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施工水力学与导流工程
前言
在河流在修建水工建筑物，由此而引起河道水流的变化，在施工期间往往与通航、筏运、渔业、供水，灌溉会或水电站运转等水利资源的综合利用的要求发生矛盾。
显然，水利水电工程整个施工过程中的水流控制，概括说就是要采取导、截、拦、蓄、泄等施工措施来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物的不利影响，把河水流量全部或部分地导向下游或拦蓄起来，以保证工程在干地上施工和施工工期不影响或尽可能少影响水利资源的综合利用。
本文就是简单总结施工过程中水流控制的常用方法。简单介绍了施工导流的基本方法，施工过程中水流的控制。例如，分段围堰法导流和全段围堰法导流；导流建筑物的布置和水力计算等等。其中，有些方法介绍的比较详细，并有相关的例题加以论述，有些方法和理论只是作简单的介绍。
一 施工导流的基本方法
1 分段围堰法
分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段围护起来进行施工的方法。
所谓分段，就是从空间上用围堰将建筑物分成若干施工段进行施工。所谓分期，就是从时间上将导流分为若干时期。
分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程中，尤其是通航河流或冰凌严重的河流上。这种导流方法的导流费用较低，所以国内一些大、中型水利水电工程采用较广。例如，我国新安江、三门峡、丹江口等枢纽施工中，都采用过这种导流方法。
这种导流方法，前期可以由束窄的河道导流；后期可利用事先修建好的泄水道导流，其类型如下。
㈠ 底孔导流
底孔导流时，应事先在混凝土坝体内修好临时底孔或永久底孔，然后让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证工程继续施工。如临时底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时要加以封堵。这种导流方法在分段分期修建混凝土坝时用的比较普遍。
采用临时底孔时，底孔的尺寸、数目和布置，要通过相应的水力学计算决定。其中底孔的尺寸在很大程度上取决于导流的任务（过水、过木、过船、过鱼），水工建筑物的结构特点和封堵用闸门设备的类型。底孔的布置与封堵与施工条件有关，可以把底孔布置在不同的高程，封堵时从最低高程的底孔堵起，这样可以减少封堵时所承受的水压力。
临时底孔的断面形状多采用矩形，为了改善孔周围的应力状况，也可以有圆角的矩形。按水工结构要求，孔口尺寸应尽量小，但某些水利水电工程中，由于导流流量较大，也只好采用尺寸较大的底孔。
㈡ 坝体缺口导流
混凝土坝枢纽施工工程中，当汛期河水暴涨暴落，而其它的导流建筑物不足以宣泄全部流量时，为了不影响坝体施工进度，使大坝在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的坝体上预留缺口，以便配合其他导流建筑物宣泄洪峰流量。待洪峰过后，上游水位回落，在继续修筑缺口。所留缺口的宽度和高度取决于导流设计流量、其它泄水建筑物的泄水能力、建筑物的结构特点和施工条件等。采用不同工程的缺口时，为避免高低缺口单宽泄量相差过大，产生高缺口向低缺口侧向泄流，造成斜向卷流，引起压力分布不均，就要适当控制高低缺口间的高差。根据已有工程的经验，其高差以不超过4～6米为宜。
在修建混凝土坝，特别是大体积混凝土坝时，由于这种导流方法比较简单，常被采用。
2 全段围堰法导流
全段围堰法导流就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，是河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。
这种导流方式在大湖泊出口处建设闸坝时，有可能只筑上游围堰，将施工期间的全部来水拦蓄于湖泊中。又如在坡降很大的山区河道上，若泄水道出口的水位低于基坑所在河床的高程时，也无需在修建下游围堰。
全段围堰法导流按其泄水道类型有：
㈠ 隧洞导流
一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。但由于隧洞的泄水能力有限，汛期洪水宣泄常另找出路，如允许基坑淹没或与其它导流建筑物联合泄洪。隧洞是造价比较昂贵和施工比较复杂的建筑物，所以导流隧洞通常是结合永久隧洞统一布置，进行设计。条件不允许时，就需要专为导流而开挖隧洞，导流任务完成后，还需封堵。
