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防洪工作經(jīng)驗總結(jié)
總結(jié)是指對某一階段的工作、學(xué)習(xí)或思想中的經(jīng)驗或情況加以總結(jié)和概括的書面材料,它能夠使頭腦更加清醒,目標(biāo)更加明確,不如靜下心來好好寫寫總結(jié)吧。那么總結(jié)應(yīng)該包括什么內(nèi)容呢?下面是小編為大家收集的防洪工作經(jīng)驗總結(jié),希望對大家有所幫助。
防洪工作經(jīng)驗總結(jié)1
城市的規(guī)劃中,對防洪的要求是高度重視的,是城市總體建設(shè)重要的組成部分,隨著城市的發(fā)展,對城市防洪也有了更高的要求。我國有著悠久的歷史,很多城市比較古老,防洪的能力隨著時間的推移而有所下降,因此城市防洪堤防的加高加固成為了城市迫在眉睫的重點項目。
一、城市防洪的意義
“城市防洪”出現(xiàn)在我國是上世紀(jì)八十年代,也就是在那個時代我國的城市防洪設(shè)施受到了極大的考驗城市作為一個經(jīng)濟(jì),文化,政治高度集中的區(qū)域,防洪設(shè)施的安全穩(wěn)定性與否直接影響著城市的發(fā)展,隨著改革開放的進(jìn)一步深入,經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市化建設(shè)不斷推進(jìn),城市防洪的重要性進(jìn)一步加強(qiáng)仃到汛期,防洪都是城市的頭等大事,為良好的保障城市經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定,持續(xù)的發(fā)展,防洪建設(shè)是必須要達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的從世界各國已建成的防洪設(shè)施上來看,城市的防洪工程不再是單純的堤壩修筑,而是一項融合于整個城市的規(guī)劃設(shè)計中的建設(shè),是整個城市建設(shè)體系中的一部分。許多城市在最初的建設(shè)中一味追求發(fā)展速度,而沒有進(jìn)行很好的城市規(guī)劃,基礎(chǔ)設(shè)施防洪抗洪能力不足,這此都將會在今后的汛期或是極端天氣中給城市帶來毀火性的危害。城市防洪能力的提高不單是為了城市的生存發(fā)展,同時也是構(gòu)建和諧社會的要求,是人與自然和諧相處的需要而防洪堤是城市防洪的第一防線,它的加高加固是極有必要的。
二、防洪堤加高加固施工方法
1、土方工程
1.1根據(jù)我國水利部頒發(fā)的法律法規(guī)進(jìn)行對整個施工區(qū)的原地面高程,開挖后的高程以及進(jìn)行填筑后的將叮能達(dá)到的高程,開挖斷面的各種尺寸進(jìn)行規(guī)范有效的測量,并在測量的過程中設(shè)立相應(yīng)的控制樁在這里必須強(qiáng)調(diào)的是,所設(shè)立的控制樁必須用L50×50×5的角鋼,埋潛深度一定要大于1米所用的測量儀器為全站儀。
1.2在進(jìn)行堤身的填筑前應(yīng)該對施工的控制樁進(jìn)行校核,再將堤壩的新老土按要求規(guī)范挖成階梯狀對大堤中的物料進(jìn)行含水量的檢測,根據(jù)含水量的.不同采取相應(yīng)的措施在進(jìn)行填土?xí)r,采取進(jìn)占法運用各種器械進(jìn)行規(guī)范施工,物料的填筑要按照山低處再從下到上的順序進(jìn)行,分層,分面坡面的高度,段與段之間的高差都要按要求的比例構(gòu)筑填筑時注意填筑順序和方法,排水工作要做好
1.3進(jìn)行填方施工時必須保障邊緣部位的壓實質(zhì)量,邊緣寬填小應(yīng)該少于0.3米;填方的仃層所鋪的土量厚度應(yīng)當(dāng)處于250-300毫米這個范圍,根據(jù)實際需要進(jìn)行有效的壓實工作;對開挖區(qū)域進(jìn)行土料的檢測試驗,然后根據(jù)測驗結(jié)果選定開采區(qū)域,進(jìn)行各類的工程檢測;施工前對施工區(qū)域進(jìn)行含水量的檢測,再根據(jù)含水量的高低確定碾壓的遍數(shù),密實度,填土的干密度要達(dá)到合格要求。
2、草皮護(hù)坡
