overflow dam
简介
坝顶部设有泄水孔口，兼作挡水和泄水的建筑物，也称滚水坝。它常设于混凝土坝或砌石坝上，属表孔泄水建筑物，由溢流堰、闸墩、胸墙、闸门、消能工等部分组成。溢洪坝作为主要的泄水建筑物，一般布置在河床坝段中，以利于消能防冲及与下游水流的平顺衔接。在消能区有时需设置导墙与相邻的电厂尾水渠、引航道等分隔开。当河道较狭窄时，也可采用溢流坝和发电厂房在河床重叠布置(见溢流式厂房)。溢流坝平面布置见图1。溢流坝也是挡水建筑物，其剖面布置除满足水力学要求外，尚应满足挡水建筑物的稳定及应力要求。
图1 溢流坝平面布置
溢流坝的类型 分为有闸门控制、无闸门控制和虹吸溢流坝3种。有闸门控制的溢流坝有开敞式的和在闸门上加胸墙的两种，剖面布置见图2。虹吸溢流坝是一种特殊的溢流坝，坝顶设虹吸管，见图3。当库水位超过正常水位时，虹吸管产生虹吸作用开始过水，当水库水位下降到正常水位以下时，虹吸管内进入空气、破坏了虹吸作用，自动停止过水。这种溢流坝泄流量稳定，但泄量不大，只在中小型工程或压力前池中采用。
图2 溢流坝剖面图
(a)开敞式溢流坝;(b)有胸墙的溢流坝
1—溢流堰;2—闸墩;3—胸墙;4—闸门;5—消能工
溢流堰面体型 它关系到溢流坝的泄流能力、流态稳定和压力分布均匀等问题，应通过水力计算、水工试验进行设计。溢流堰堰面曲线是按照通过堰顶的水舌轨迹拟定。设计中利用试验所得的经验公式，按定型水头来计算确定堰面曲线。定型水头一般稍小于堰顶最大水头，以保证设计情况下流态稳定和不出现负压。当遇校核洪水，堰顶出现最大水头时，堰面将产生设计允许的负压值。有胸墙的堰面曲线由试验拟定，有时闸门局部开启成为这种堰面曲线设计的控制条件。溢流坝的堰面曲线和下游坝坡相切，然后接反弧面进入下游消能工(挑流鼻坎、面流坎、消力戽或消力池等)。
闸墩和胸墙 闸墩用来承受闸门的推力。胸墙用来调整闸门设置的高程。它们的形状对溢流坝的泄流能力有影响。闸墩头部宜采用椭圆或抛物线形，以减少水流侧收缩对泄流能力的影响，闸墩尾部有尖尾墩、方尾墩和宽尾墩3种，见图4。尖尾墩有利于减少墩尾的冲击波;方尾墩有利于水流掺气;宽尾墩是中国近年来发展的一种新的消能设施，它扩大闸墩尾部的厚度，缩小堰面出流宽度，有助于加强消力池水跃消能效果，水流经宽尾墩收缩后流入消力池，形成三元水流的水跃，可以减小消力池尺寸，对戽流消能也可起到强化消能作用。这种型式的消能工已在中国安康、五强溪、岩滩等水电站工程中采用。宽尾墩也可应用于挑流消能，在中国潘家口工程部分溢流坝孔口试用。
图3 虹吸溢流坝
图4 溢流坝闸墩型式
(a)尖尾墩; (b)方尾墩; (c)宽尾墩
溢流坝的闸门 见泄洪闸门。
水力计算 无胸墙溢流坝闸门全开时其泄流流量可用下式计算：Q=mB
，式中Q是泄流量;B是溢流堰净宽;H是堰顶以上水头; g是重力加速度;m是流量系数。公式中泄流量和堰顶水头呈1.5次方的关系，说明这种溢流堰具有较大的超泄能力，从而可控制水库水位不大幅度上升，减少坝顶超高和库区淹没损失。有胸墙的溢流坝其泄流能力在高水位孔口被淹没时为孔口出流，而在低水位孔口未被淹没时为自由堰流，当堰顶水头变化时会出现堰流到孔口流的过渡现象，其泄流量和水头的关系要通过试验测定。虹吸溢流坝的泄量取决于虹吸管的落差，但落差不能太大，以免管道内发生真空。
运行方式 无闸门控制的溢流坝和虹吸溢洪道的堰顶与水库正常蓄水位齐平，超过正常水位即可过水，无需人为控制。由于水库的调蓄作用，其下泄流量不会大于入库洪峰流量，且结构简单，运行管理方便可靠，但泄流时水位壅高较大，一般在中小型工程中采用。有闸门控制的溢流坝堰顶低于水库正常蓄水位，堰顶以上由闸门挡水，利用闸门开启度控制下泄流量，泄流能力较大。泄洪操作时可将所有闸门按同一开度开启，也可只开启部分闸孔以调节下泄流量，但要尽量对称开启以利下游流态稳定。
拓展资料
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