㈡ 明渠导流
明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰。河水经渠道下泄。所以它一般适用与岸坡平缓或有宽广滩地的平原河道上。如果当地有老河道可以利用或工程修建在河流的弯道上时，可裁弯取直开挖明渠。在这种情况下，采用明渠导流，比较经济合理。
布置导流明渠，一定要保证水流顺畅，泄水安全，施工方便，缩短渠线，减少工程量。
明渠进出口布置要平顺，其水流与原河道主流的交角不宜过陡，一般以300左右为宜。为保证水流顺畅，明渠转弯半径还不应小于5倍渠道底部宽度。
必须指出，一般设计明渠时，特别是在岩层中开挖的明渠，往往对糙率值估计偏低，因而影响宣泄流量，这关系到整个工程导流能否顺利进行，需要认真对待。
㈢ 涵管导流
涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝等工程时采用。
涵管导流布置在河岸岩滩上，其位置常在枯水位以上，可在枯水期不修围堰或只修一小围堰，先将涵建好，然后在修上、下游全段围堰，将河谁引经涵管下泄。
涵管一般是混凝土结构。当有永久涵管可以利用或修建隧洞有困难的情况下，采用涵管导流是合理的。在某些情况下，可在建筑物岩基中开出一条沟槽，必要时予以衬砌，然后封上混凝土或钢筋混凝土顶盖，形成涵管。利用这种涵管导流，往往可以获得经济可靠的效果。由于涵管的泄水能力较低，所以一般用于导流流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流任务。
必须指出，为了防止涵管外壁与坝身防渗体之间发生渗流，通常在涵管外壁每隔一定距离设置截流环，以延长渗径，降低渗透坡降，减少渗流的破坏作用。此外，必须严格控制涵管外壁防渗体填料的压实质量。涵管管身的温度缝或沉陷缝中的止水也必须认真修筑。
二 围堰工程
围堰是导流工程中的临时挡水建筑物，用来围护施工中的基坑，保证水工建筑物能在干地施工。在导流任务完成以后，如果围堰对永久建筑物的运行有妨碍或没有考虑作为永久建筑物的一部分，以予以拆除。
水利水电工程施工中经常采用的围堰，按其所使用的材料，可以分为：①土石围堰；②草土围堰；③钢板桩格型围堰；④木笼围堰；⑤混凝土围堰等。
按围堰与水流方向的相对位置，可以分为：横向围堰和纵向围堰。
按导流期间基坑淹没条件，可以分为：过水围堰和不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的专门要求。选择围堰型式时，必须根据当时当地的具体条件，在满足下述要求的条件下，通过技术经济的比较加以选定。对围堰的基本要求是：
⑴ 具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度。
⑵ 造价便宜，构造简单，修建、维护和拆除方便。
⑶ 围堰的布置应力求使水流平顺，不发生严重的局部冲刷。
⑷ 围堰的接头和与岸边联结都要安全可靠，不致因集中渗漏等破坏而引起围堰失事。
⑸ 在必要时，应设置抵抗冰凌、船筏的冲击和破坏的设施。
下面就以上提出的几种围堰形式作简单的介绍。
㈠ 土石围堰
土石围堰是水利水电工程中采用得最为广泛的一种围堰型式。它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构造简单，施工方便，可以在流水中、深水中、岩基上或覆盖层的河床上修建。但其中工程量较大，堰身沉降变形也比较大。因此，除非采取特殊措施，一般不允许堰顶过水，所以汛期应有防护措施。
㈡ 草土围堰
草土围堰是一种草土混合的结构，多用捆草法修建，是我国劳动人民长期与水作斗争所创造的有效办法。堰体有河岸开始修建。首先沿河岸在围堰整个宽度范围内分层铺设草捆。铺草捆时应将草绳拉直放在岸上，以便与后铺的草捆互相联结。每层草捆应按水深大小迭接1/3～2/3，这样逐层压放的草捆形成一个斜坡，坡角约350～450，直到高出水面1.0米为止。随后在草捆层的斜坡上铺一层厚0.25～0.30米的散草，再在散草上铺一层厚0.25～0.30米的土层（黄土、粉土、砂壤土或粘壤土等），铺好的土层只需用人工踏实即可。这样就完成了堰体的压草、铺散草和铺土工作的一个循环。接着在填土面上同样再开始第二个循环。如此继续进行，堰体即可向前进占，后部的堰体也渐渐沉入河底。