在進(jìn)行大堤的加高加固施工中難免會出現(xiàn)各種的極端天氣,對大堤的維護(hù)保養(yǎng)都會有極大的影響為防比大堤在施工過程中受到雨水的沖洗,浸漬,在大堤的兩旁可以采用草皮進(jìn)行對大堤的保護(hù),護(hù)坡的范圍應(yīng)該從坡頂一直到坡腳。在草皮的選用上可以選擇馬鞭草,護(hù)坡形式應(yīng)該采用人工移植,草皮的移植時間應(yīng)該選在坡面被整理壓實之后在移植之前應(yīng)該在坡面上先鋪設(shè)一層不小于巧厘米的表土,草皮的厚度應(yīng)該均勻一致,并定時的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
3、水泥混凝土路面
3.1路面底基層施工
在測量放樣之前必須保證上程的驗收合格,并按算好的松鋪厚度進(jìn)行堤壩的打樁掛線,將自卸車開運至現(xiàn)場,集中進(jìn)行拌料,人工現(xiàn)場攤鋪。在進(jìn)行路面的碾壓時應(yīng)當(dāng)從兩側(cè)向中心碾壓,車輪的碾壓配合應(yīng)當(dāng)適當(dāng)。
3.2鋼筋混泥土面層施工
在進(jìn)行施工之前實驗人員首先做好石材料,砂的篩分以及安定性、水泥的強(qiáng)度實驗等,將實驗結(jié)果報批后再進(jìn)行施工在混凝土的攪拌時,采用標(biāo)準(zhǔn)的水泥和強(qiáng)制式攪拌機(jī),配比時要根據(jù)實際上程進(jìn)行確定注意初凝時間和混凝土養(yǎng)護(hù)手段。
3.3橫向縮縫施工
橫向縮縫的傳力桿應(yīng)當(dāng)在設(shè)計之初的位子上置入,當(dāng)?shù)虊蔚幕炷劣不瘡?qiáng)度足夠時,叫一以進(jìn)行切縫,切縫的厚度要適當(dāng)合理,并且要切到邊上,在切的過程中叫一以先將混凝土切成大塊,然后再切成小塊。
三、目前城市防洪堤防存在的問題
我國很多城市防洪建設(shè)比較早,都能夠基本正常運行,但是依然存在著薄弱的地方,一旦洪水侵襲,必然會給人民群眾生命財產(chǎn)帶來極大危害,目前存在的問題主要有幾點:第一,防洪堤老化失修,由于建設(shè)較早,經(jīng)過多年水流的沖刷,防洪堤很多被淘空;第二,河道淤泥堆積嚴(yán)重,導(dǎo)致河灘接近地面,標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重超低;第三,設(shè)計不合理,水上建筑沒有合理規(guī)劃,應(yīng)急分洪通道被臨時建筑占據(jù),生活垃圾堆積,嚴(yán)重阻洪;第四,許多城市在防洪堤壩的建設(shè)中,對生態(tài)的破壞極其嚴(yán)重,缺乏整體的規(guī)劃,只把注意力放到建設(shè)防洪堤壩,不關(guān)心周圍生態(tài)環(huán)境問題,致使生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重的破壞;第五,缺乏科學(xué)的建設(shè),城市防洪的建設(shè)與城市實際需求,防洪標(biāo)準(zhǔn)不匹配,與城市的經(jīng)濟(jì)實力不適應(yīng),我國很多城市的防洪建設(shè)超標(biāo),建設(shè)資金浪費,總想一步做好,嚴(yán)重與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫軌。
四、城市防洪堤防問題解決方案
通過對我國城市防洪堤防的調(diào)研,體會到城市防洪堤防工程有著特殊的要求。比如要提高城市的防洪標(biāo)準(zhǔn),就要對城市防洪堤進(jìn)行加固加高,如果處理不當(dāng),必然對城市的規(guī)劃有所影響,對城市的發(fā)展不利。所以城市防洪堤防問題,還需要加以重視解決,以下是幾點解決方案。
1、科學(xué)合理制定地方工程
城市防洪堤的建設(shè)要符合科學(xué)型,堤防的高度取決于洪水水位,根據(jù)實際情況,波浪爬高和安全超高都采用《地方工程設(shè)計規(guī)劃》(GB 50286-98)的公式計算,這樣的高度留有一些空余。首先,波浪爬高在我國的大部分城市中,特別是內(nèi)河城市,洪水流速大,水面寬度都在幾十米到幾百米之間,水位持續(xù)時間短,與設(shè)計風(fēng)速的組合機(jī)率非常少;其次,由于城市的整體規(guī)劃,城市堤防工程,特別是老城市,大多與道路結(jié)合,堤身經(jīng)砌護(hù)后安全性比較高,可以經(jīng)受短時間的越浪。并且大部分城市洪水漲退速度快,高水位持續(xù)時間較短。因此,可以根據(jù)城市的規(guī)劃,城市的實際情況,來適當(dāng)?shù)慕档统鞘蟹篮榈谭赖陌踩,但是在防洪堤身結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的處理方面要增加可靠的安全度。
