跌水与陡坡第一节概述2.落差建筑物的设计内容水力设计\\、衔接消能二、跌水形式：有单级跌水和多级跌水两种形式（超过3～～～5米时宜采用多级跌水。）（一）单级跌水（图p132）组成：进口连接段、跌水口、跌水墙、消力池、出口连接段。1．进口连接段作用：为使渠水平顺进入跌水口，使泄水有良好的水力条件，常在渠道与跌水口之间设连接段。型式：扭曲面、八字墙、圆锥形等。2．跌水口（图p133）又称控制缺口，是设计跌水和陡坡的关键。形式：有矩形、梯形和底部加台堰等形式。3．跌水墙（图p134）形式：有直墙和倾斜式两种。多采用重力式挡土墙。4．消力池作用：跌水墙下设消力池，使下泄水流形成水跃，以消减水流能量。形式:消力池在平面布置上有扩散和不扩散形式，它的横断面形式一般为矩形、梯形和折线形。折线形布置为渠底高程以下为矩形，渠底高程以上为梯形。5．出口连接段作用：下泄水流经消力池后，在出口处仍有较大的能量，流速在断面上分布不均匀，对下游渠道常引起冲刷破坏。为改善水力条件，防止水流对下游冲刷，在消力池与下游渠道之间设出口连接段。其长度应大于进口连接段。（二）多级跌水（图p135）与单级跌水的区别：将消力池作成几个阶梯，各级落差和消力池长度都相等，使每级具有相同的工作条件，并便于施工。多级跌水的分级数目和各级落差大小划分依据：应根据地形、地质、工程量大小等具体情况综合分析确定。当受地形地质条件影响较大时，也可修建不连续的多级跌水。大家应该也有点累了，稍作休息三、陡坡组成：由进口连接段、控制堰口、陡坡段、消力池和出口连接段组成。陡坡与跌水区别：在于陡坡段代替了跌水墙。（一）陡坡段的布置布置形式：陡坡底可作成等宽的、底宽扩散形和菱形三种。1.扩散形陡坡作用：可以使水流在陡坡上发生扩散，以减小单宽流量，这对下游消能防冲有利。陡坡的比降选择依据：根据修建陡坡处的地形、地质、跌差及流量大小等条件确定。2.菱形陡坡（图p140）布置形式：上部扩散下部收缩，在平面上呈菱形。在收缩段的边坡上设置导流肋。作用：减轻了对下游的冲刷。3.陡坡段的人工加糙（图p140）作用：对促使水流紊动扩散，降低流速，改善下游流态及消能均起着重要作用。加糙形式：有交错式矩形糙条、单人字形槛、双人字形槛、棋布形方墩等。跌水陡坡多级跌水示意图斜管式跌水示意图多级陡坡示意图一、缺口控制段的水力计算二、闸门控制段的水力计算三、退水与泄洪道进口的水力计算一、缺口控制段的水力计算1.矩形缺口和台堰缺口的水力计算2.梯形缺口的水力计算例试设计一梯形缺口。已知：上游渠道与水位流量关系曲线，设计流量Q=9m3/s,相应渠道水深1.79m，连接渐变段为扭曲面，长5.5m。二、闸门控制段的水力计算主要任务：确定闸孔数量和闸孔尺寸1.堰流计算根据试验，0.1<e/H<0.65,自由孔流流量系数由下述经验公式计算3）平底胸墙孔口泄流计算三、退水与泄洪道进口的水力计算一、起始断面起始水深的确定二、落差较小的陡坡水力计算三、落差较大的陡坡水力计算四、陡坡边墙高度的确定五、陡坡衬砌（人工护面）的确定一、起始断面起始水深的确定对于一般工程：取hk（临界水深）作为控制断面水深。二、落差较小的陡坡水力计算设计目的：推求陡坡末端的跃前水深，作为考虑衬砌材料和消能工设计计算的依据。缺口下泄水流按自由跌落水流计算（）：三、落差较大的陡坡水力计算1.临界水深的计算2.正常水深的计算1）正常水深可按明渠均匀流公式由试算法求得2）先按求出K,然后假定正常水深，代入求出,K0，直至K=K0,相应的h0即为所求的正常水深。3.分段求和法计算陡坡段的水面线。