㈢ 木笼围堰
木笼围堰是一种框格结构，用方木或两面锯平的原木迭搭而成。单个木笼的平面尺寸如新安江工程采用为6×13.87×16，37米，内部框格的尺寸为2.4×3.0米。这些框格中有25%是有底的，形成所谓“石袋”以便装石下沉。木笼围堰可以修建在覆盖层上或岩基上。修建在覆盖层上的木筏围堰，一般打板桩或灌浆来防止基础的渗漏。若河床的覆盖层不厚，最好予以清除，将木笼修建在岩基上。修建在岩基上的木笼围堰，为了防止沿基础接触面的渗漏及保持木笼的稳定，木笼底部应于岩基的形状相吻合。
㈣ 混凝土围堰
混凝土围堰的抗冲及抗渗能力大，挡水水头高，底宽小，易于与永久混凝土建筑物相连接，必要时还可以过水，因此采用的比较广泛。在国外采用拱形混凝土围堰比较多。在国内已建成的混凝土大坝，有乌江渡、凤滩等水利水电工程都分别采用过拱形混凝土围堰，多数以重力式混凝土围堰作为纵向围堰。也取得了比较大的经济效益。
三 导流设计流量的确定
㈠ 导流标准
导流标准也即选择导流设计流量的标准。导流设计流量是选择导流方案，确定导流建筑物的主要依据。
施工前，若能预报整个施工期的水情变化，根据拟定的导流设计流量，最符合经济与安全施工的原则，但这种长期预报，目前还不很准确，不能作为确定导流设计流量的依据。
当前施工期洪水的计算是建立在数理统计的基础上。将洪水作为随机事件，以机率形式估计可能发生的情势，然后根据主要的永久性建筑物的级别，选定某一洪水重现期作为导流标准。在利用导流标准是，在经过充分论证的情况下，可予以适当提高或者降低。如由于导流建筑物的失事，可能引起下游的严重灾害，或引起主体工程的严重破坏或延误工期，则可将倒流标准提高一级或两级。反之则可将倒流标准降低一级。一般导流标准应严格按照规范的规定进行选择，不得任意提高或者降低。
此外，有些水利水电工程，当所在河段历年实测洪水的水文系列较长且比较可靠时，也有按所划分的导流时段，对实测洪水资料进行分析来确定导流设计流量的。
㈡ 导流时段的划分
导流时段就是按照导流程序划分的各施工阶段的延续时间。按其水文特征可以分为枯水期、中水期及洪水期。在不影响主体工程施工的条件，若导流建筑物只负担枯水期的挡水泄水任务，显然可以大大减少导流建筑物的工程量，改善导流建筑物的工作条件，具有明显的技术经济效益。因此，合理划分导流时段，明确不同时段导流建筑物的工作条件，是既安全又经济地完成导流任务的基本要求。导流时段的划分与河流的水文特征、水工建筑物的形式、导流方案、施工进度等有关。
另外，导流费用最低的导流设计流量，必须经过技术经济的比较才能确定，其计算程序如下：
⑴ 根据河流的水文特征，假定一系列的流量值，分别求出泄水建筑物上、下游的水位。
⑵ 根据这些水位决定导流建筑物的主要尺寸、工程量和估算导流建筑物的费用。
⑶ 估算由于基坑淹没一次所引起的直接和间接损失费用。属于直接损失的有基坑排水费用，基坑清淤费用，围堰及其它建筑物损坏的修理费用，施工机械撤离和返回基坑所需费用及其受到淹没后的修理费用，道路和线路的修理费用，劳动力和机械的损失等；属于间接损失的有由于有效施工时间缩短，而增添的劳动力、机械设备、生产企业的规模、临时房屋等费用。
⑷ 根据历年水文资料，确定施工期间超过上述假定流量值的总次数，除以施工年数得年平均超过次数，亦即年平均淹没次数。由此，根据主体工程施工的跨汛年数，即可算得整个施工期内基坑淹没的总次数及淹没损失总费用。
⑸ 绘制流量与导流建筑物费用、基坑淹没损失费用的关系曲线，并将它们迭加求得流量与导流总费用的关系曲线。经过比较可以得到导流总费用最低时的导流设计流量。
四 导流建筑物的布置和水力学计算
㈠ 纵向围堰的位置
采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定也就是河床束窄程度的选择是关键性的问题之一。在确定纵向围堰的位置或选择河床的束窄程度时，应重视下列问题：束窄河床段的流速要考虑施工前通航、筏运、围堰或河床防冲等的要求，不能超过允许流速；各段主体工程的工程量、施工强度比较均匀；便于布置后期导流用的泄水建筑物，不致使后期围堰过高或者截流落差过大，造成截流困难。
束窄河床段的允许流速，一般取决于围堰及河床的抗冲允许流速；但在某些情况下，也可以允许河床被适当刷深，或预先将河床挖深、扩宽，或设置防冲设施。在通航河道上，束窄河床段的流速、水面比降、水深及河宽等还应与当地航运部门共同协商研究来确定。
河床束窄程度可用下式表示：

