迷宫式溢洪道

 

朱诗鳌

 

 这是一座独具一格的溢洪道, 1910年建于美国的加利福尼亚州, 用作东方花园（East Park）水利枢纽的泄洪, 由美国垦务局设计。溢洪道的平面图和断面图如图1所示, 高3.5m。

 

图1  溢洪道平面图与断面图（单位：m）

 

该溢洪道的特点是：从三个视角展示了“拱”的造型：

其一, 溢洪道的轴线呈拱形, 实际上是一座拱形连拱坝。

在坝工设计中, 采用拱形坝轴线, 除了拱坝理所当然以外, 在重力坝与土坝中也不乏其例。 尤其是从19世纪后期到20世纪初期, 在欧美的重力坝设计中采用拱形坝轴线, 可谓是一种时尚（这只能说是一种“时尚”, 因为从重力坝的设计要求看, 不是非设计成拱形坝轴线不可的）。本枢纽的主坝东方花园坝是一座坝高42.4m的重力坝, 它的坝轴线就是拱形的, 如图2所示。溢洪道的设计者也可能受这种时尚的影响, 将溢洪道轴线设计成拱形的, 不过也有实际意义：与直线轴线相比, 其溢流前缘长度加长了, 可增加泄流量。

在连拱坝设计中采用拱形坝轴线的, 这是首例。

 

      图2  东方花园坝（重力坝）（引自T.W.Mermel）

其二, 是连拱坝本身的一连串拱圈, 其放大图如图3所示。

                    

                    

  图3   双层连拱结构图（引自Herbert M. Wilson）

 

其三, 在上述拱圈的下游侧还套有另一层拱圈, 形成第二层连拱坝, 与上游侧的拱圈相比,其顶部高程较低、曲率半径较大, 如图3所示。下游侧的这层连拱坝, 实际上是起“二道坝”或消力槛的作用。

图4是该溢洪道竣工年代的照片, 距今已有近100年之遥。

图5、图6是溢洪道全景, 从中可感受到其造型的美。

 

             图4  溢洪道竣工年代全景

      （引自A.P.Davis：Irrigation Engineering）

 

    图5  溢洪道左岸侧视图（引自www.usbr.gov）

 

               图6  溢洪道上游俯瞰图（引自www.usbr.gov）

 

                图7 溢洪道下游立视图（引自www.usbr.gov）

 

由于溢洪道造型复杂, 泄洪时水流流经的路线也使人眼花缭乱（如图7所示）, 人们形象地称它为迷宫式溢洪道（Labyrinth spillway）。

 

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