2、城市防洪堤防工程要依靠城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,考慮自然環(huán)境,社會環(huán)境等因素。
城市防洪建設(shè),必須要順應(yīng)自然條件,服從流域防洪規(guī)劃,為保證排洪的需要布置堤岸線。同時,要對城市的總體規(guī)劃負(fù)責(zé),服務(wù)于城市的總體規(guī)劃。
3、要重視城市防洪堤防工程對城市景觀的影響
要充分考慮到城市旅游,景觀,公共設(shè)施等與堤防建設(shè)的結(jié)合。很多城市濱江地帶都是重要的旅游風(fēng)景區(qū),既是城市居民聚集地,也是旅游者觀光自然,感受城市的重要區(qū)域。所以要充分注意城市防洪堤岸建設(shè)時,兩岸的生態(tài)環(huán)境、景觀設(shè)施、遵循科學(xué)自然的原則,使之符合城市整體規(guī)劃的要求。
4、合理選用城市防洪堤防結(jié)構(gòu)型式
在城市沿江范圍建設(shè)堤防,要注重城市的自然環(huán)境,節(jié)省土地使用等要求。如果條件允許,可考慮堤防與城市交通道路結(jié)合建設(shè),并且與城市交通道路連接,發(fā)揮防洪工作中非汛期時道路的作用。
5、堤防建設(shè)與城市排水,污水處理工程相結(jié)合
在以往的成功規(guī)劃中,城市建筑部門負(fù)責(zé)城市的排水規(guī)劃,水里部門負(fù)責(zé)防洪規(guī)劃,認(rèn)為的把城市的防洪與排水截然分開。在排澇的計算方式上,兩個部門各不相同,導(dǎo)致城市的與城市洪水計算不能銜接。所以建設(shè)中可以把城市排水與防洪工程結(jié)合起來,將城市規(guī)劃中污水處理與城市防洪工程結(jié)合考慮。
結(jié)束語
城市防洪堤是保護(hù)城市人民生命財產(chǎn)安個免遭洪水侵害的重要上程。防洪堤的質(zhì)量直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安個,因此,一定要把好堤壩質(zhì)量關(guān),針對堤壩不穩(wěn)固等問題進(jìn)行整治、加高、加固,確保防洪堤在保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全方面發(fā)揮重大的價值。
防洪工作經(jīng)驗總結(jié)2
目前頻率計算的方法多采用適線法,在實際工作中,有兩種適線方法:一種是目估經(jīng)驗適線,通過主觀判斷,決定適線的優(yōu)劣,此法雖然簡單靈活,并反映設(shè)計人員的經(jīng)驗,但適線因人而異,任意性大;另一種是計算機(jī)適線,把理論頻率曲線與經(jīng)驗頻率點據(jù)的擬合誤差作為適線準(zhǔn)則,優(yōu)選統(tǒng)計參數(shù),求得最佳的擬合曲線,但是這種方法不便處理樣本資料中的特大或特小水文數(shù)據(jù),編制和使用電算程序時要特別注意。
一、適線法
繪制理論頻率曲線的主要目的是為了解決經(jīng)驗頻率曲線的外延問題。我國水文界目前普遍選用的理論頻率曲線為P―M型曲線,它是由三個統(tǒng)計參數(shù)(X、CV、CS)決定的。三個參數(shù)從理論上講應(yīng)是總體的統(tǒng)計參數(shù),但水文變量的總體是無法知道的,通常只能由樣本資料用矩法公式求出其三個統(tǒng)計參數(shù),而樣本統(tǒng)計參數(shù)都具有抽樣誤差,這就使由樣本統(tǒng)計參數(shù)確定的P―M型曲線不能很好地反映總體的分布規(guī)律。生產(chǎn)上通常采用調(diào)整樣本的統(tǒng)計參數(shù)及相應(yīng)P―M型曲線來擬合樣本的經(jīng)驗頻率點據(jù),以盡可能減少參數(shù)估計的抽樣誤差和系統(tǒng)誤差,進(jìn)一步探求總體的概率分布,這個過程在水文上稱為適點配線法,簡稱適線法。適線法得到的成果仍具有抽樣誤差,而這種誤差目前還難以精確估算,因此對于工程上最終采用的頻率曲線和相應(yīng)的統(tǒng)計參數(shù),不僅要從水文統(tǒng)計方面分析,而且還要密切結(jié)合水文現(xiàn)象的物理成因及地區(qū)分布規(guī)律進(jìn)行綜合分析。
二、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