式中 K——河床束窄程度（%）；
A2——围堰和基坑所占据的过水面积（米2）；
A1——原河床的过水面积（米2）；
以往一些工程K值取用的范围约在47～68%之间。
束窄河床段的平均流速，可以粗略按下式计算：

式中 ——束窄河床段的平均流速（米/秒）；
Q——导流设计流量（米3/秒）；
——侧收缩系数，一侧收缩时取0.95，两侧收缩时取0.90。
由于围堰将河床束窄，破坏了河流原来的水流状态，因而在束窄河床段前产生水位雍高，其雍高值可由下式估算：

式中 z——雍高（米）；
——流速系数，随围堰的布置形式而定。当其平面布置为矩形是，=0.75～0.85；为梯形时，=0.80～0.85；如有导流墙时，=0.85～0.90；
——行近流速（米/秒）；
g——重力加速度，等于9.81（米/秒2）。
㈡ 泄水建筑物底坎高程和尺寸
泄水建筑物的底坎高程和尺寸与围堰的高度有密切的关系。泄水建筑物的底坎高程愈低，尺寸愈大，其造价就愈高，但围堰的高度及造价则可以降低。因此，泄水建筑物的底坎高程、尺寸及围堰高度的选择需要进行综合的技术经济比较。泄水建筑物的底坎高程，应满足截流、围堰工程高度以及本身封堵等的要求。如底坎高程布置的较高，截流时落差就大，围堰也就高，但封堵时的水头较低，封堵措施就容易些。一般泄水建筑物的底坎高程应布置在枯水位以下，以保证枯水期的泄水。底孔导流时，若底孔数目较多，则采用不同高程的底孔布置是比较有利的方式。这时，底孔封堵可自下而上进行，可在一定程度上减轻封堵的困难。但当采用坝体缺口导流时，则缺口的底坎高程应布置在低水位以上，这样汛期洪水过后，上游水位回落，可再继续筑高缺口。泄水建筑物底孔、坝体缺口、涵管、明渠及隧洞等的尺寸，应通过水力学计算来确定。下面仅对隧洞导流的水力学计算作一些介绍。
隧洞泄流的流态可以分为压力流和明流两种。压力流的计算如下：上游从进口底坎算起计入行近流速的水深可以按下式进行计算：

