侧槽式溢洪道为过堰水流进入与堰轴线大致平行的侧槽,在槽内转向约90°,再经泄槽或隧洞流入下游的开敞式溢洪道。侧槽式溢洪道多为中小型水库所采用,其水流特点是:过堰水流由侧向进入,产生横向漩滚,同时在重力作用下沿侧槽纵向流动,形成螺旋流;流量沿程增加,侧槽内的水流为空间变量流。
侧槽式溢洪道适用于两岸山坡陡峻,无适当的天然垭口而坝身又不宜泄洪的水利枢纽。顺岸坡等高线布置侧槽式溢洪道,较采用其他形式可减少挖方量。在挖方量增加不多的情况下,适当增加溢流堰的长度,可减小溢流水深,从而降低水库的最高洪水位和坝的高度。
侧槽式溢洪道一般由溢流堰、侧槽、泄槽或泄水隧洞、消能工和泄水渠等部分组成(见图)。
溢流堰常采用实用堰,堰顶可设置或不设置闸门。小型水库的侧槽式溢洪道多不设闸门。
侧槽要布置在完整坚实的岩基上,并做好衬砌。侧槽采用窄而深的梯形断面,可节省开挖量并使槽内水流平稳。侧槽的边坡系数,在溢流堰一侧,溢流曲线下部的直线段坡度一般用0.5,靠岸一侧常采用0.3~0.5。侧槽的底宽自上而下逐渐加大,起始断面底宽的最小值要考虑施工开挖方便,末端一般与泄槽底等宽,首末两端底宽的比值对侧槽工程量影响较大,常取0.25~1。为使水流稳定均匀和减少冲击,侧槽内水流应为缓流状态,槽底纵坡常取1%~5%。侧槽底部高程,按满足溢流堰为非淹没出流和减小开挖量的要求确定。试验表明,侧槽起始断面附近有一定的淹没,尚不致对整个溢流堰的泄流有较大影响。为节省开挖量,可适当提高侧槽起始断面的底高程,一般认为淹没度可取为0.5左右。
为改善侧槽和泄槽的水流状态,并利于下游消能,有时在侧槽与泄槽或泄水隧洞之间设调整段。调整段多采用等宽平底坡的梯形断面,长度大于临界流水深的2倍。在侧槽或调整段末端常设控制断面,由缩窄槽宽或在槽底设置突坎构成,使水流在此处形成临界流以便与下游泄槽中的急流相连接。
侧槽式溢洪道的泄槽和消能工,与一般开敞式溢洪道相同。泄槽的底坡要大于临界坡度。当采用泄水隧洞泄流时,可与施工导流隧洞相结合。
溢流堰、侧槽、调整段和泄槽或泄水隧洞的布置和尺寸的确定,需使它们之间有较好的水面衔接,以达到安全泄洪。
侧槽的水力计算在于确定槽内水面线和槽底高程。其水面曲线可利用动量或能量原理推导出的差分公式,逐段推求。
侧槽内的水流形态复杂,常需通过水工模型试验进行验证。