所謂的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),就是指備用水部門的用水和水利水電工程自身、下游防護(hù)對象允許破壞的程度。這種允許破壞的程度是建立在頻率基礎(chǔ)上的。水利水電樞紐工程廣義上的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分為興利標(biāo)準(zhǔn)和防洪標(biāo)準(zhǔn)兩種。
(一)興利標(biāo)準(zhǔn)
興利標(biāo)準(zhǔn)是用設(shè)計保證率來表示的。興利的內(nèi)涵非常廣泛,通常包括灌溉、發(fā)電、城市供水、航運、養(yǎng)殖等。若要最大程度地滿足各個用水部門的用水要求,就需要工程規(guī)模大一些,因而造成投資增大。而多追加的投資和增收的`效益相比,是否經(jīng)濟(jì)合理,這就要進(jìn)行分析論證。如果增收的效益遠(yuǎn)比追加的投資小,就沒必要把工程修得很大。因此,在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計時,一般不要求百分之百地滿足各個用水部門的用水需要,而是允許適當(dāng)斷水或減少供水量,這就要求研究各用水部門允許減少供水的可能性和合理范圍,定出在多年工作期間,用水部門的正常用水得到保證(或不破壞)的程度,這一保證用水(或不破壞)的程度就是設(shè)計正常用水保證率,簡稱為設(shè)計保證率。
設(shè)計保證率是指各用水部門在未來長期內(nèi),按規(guī)定用水量保持正常工作而不受破壞的頻率。設(shè)計保證率的選定,實質(zhì)上是一個確定縮減用水合理程度的經(jīng)濟(jì)權(quán)衡問題。設(shè)計保證率若選得過低,則正常用水遭受破壞的機(jī)會將增加,從而引起國民經(jīng)濟(jì)的損失。相反,設(shè)計保證率若選得過高,雖然用水部門用水保證率得到提高,但要增加工程投資和其他費用,使工程效益和投資的比例減小。因此,設(shè)計保證率應(yīng)該通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析,并考慮其他影響來選擇。然而這種經(jīng)濟(jì)論證,無論在方法上還是技術(shù)上都很復(fù)雜,是難以做到的。在實際工作中,設(shè)計保證率是通過國家規(guī)范的形式,根據(jù)各部門的用水性質(zhì)、要求和重要性,以及生產(chǎn)實踐中所積累的經(jīng)驗來確定。
灌溉和水力發(fā)電的興利標(biāo)準(zhǔn)見表1、表2,其他用水部門的興利標(biāo)準(zhǔn)參照有關(guān)規(guī)范選用。
(二)防洪標(biāo)準(zhǔn)
水利水電樞紐工程除了興利外,另一主要作用就是防洪。根據(jù)《防洪標(biāo)難》(GB5020l-94),防洪標(biāo)準(zhǔn)是指防護(hù)對象防御洪水能力相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)。這里的防護(hù)對象不僅指自身沒有防洪能力需要采取防洪措施的保護(hù)對象,如城市、鄉(xiāng)村、工礦企業(yè)和機(jī)場等,還包括能保護(hù)其他防護(hù)對象安全的水利水電工程的本身,如水庫、堤防等。防洪標(biāo)準(zhǔn)原則上應(yīng)在準(zhǔn)確預(yù)報未來洪水的基礎(chǔ)上,通過投資效益綜合經(jīng)濟(jì)分析來選定。然而和確定設(shè)計保證率一樣,這是很難做到的。所以,只能采用統(tǒng)一規(guī)定的洪水頻率(重現(xiàn)期)作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程的重要性以及社會經(jīng)濟(jì)等綜合因素,仍然以規(guī)范的形式給出。
我國現(xiàn)行的防洪標(biāo)準(zhǔn)分為設(shè)計一級標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計、校核兩級標(biāo)準(zhǔn)兩種情況。根據(jù)防護(hù)對象的不同,其防洪標(biāo)準(zhǔn)可采用設(shè)計一級或設(shè)計、校核兩級。這里的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是指當(dāng)出現(xiàn)小于或等于這種標(biāo)準(zhǔn)的洪水(設(shè)計洪水)時,應(yīng)保證防護(hù)對象的安全或防洪設(shè)施的正常運行。校核標(biāo)準(zhǔn)是指遇該標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的洪水(校核洪水)時,采取非常運用的措施,在保障主要防護(hù)對象和主要建筑物安全的前提下,允許次要建筑物不同程度的損壞及次要防護(hù)對象受到一定的損失。