式中 ——计入行近流速的上游水深（米）；
——下游计算水深（米），根据隧洞出口处河流的水位流量关系曲线得出；当下游水位低于洞顶，为自由出流时，可按0.85D来计算；当下游水位高于洞顶，为淹没出流时，按实际水深计算；D为隧洞直径（米）；
g——重力加速度，等于9.81（米/秒2）
——洞内平均流速（米/秒）；；
Q——导流设计流量（米3/秒）；
A——隧洞断面积（米2）；
——局部损失系数的总和；
C——谢才系数；
R——隧洞水力半径（米）；
——隧洞底坎；
L——隧洞长度（米）。
当隧洞泄流为明流时，水流流态有急流和缓流两种。对于急流，
下游水位对上游隧洞进口水深不发生影响，因此上游水深可以按
非淹没宽顶堰公式计算：

式中 m——流量系数，采用0.32～0.38；
b——隧洞进口处水面的计算宽度（米），可以按下式计算：

式中 ——分别为隧洞进口处的临界水深（米）及过水断面面积（米2）。
对于缓流来说，下游水位对上游隧洞进口水深将发生影响。但在
一般情况下，隧洞长度较长，这种影响可以忽略不计。故隧洞进口水
深可以近似的按正常水深计算；而正常水深可以按谢才公式：

用试算法计算确定。从上式求出正常水深后，再由下式近似地求得上
游水深：

式中 H——上游水深（米）；
——洞内平均流速（米/秒）；
——考虑侧收缩的流速系数；
——隧洞内的正常水深（米）。
如前所述，隧洞泄水分压力流和明流两种。当隧洞进口水深与洞
顶平齐时，是由明流经过半有压流向压力流过度的阶段，用压力流公
式计算的流量比用齐洞顶的明流公式计算的流量为大。因为半有压流
是一种不稳定的过度流态，所以当水位在洞顶附近时，水位流量曲线
是不连续的。
㈢ 堰顶高程
堰顶高程的确定，取决于导流设计流量及围堰的工作条件。
下游围堰的堰顶高程由下式决定：

式中 ——下游围堰堰顶高程（米）；
——下游水面高程（米），可以直接由原河流水位流量关系曲线中找出；
——围堰的安全超高（米），一般对于不过水围堰可以按下表取用；对于过水围堰采用0.2～0.5米。
围堰型式
及运用情况
围 堰 的 级 别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴ
安 全 超 高 （米）
土围堰、
堆石围堰
正常
1.5
1.0
0.7
0.5
非常
0.7
0.5
0.4
0.3
混凝土围堰
浆砌石围堰
正常
0.7
0.5
0.4
0.3
非常
0.5
0.4
0.3
0.2
上游围堰的堰顶高程由下式确定：

