9.4 水力设计

    对于进、出口渐变段的局部水头损失系数国内外均做了大量研究工作，指出局部水头损失系数不仅与渐变段形式有关，还受水面收缩（扩散）角的影响。现有各种资料列出的进、出口局部损失系数ξ₁、ξ₂均有出入，而且每种渐变段形式所列值均有一定变化范围，使局部水头损失系数的选用带有一定的任意性。不过对于长渡槽，如果所选用的损失系数值不是相差很悬殊，计算成果的出入并不大。因此，对于允许水头损失值较大的中、小型渡槽，可按附录K中的表K.1.2取用ξ₁、ξ₂值；但对于允许水头损失值很小的大型渡槽，则应通过水工模型试验求得合理的ξ₁、ξ₂值。水流通过渡槽的总水头损失△Z中，进、出口水头损失之和常在0.1m～0.3m之间，故长度大的渡槽，△Z值主要决定于槽身的沿程水头损失Z₂＝iL，即主要决定于槽底纵坡i。但i值的选择不仅影响渡槽的总水头损失，而且还对槽身过水面积、槽中流速、工程量大小、工程总投资以及自流灌溉面积的大小等均将产生一系列影响，故i值的选定在渠系规划布置中即应引起充分注意，以免造成工程设计的被动局面而增加设计工作量和拖延设计时间。

    实际工程中，部分渡槽进口前设有泄水闸，而且由于地形条件限制及为了减少工程量，泄水闸多紧靠槽身设置在进口一侧，使进口连接段变成不对称形式，这种不对称布置的进曰连接段，其局部水头损失系数应较对称布置情况下进口渐变段的值为大，初步考虑时，进口局部水头损失可采用0.3，对重要渡槽准确值应通过水工模型试验确定。

    在寒冷地区，渡槽出口端与渠道的连接宜设计为正坡，以免冬季停灌后，渠道或建筑物结冰，造成冻融破坏。

    本条第6款所述的河床冲刷问题十分复杂，对于重要渡槽或跨越大江大河的渡槽，常常是采用多种方法进行分析比较。例如，南水北调中线穿黄河工程比较方案中的孤柏嘴穿黄渡槽槽墩的局部冲刷，主要是依据局部模型试验，但同时也将试验值与计算值、黄河实测的桥墩冲刷深度以及本河段的整体模型试验等进行分析对比，确定最大局部冲刷深度。对于跨越河流的一般渡槽，则常用公式计算确定。如果选用的计算公式中所需资料数据缺乏时，应将基底埋深安全值适当加大，并参考槽址附近条件类似桥墩冲刷深度加以确定。目前在渡槽工程中采用较多的是参照现行行业标准《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30中的公式。

    河床自然演变的冲刷深度，目前尚无可靠的计算方法，一般多通过调查或利用槽址上、下游水文站历年实测断面资料，根据河道特性及历史演变情况分析确定。

9.4.2  渡槽布置形式多样，常出现由于渡槽布置形式、出口转弯过急、下游渠道横断面、纵坡变化等情况而影响渡槽过流能力的事例，因此强调对1级～2级进行水工模型试验是必要的。