水庫、水電站、城市、鄉(xiāng)村和工礦企業(yè)的防洪標(biāo)難見表3、表4,其他防護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)參見有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
三、結(jié)語
工程水文及水利計算的主要任務(wù)就是依據(jù)工程所在流域已經(jīng)發(fā)生的水文過程,預(yù)估未來工程運用期間的水文過程,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計算,從而確定工程的規(guī)模和尺寸。作為由樣本資料估算總體統(tǒng)計參數(shù)和探求總體概率分布的一種有效方法,適線法頻率計算是可以用來推求未來水文過程的,因為未來水文過程也是水文總體過程的一部分。所以,生產(chǎn)上根據(jù)水文樣本資料,通過頻率計算適線,把最后選定的理論頻率曲線近似地作為水文總體的概率分布,在該曲線上可查得該水文總體的另一個樣本值(某一頻率戶的設(shè)計水文變量值xp)。頻率計算方法是目前推求設(shè)計年徑流和設(shè)計洪水的基本方法。
防洪工作經(jīng)驗總結(jié)3
1.工程概況
某河流流域面積為21Km2,為山區(qū)雨源型小河流,洪水由暴雨形成;洪水具有峰量集中,漲峰歷時短的特點。城市的發(fā)展導(dǎo)致地面硬化,水流下滲量減少,加大短時地表徑流。由于歷史的原因,河道過水?dāng)嗝鏈p小,阻水建筑物多,河道行洪能力差,加上局部河段地勢低洼,致使上游地區(qū)及市區(qū)暴雨強(qiáng)度較大時,極易形成內(nèi)澇,給人民生命財產(chǎn)帶來巨大的損失。為解決水環(huán)境問題,擬在修建一條排污分洪隧洞。
工程的主要任務(wù)是分泄河道汛期大部分洪水,提高防洪能力。樞紐工程由環(huán)型溢洪道、隧洞等兩大部分組成,其最大排洪量為100m3/s。
2.進(jìn)口方案比較
為減少洪水對工程的影響,該工程分洪隧洞的進(jìn)口引渠與河道呈83°的交角;該河道河槽底部高程1062m,設(shè)計水位時的流速為V0=4.97m/s,這有別于水庫近似V0=0m/s行進(jìn)流速。在布置設(shè)計時研究過三種可能的布置形式:
2.1豎井式溢洪道。傳統(tǒng)的豎井式溢洪道由環(huán)型堰、漸變段、豎井、彎管及泄水隧洞進(jìn)口四部分組成。其消能機(jī)理是,當(dāng)環(huán)型堰進(jìn)口曲線下端的高速水流脫離井壁時,挾帶空氣射入消力井中,與井底的水相互碰撞和井壁摩擦消能。根據(jù)其消能機(jī)理在布置設(shè)計其需要一段較長的漸變段、豎井、彎管來控制水流,使水流在其中充分消能。
2.2環(huán)型溢洪道。環(huán)型溢洪道由環(huán)型堰、消力井和消力井三部分組成。與豎井式溢洪道相比其少了漸變段、豎井、彎管,增加了消力井。其消能機(jī)理是,經(jīng)過引渠引入的水流,進(jìn)入環(huán)型堰進(jìn)口時,在環(huán)型堰曲線下端形成高速射流,脫離環(huán)型堰壁后,挾帶空氣射入消力井中,與消力井的水墊相互碰撞消能。
2.3龍?zhí)ь^式溢洪道+消力池消能。采用龍?zhí)ь^式實用堰引流,使水流進(jìn)入消力池消能。豎井式溢洪道與環(huán)型溢洪道相比雖然工程投資相當(dāng),但其水墊較淺,消能效果沒有環(huán)型溢洪道的好;再加上受漸變段、豎井,尤其彎管的曲率半徑R不能滿足2~5倍控制段直徑要求,使得輸水隧洞內(nèi)會出現(xiàn)不穩(wěn)定的流態(tài),甚至在彎管部位會出現(xiàn)很大的負(fù)壓。而環(huán)型溢洪道正好克服了這些缺點被確定為實施方案。環(huán)型溢洪道與龍?zhí)ь^式溢洪道+消力池消能相比減少占地約40%.綜上所述,從經(jīng)濟(jì)和社會效益上分析,采用較安全可靠的環(huán)型溢洪道比采用豎井式溢洪道、龍?zhí)ь^式溢洪道+消力池消能均節(jié)約投資1/4~1/3,并減少占地約40%.而且更為安全可靠,大大降低泄洪的聲響及水霧,大大提高防洪能力,工程的建成并不對周邊的環(huán)境帶來不利的影響。
3.環(huán)型溢洪道的設(shè)計