式中 ——上游围堰堰顶高程（米）；
Z——上下游水位差（米）；
其余符号同上式。
必须指出，当围堰要拦蓄一部分洪水时，则堰顶高程应通过水库
调洪计算来确定。
纵向围堰的堰顶高程，要与束窄河床中宣泄导流设计流量时的水
面曲线相适应。因此，纵向围堰的顶面往往作成阶梯形会倾斜状，其
上游部分与上游围堰同高。下游部分与下游围堰同高。
㈣ 导流方案的选择
一个水利水电枢纽工程的施工，从开工到完建往往不是采用单一
的导流方法，而是几种导流方法结合起来配合运用，以取得最佳的技
术经济效果。这种不同导流时段不同导流方法的结合，通常就称为导
流方案。
导流方案的选择受各种因素的影响。一个合理的导流方案，必须
在周密地研究各种影响因素的基础上，同时拟定几个可能的方案，进
行技术经济的比较，才能选择出来。
选择导流方案时考虑的主要因素有：
⑴ 水位条件
河流的流量大小、水位变化的幅度、全年流量的变化情况、枯水
期的长短、汛期洪水的延续时间、冬季的流冰及冻冰情况等，均直接
影响导流方案的选择。
⑵ 地形条件
坝区附近的地形条件，对导流方案的选择，影响极大。对于河床
宽阔的河流，尤其在施工期用通航过筏要求的河流，宜采用分段围堰
法导流。当河床中有天然石岛或沙洲时，采用分段围堰法导流，更有
利于导流围堰的布置。特别是纵向围堰的布置。
⑶ 地质及水位地质条件
河流两岸及河床的地质条件对导流方案的选择与导流建筑物的
布置有直接影响。若河流两岸或一岸岩石坚硬、风化层薄、且有足够
的抗压强度时，则有利于选用隧洞导流。如果岩石的风化层后而破碎，
或有较厚的沉积滩地，则适合于采用明渠导流。
⑷ 水利水电枢纽建筑物的型式及其布置
水工建筑物的型式和枢纽布置与导流方案相互影响，因此在决定
建筑物的型式和枢纽布置时，应该同时考虑并拟定导流方案，而在选
择导流方案时，又应该充分利用建筑物型式和枢纽布置方面的特点。
这样相辅相成，选出最佳方案。
⑸ 施工期间河流的综合利用
当综合利用河流水利资源时，在施工期间，为了满足通航、筏运、
渔业、灌溉或水电站运转等要求，使施工导流问题的解决更加复杂。
如前所述，在通航河道上，大多数采用分段围堰法导流。要求河流在
束窄以后，河宽仍能便于通行，水深要与船只吃水深相适应，束窄断
面的最大流量一般不得超过2.0米/秒，特殊情况下需与当地航运部
门协商研究确定。
⑹ 施工进度、施工方法及施工场地布置
水利水电工程的施工进度与导流方案密切相关。通常是根据导流
方案才能安排控制性进度计划。在水利水电枢纽施工导流过程中，对
施工进度起控制作用的关键性时段主要有：导流建筑物的完工期限，
截断河床水流的时间，坝体拦洪的期限，封堵临时泄水建筑物的时间，
以及水库蓄水发电的是将等。但是各项工程的施工方法和施工进度又
直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。
此外，导流方案的选择与施工场地的布置也相互影响。
五 截流工程
在施工期间水流控制工程中，截断原河床水流，才能最终把河水
引向导流建筑物下泄，在河床中全面开展主体建筑物的施工。这就是
截流工程。截流实际上是在河床中修筑横向围堰工作的一部分。在大
江大河中是一项难度比较大的工作。
㈠ 截流的基本方法
截流的基本方法有立堵法和平堵法两种。
⑴ 立堵法截流
立堵法截流是将截流材料，从龙口一端向另一端或从两端向中间
抛投进占，逐渐束窄笼，直至全部拦断。截流材料通常用自卸汽车在
进占戗堤的端部直接卸料入水，个别巨大的截流材料也有用起重机辅
助吊入水中的。
立堵法截流不需要在龙口架设浮桥或栈桥，准备工作比较简单，
造价比较低。但截流时龙口的单宽流量较大，出现的最大流速也比较
大，而且流速分布很不均匀，需要单个重量较大的截流材料；截流
工作前线狭窄，抛投强度受到限制，施工进度较慢。
⑵ 平堵法截流
平堵法截流事先要在龙口架设浮桥或栈桥，用自卸汽车在沿龙口
全线的浮桥或栈桥上，均匀地逐层抛填截流材料，直至戗堤高出水面
为止。因此，平堵法截流时，龙口的单宽流量较小，出现的最大流速
也较小，且流速分布比较均匀，截流材料单个重量也小；截流时工作
