控制堰口。常见缺口形式有矩形、梯形等。也可将缺口底部抬高做成抬堰式缺口。矩形缺口只能在通过某一流量时使缺口前水位与渠道水位相近,而在其它流量时,上游渠道将产生壅水或降水现象。梯形缺口较能适应上游渠道水位、流量关系的变化,故在实际工程中广泛采用。大型渠道可布置成多缺口。有时在控制缺口处设置闸门,以调节上游渠道水位。这种布置多用于大中型工程,特别是兼作节制、泄水或退水之用的落差工程中。③陡坡段的底坡根据地形、地质和衬砌材料等因素综合研究决定,为节省开挖量,应尽量与天然地面相适应,通常采用的坡比为1∶3~1∶10。当落差不大时,陡坡段在平面上多布置成扩散形或菱形;落差较大时,多布置成断面不变、渐变收缩或上段不扩散下段扩散等形式。横断面可以是矩形、梯形或渐变扭曲扩散梯形等形式。为促进水流扩散以改善下游流态,缩小消能工范围,减轻下游渠道冲刷,常在陡坡段底部加设糙条,但需注意糙条的布置、形状和坚固性。糙条常用型式有人字形、双人形,交错式、棋盘式等。④消能设施有多种形式。用作连接渠道落差的陡坡,一般多采用消力池。为缩小工程范围,提高消能效果,消力池内常设置一些辅助消能工。泄水、退水及溢洪道陡坡的消能设施,则依情况可采用面流消能消力戽消能或挑流消能。⑤出口渐变整流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

图2 多级陡坡

陡坡设计要求 陡坡设计需要解决的主要问题是上游平顺进流和下游充分消能。为此要求:①进口连接段应左右对称,并有足够长度,引导水流渐变收缩,平稳进入陡坡段。控制缺口的型式和尺寸应满足在各种流量下,缺口前水面不致过分壅高和降落。②陡槽平面布置可采用等底宽或对称扩散的形式,尽量避免高速水流带来的不利影响。③下游冲刷是实际运用中较普遍存在的问题。已建陡坡运用情况表明,菱形陡坡消能防冲效果较好。变底坡,加糙坡面,并配合消力池加辅助消能工联合运用,也有较好效果。