該工程按200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)的規(guī)定,本工程等別為II等,環(huán)型溢洪道等永久建筑的級別為2級。環(huán)型溢洪道由引渠、環(huán)型堰、消力井三部分組成。
3.1環(huán)型溢洪道的理論分析。由于本工程受其用地的限制,進(jìn)口引渠位于距河道轉(zhuǎn)彎上游凸岸一側(cè)的約25m的河道上,該處河道水流流速約4m/s,使得進(jìn)口引渠的水流有偏流現(xiàn)象,水面高差0.5~0.8m.由于偏流的存在,環(huán)型溢洪道水力學(xué)參數(shù)的求解必須借助于旋流理論根據(jù)質(zhì)量守恒及動量守恒導(dǎo)出的連續(xù)性方程與動量方程(又稱N-S方程):
3.2環(huán)型堰設(shè)計。
3.2.1定型水頭的確定現(xiàn)行《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-20xx明確規(guī)定:當(dāng)采用低堰時其定型水頭取Hd=0.65∽0.85Hmax,結(jié)合本工程大多數(shù)情況是在低水頭運行和洪水有陡漲陡落的特點;同時考慮到引渠內(nèi)有4m/s左右的的初始流速,為增加泄流量,確定采用定型水頭Hd=0.808Hmax的定型水頭。
3.2.2圓形控制段半徑的計算已知該工程的該工程的分洪流量為100m3/s,根據(jù)堰流流量公式。
3.2.3堰面曲線的設(shè)計。根據(jù)進(jìn)口處的實際地形條件環(huán)型溢流堰布設(shè)為低堰,堰高Hp=0.5m.堰面曲線的設(shè)計象一般實用堰和豎井式溢洪道一樣,環(huán)型堰的形狀(漏斗段)是根據(jù)銳緣薄壁環(huán)堰的水舌下緣剖面繪制。R堰頂半徑為3.3m及Hp=0.5m,根據(jù)Hp/R及定型水頭Hd查文獻(xiàn)1上的相應(yīng)表可得的堰面曲線坐標(biāo)。
3.3消力井的初步設(shè)計。現(xiàn)行《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》SD134-84規(guī)定,混凝土襯砌隧洞要防止高速水流的沖刷,噴錨襯砌的允許流速,一般不宜大于8m/s。根據(jù)動勢能轉(zhuǎn)換原理可求得本工程跌落進(jìn)消力井水舌的入水流速V=16m/s。大于噴錨襯砌的允許流速,接近高速水流的范疇。為減少對隧洞的沖刷降低流速,必須采取消能措施進(jìn)行消能。本工程擬采用的消能措施是消力井。其幾何尺寸主要是先根據(jù)跌落進(jìn)池中水流共軛水深和水躍長度初步確定,經(jīng)計算本工程的共軛水深為4.6m;水躍長度6.4m.考率到本工程的進(jìn)口流態(tài)較復(fù)雜,為工程的安全,在布置設(shè)計時考慮充分的消能率池深取為5.21m,直徑為8.6m.
因此,還需用水力試驗來加以研究確定,并為類似的工程提供一個比較簡單易懂的數(shù)據(jù)。
3.4理論消能率的計算。消能率是評價消能工消能效果的一個指標(biāo),其等于經(jīng)過消能的能量損失與泄洪隧洞進(jìn)口段總能量之比;而經(jīng)過消能的能量損失等于該泄洪隧洞進(jìn)口段總能量減去隧洞進(jìn)口段總的能量之和。經(jīng)計算隧洞洞內(nèi)在設(shè)計水位時的流速為4.1m/s,則消力井的理論消能率為73%.以就是說跌落進(jìn)消力井水舌的入水流速V=16m/s的水流,在進(jìn)洞時其流速接近洞內(nèi)在設(shè)計水位時的流速為4.1m/s,則表明消能較好。在工程布置時還需研究合理可行的消能放渦設(shè)施。以用于提高其消能率。
4.試驗研究環(huán)型溢洪道是一種新泄洪方式,工程實例較為少見
對于偏流現(xiàn)象目前還不能對之進(jìn)行較為精確的水力學(xué)計算。亦不能計算進(jìn)口河道偏流對環(huán)型堰泄流能力的影響;以及為對防渦設(shè)施的進(jìn)一步研究,為樞紐建筑物的結(jié)構(gòu)布置提供試驗依據(jù)。這也是進(jìn)行水工模型試驗的目的。
試驗主要研究泄洪隧洞單獨泄洪和泄洪隧洞與下游河道聯(lián)合泄洪兩種方式。上游河道控制最高水位1067.00m時,泄洪隧洞單獨泄洪最大泄流量100.00m3/s,泄洪隧洞與下游河道聯(lián)合泄洪時,最大泄流量140.00m3/s,下游河道控制流量40.00m3/s,泄洪隧洞泄洪流量100.00m3/s。水工模型按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計為正態(tài)模型,幾何比尺采用1:20,滿足糙率相似。經(jīng)過對五種方案的試驗研究,實測了模型中的各種水力參數(shù)、流態(tài)和消能特性,并為工程設(shè)計推薦了一個比較合理的方案。