前线长，抛投强度较大，施工进度较快。但在通航河道上，由于在龙
口有浮桥或栈桥会妨碍通航。平堵法截流通常适用于软基河床上。
截流设计首先应根据各方面具体条件，充分研究两种方法对截流
工作的影响，通过试验研究和分析比较来选定。有的工程亦有先用立
堵法进占，而后在小范围龙口内用平堵法截流，这称为立平堵法。严
格来说平堵法都先以立堵进占开始，而后平堵，类似立平堵法，不过
立平堵法的龙口较窄。
㈡ 截流日期和截流实际流量
原则上来说，截流日期的选择，应该是既要把握截流时机，选择
最枯流量进行截流；又要为后续的基坑工作和主体建筑物施工留有余
地，不致影响到整个工程的施工进度，这样截流日期的选择应尽量提
提前。
在确定截流日期时，具体说应当考虑下述条件。
⑴ 如前所述，在截流以后，需要继续加高围堰，完成排水、清
基工作，并应把围堰或永久建筑物在汛期前抢修到拦蓄洪水的高程以
上。为了保证这些工作的完成，截流日期应尽量提前。
⑵ 在通航的河道上进行截流，截流日期最好选择在对通航影响
最小的时期内。因为截流过程中，通航必须停止（即使船闸修好，因
截流时水位变化很大，也必须停航）。
⑶ 在北方有冰凌的河道上，截流不应在流冰期进行。因为冰凌
很容易堵塞河床或导流用的泄水建筑物，雍高上游水位，给截流带来
极大的困难。
此外，在截流开始前，应修好导流用的泄水建筑物，并做好一切
准备工作，如清除影响泄水建筑物运用的围堰或其它设施，开挖引水
渠，完成截流所需要的一切材料、设备、交通道路的准备等。
根据以上所述，截流日期一般多选在枯水期初，流量已有显著下
降的时候，而不一定选在流量最小的时刻。但是，在截流设计中，枯
水期及截流流量系根据历史水文资料确定，而截流时的水文条件往往
与设计有比较大的出入。因此，在实际施工中，还须根据当时的水文
气象预报及实际的水情分析进行修正，最后确定截流日期。
㈢ 龙口的位置和高度
龙口位置的选择，对截流工作的顺利与否有密切的关系。
选择龙口位置时要考虑下述一些技术要求。
⑴ 一般来说，龙口应设置在河床主流部位，方向力求与主流相
顺直，以使截流前河水能角顺畅地经由龙口下泄。但有时也可以将龙
口设置在河滩上，此时，为了使截流时的水流平顺，应在龙口上、下
有顺河流流势按流量大小开挖引河。龙口设置于河滩上时，一些准备
工作就不必在深水中进行，这对确保施工进度和施工质量均较有利。
⑵ 龙口因选择在耐冲刷的河床上，以免截流时因流速增大，而
引起过分冲刷。如果龙口段河床覆盖层较薄时，则应清除。
⑶ 龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置截流运输路线和制作、
堆放截留材料。
龙口宽度在原则上应尽可能窄些，这样龙口的工程量就小，截流
的延续时间也短些，但以不引起龙口及下游河床的冲刷为限。为了提
搞龙口的抗冲能力，减少和龙的工程量，必须对龙口加以防护。龙口
的防护包括护底和裹头。护底一般采用抛石、沉排、竹筏、柴石枕等。
裹头就是用石块、块石铁丝笼、粘土麻袋包或草包及竹筏、柴石枕等
把戗堤的端部保护起来，以防被水流冲塌。
㈣ 截流材料
截流材料的选择，主要取决于截流时可能发生的流速及工地上现
有起重、运输设备的能力，一般应尽可能就地取材。自黄河上，长期
以来用梢料、麻袋、草包、石料、土料等作为堤防溃决时的截流堵口
材料。
㈤ 截流水力计算
截流水力计算主要解决两个问题：一是确定截流过程中龙口各水
力参数，如单宽流量、落差及流速等的变化规律；二是确定截流材料
的尺寸或重量。这样，在截流前，可以有计划有目的地准备各种尺寸
或重量的截流材料及其数量，规划截流现场的场地布置，选择起重、
运输设备；在截流时，能预先估计不同龙口宽度的截流参数，何时何
处应抛投何种尺寸或重量的截流材料及其方量等。
在截流过程中，上游来水量，也就是截流设计流量，将分别经由
龙口、分水建筑物及戗堤的渗漏下泄，并有一部分拦蓄在水库中。一
般截流过程时间不长，拦蓄在水库中的水量可以忽略不计。对于立堵
截流，作为安全因素，也同时忽略经由戗堤渗流的水量。这样截流时
的水量平衡方程式为：