4.1進(jìn)流水力特性。本工程引渠方向與河道呈83°的交角,使得行近水流具有較大的初始環(huán)量,造成進(jìn)流流速分布極不均勻,引渠左右流速差達(dá)4.00m/s.且存在較大橫向水面差,橫向水面差值為0.5~0.8m.并且在進(jìn)口上游無任何調(diào)節(jié)及穩(wěn)流設(shè)施,水流從河道經(jīng)寬頂堰直接進(jìn)入環(huán)型溢洪道,致使水流流速較大,高達(dá)8m/s,極大影響了進(jìn)流流態(tài)。若不采用防渦設(shè)施或采用不當(dāng),將會使環(huán)型溢洪道的下泄水流產(chǎn)生較強(qiáng)的豎軸吸氣旋渦,產(chǎn)生巨大的聲響。同樣由于環(huán)型溢洪道周邊進(jìn)流分布極不均勻,在環(huán)型溢洪道面上產(chǎn)生局部負(fù)壓,對建筑結(jié)構(gòu)極為不利,嚴(yán)重降低了環(huán)型溢洪道的泄流量,使上游河道水位大幅度升高。
在泄洪隧洞與下游河道聯(lián)合泄洪方式時,由于下游河道泄流,環(huán)型溢洪道引渠進(jìn)口水流的主流下移,致使進(jìn)口的進(jìn)水角增大,增大了行近水流的初始環(huán)量,加劇了環(huán)型溢洪道的橫向繞流,最大橫向繞流流速達(dá)10.89m/s,水流流態(tài)更加紊亂,同樣若不采取工程措施,將會使得豎向環(huán)型溢洪道在聯(lián)合泄流時較單獨泄流時的泄流量要低。
4.2防渦設(shè)施的確定。該工程環(huán)型溢洪道來流流速較大,偏流現(xiàn)象嚴(yán)重,流速分布極不均勻,在環(huán)型溢洪堰前產(chǎn)生較大的橫向繞流,水流流態(tài)更加紊亂,影響泄流。設(shè)計時擬在堰頂上布置了四個防渦墩的工程措施,但對于其防渦效果如何,還需進(jìn)行試驗進(jìn)行研究。
4.2.1不設(shè)防渦設(shè)施。不設(shè)防渦設(shè)施時,由于受到上游來水極不均勻的影響,在環(huán)型溢洪道前產(chǎn)生較大的橫向流速,導(dǎo)致水流的旋轉(zhuǎn),隨著流量的增加進(jìn)口漩渦直徑及強(qiáng)度亦逐漸加大,溢流能力較低。在流量Q=61.00m3/s環(huán)型溢洪道單獨泄流時,進(jìn)口旋渦直徑5.60m,并伴隨著巨大的聲響,上游河道水位1067.14m,已超過最高防洪水位。
4.2.2環(huán)型溢洪道周邊設(shè)3個防渦墩在環(huán)型溢洪道周邊設(shè)3個防渦墩,墩與墩之間夾角12°,墩的位置經(jīng)試驗調(diào)整確定,1#墩軸線與引渠對稱中線的夾角25°。
受水力條件的影響,環(huán)型溢洪道周邊存在旋轉(zhuǎn)水流,流態(tài)紊亂,環(huán)型溢洪道周邊進(jìn)水不均勻。在環(huán)型溢洪道單獨泄流流量Q=100.00m3/s時,上游河道水位1066.24m。在環(huán)型溢洪道與下游河道聯(lián)合泄流流量Q=140.00m3/s時,環(huán)型溢洪道后側(cè)的橫向流速為10.89m/s,上游河道水位1067.42m,超過校核水位0.42m。
4.2.3環(huán)型溢洪道周邊設(shè)4個防渦墩在環(huán)型溢洪道周邊設(shè)4個防渦墩,墩與墩之間夾角90°,1#墩軸線與引渠對稱中線的夾角45°(該方案為原設(shè)計方案)。在環(huán)型溢洪道周邊存在旋轉(zhuǎn)水流,流態(tài)紊亂,環(huán)型溢洪道周邊進(jìn)水不均勻,在環(huán)型溢洪道上游的右側(cè)1#防渦墩下游溢流面上產(chǎn)生負(fù)壓,最大負(fù)壓值為1.25mH2O。在環(huán)型溢洪道單獨泄流流量Q=100.00m3/s時,上游河道水位1066.30m.在環(huán)型溢洪道與下游河道聯(lián)合泄流流量Q=140.00m3/s時,上游河道水位1067.50m,超過校核水位0.50m。
4.2.4設(shè)3個防渦墩和1個外防渦墻根據(jù)在環(huán)型溢洪道周邊設(shè)3個防渦墩方案與設(shè)4個防渦墩的方案試驗成果比較,選定在設(shè)3個周邊防渦墩方案的基礎(chǔ)上,經(jīng)不同位置和尺寸的比較試驗,在環(huán)型溢洪道的橫向?qū)ΨQ線上的右側(cè)邊墻布置一寬為1.90m的`外防渦墻。