式中 ——截流设计流量（米3/秒）；
——分水建筑物的泄流量（米3/秒）；
——龙口的泄流量（米3/秒），可以按宽定堰计算。
在截流中，合理地选择截流材料的尺寸或重量，对于截流的成败
和节省截流费用具有很大的意义。截流材料的尺寸或重量取决于龙口
的流速。各种不同材料的适用流速，即抵抗水流冲动的流速的经验数
据。
根据苏联依兹巴士对抛石平堵截流的研究，认为抛石平堵截流所
形成的戗堤断面在开始阶段为等边三角形，此时使石块发生位移所需
要的最小流速为：

当龙口流速增加，石块发生位移之后，戗堤断面逐渐变成梯形，此时
石块不致发生滚动的最大流速为：

以上两式中 ——石块在石碓上的抗滑稳定系数，采用0.90；
——石块在石堆上的抗滚动稳定系数，采用1.2；
——石块容重（吨/米3）；
——水容重（吨/米3）；
D——石块折算成球体的化引直径（米）；
g——重力加速度。
立堵截流时截流材料的平衡方程式，亦可按相似的形式来表示：

式中 ——水流流速（米/秒）；
K——稳定系数；
其它符号意义同前。
应该指出，立堵截流的水力条件非常复杂，上述计算只能作初步依据。在大、中型水利水电工程中，截流工程必须进行模型试验。但模型试验对抛投体的稳定也只能作出定性分析，还不能满足定量要求。故在试验的基础上，还必须参考类似一些河流的截流经验和总结，作为修改截流设计的依据。
六 拦洪渡汛
水利水电枢纽施工过程中，中、后期的水流控制，往往需要由坝体拦水或拦洪。例如主体工程为混凝土坝的枢纽中，若采用两段两期围堰法导流，在第二期工程施工中，在第一期工程修建的混凝土建筑物，就不仅要负担宣泄导流设计流量的任务，而且往往还要起一定的挡水作用。又如主体工程为土坝或堆石坝的枢纽，若采用全段围堰隧洞或明渠导流，则在河床断流以后，常常要求在汛期到来以前，将坝体填筑到拦蓄相应洪水流量的高程，也就是拦洪高程，以保证坝身能安全渡汛。此时由于主体建筑物已经开始投入运用，水库已经拦蓄一定水量，导流标准与临时建筑素拦水时应有所不同。一般坝体挡水或拦洪时的导流标准，视坝型和拦洪库容的大小而定，可参考下表所列值选用。
坝体挡水或拦洪的导流标准
洪水重现期
拦洪库容（亿米3）
坝型
>1.0
1.0～0.1
<0.1
土坝、堆石坝、干砌石坝、
混凝土坝、浆砌石坝
>100
>50
100～50
50～20
50～20
20～10

七 蓄水计划与封堵技术
在施工后，当坝体已修筑到拦洪工程以上，能够发挥挡水作用，其他工程项目，如混凝土坝已相应地完成了基础灌浆和坝体纵缝灌浆。此外，库区清理、水库坍岸和渗流处理、建筑物质量、闸门设施等也均检合格，这时，整个工程已经进入所谓完建期。根据发电、灌溉及航运等国民经济各部门所提出的综合要求，确定竣工运用日期，应该有计划地进行导流用的临时泄水建筑物的封堵和水库的蓄水工作。
八 总结
本文对水利水电工程中，所要用到的水力学知识作了简单的介绍。从施工中对水流的控制，到在修建围堰时，导流设计流量的计算方法等等知识和理论作了简单的总结。在本文中，为了更加清楚地说明问题，列举了一些已建工程在施工中，所运用到的理论和方法，让读者能更加深刻的理解本文所总结的内容。
九 参考文献
[1] 武汉水利水电学院，成都科学技术大学编，水利工程施工，水利电力出版社。
[2] 刘泊生、童正则编，水利水电建设中的施工导流，水利出版社。