外防渦墻截?fù)趿擞覀?cè)的較大偏向水流流速,減小了環(huán)型溢洪道周邊的橫向繞流流速,但環(huán)型溢洪道周邊還存在旋轉(zhuǎn)水流,流態(tài)紊亂,環(huán)型溢洪道周邊進(jìn)水不均勻,該方案水流條件較其它方案均有較大的改善。在環(huán)型溢洪道單獨泄流流量Q=100.00m3/s時,上游河道水位1066.18m.在環(huán)型溢洪道與下游河道聯(lián)合泄流流量Q=140.00m3/s時,環(huán)型溢洪道后側(cè)的橫向流速為5.34m/s,上游河道水位1066.88m,低于校核水位0.12m。
4.2.5設(shè)3個防渦墩和2個外防渦墻在環(huán)型溢洪道周邊設(shè)3個防渦墩、1個外防渦墻方案的基礎(chǔ)上,在環(huán)型溢洪道1#防渦墩的對稱沿長線的邊墻上布置一寬為1.90m的外防渦墻,成為3個周邊防渦墩和2個外防渦墻。
5.試驗研究成果分析
5.1試驗成果。對該分洪隧洞工程的進(jìn)口樞紐,進(jìn)行了五種大方案十余種防渦墩布置方案的試驗研究,對于環(huán)型溢洪道要使來水均勻地進(jìn)入環(huán)型溢洪道,不發(fā)生旋轉(zhuǎn)流動,僅僅具有適合的引水渠輪廓尚不能獲得成功,還要根據(jù)工程的具體水力邊界條件,必需采用相應(yīng)的防止漩渦的設(shè)施。環(huán)型溢洪道僅在周邊設(shè)置防渦墩方案與環(huán)型溢洪道周邊設(shè)置防渦墩和外防渦墻共同使用方案比較,在環(huán)型溢洪道單獨泄流情況下,在Q=100.00m3/s時,寬頂堰出口平均流速,左右側(cè)流速差從1.83m/s減至0.11m/s,在環(huán)型溢洪道與下游河道聯(lián)合泄流流量Q=140.00m3/s時,寬頂堰出口平均流速,左右側(cè)流速差從4.04m/s減至1.57m/s,在環(huán)型溢洪道單獨泄流Q=100.00m3/s時,上游河道水位從1066.24m降至1066.18m,在環(huán)型溢洪道與下游河道聯(lián)合泄流流量Q=140.00m3/s時,上游河道水位從1067.42m降至1066.38m,效果明顯。
根據(jù)試驗結(jié)果,將原設(shè)計環(huán)型堰上布置有4個防渦墩減少為3個,為更好的防止渦流的產(chǎn)生,在引渠邊墻增加兩道防渦墻。試驗表明設(shè)計泄洪量Q=100m3/s時,最大動水壓力為18.6mH20,最大沖擊流速為8.7m/s;較入射水流流速V=16m/s減小了進(jìn)一半,基本滿足了噴錨襯砌的允許流速,一般不宜大于8m/s的要求。此時的消能率為58.2%,為理論消能率的80%,消能效果較為顯著;而且這種消能形式結(jié)構(gòu)簡單新穎易于布置。
5.2試驗研究成果分析。鑒于水流邊界的特殊性和環(huán)型溢洪道是一項較為新穎的結(jié)構(gòu),國內(nèi)未見有類似的工程實例。對于防渦設(shè)施、消力井的布置沒有成功的經(jīng)驗可以借鑒。其中僅環(huán)型堰的孔口尺寸可以由堰流公式進(jìn)行計算。其于未見有較為明確的理論公式計算,為此本設(shè)計與試驗研究對此作了如下的分析工作。
在布置設(shè)計時只要滿足消力井的長是環(huán)型堰的0.8倍,深度為0.5倍,同時滿足落差的0.25倍;防渦墩和防渦墻是環(huán)型堰的0.2倍。即可滿足要求。大大地簡化了設(shè)計,為今后的推廣應(yīng)用提供了方便。
6.結(jié)語
利用旋流場理論分析,結(jié)合工程實例大膽、巧妙地采用目前未見使用環(huán)型堰與消力井相結(jié)合,采用簡便可行設(shè)置防渦墩和外防渦墻環(huán)型溢洪道的泄流消能方式。并經(jīng)試驗加以論證,成功地解決了進(jìn)口流速較大且流速分布極不均勻,水力條件較為復(fù)雜的泄流和消能問題。再經(jīng)具體工程實例的兩個水文年度溢洪實踐,表明該工程設(shè)計與研究的布置型式在滿足泄洪和消能方面均達(dá)到設(shè)計預(yù)期效果。本設(shè)計與試驗研究成果,比常規(guī)的設(shè)計可節(jié)約工程投資的1/4∽1/3;而且更為安全可靠。大大降低泄洪的聲響及水霧,減少因工程的建設(shè)對環(huán)境的不利影響。本設(shè)計與試驗研究提出了簡單易行的設(shè)計參數(shù)和成果。對在城市防洪排澇;中小型水利水電工程的泄流及一洞多用中;山區(qū)狹長水庫行近流速比較大或切向流速比較大的水庫中,均具有良好的推廣價值。
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