跌水

使上游渠道（河、溝、水庫、塘、排水區等）水流自由跌落到下游渠道（河、溝、水庫、塘、排水區等）的落差建築物。跌水多用於落差集中處，也常與水閘、溢流堰連線作為渠道上的退水及泄水建築物。根據落差大小，跌水可做成單級或多級。跌水主要用磚、石或混凝土等材料建築，必要時，某些部位的混凝土可配置少量鋼筋或使用鋼筋混凝土結構。

跌水和陡坡是連結上下游渠道的防沖建築物。它分為直跌式（水流成自由坡時狀態直接跌入下游段）和陡坡（水流沿斜坡面流動和下游連線）兩種。

基本介紹

• 中文名：跌水
• 外文名：Drop
• 水利參數：水利工程引水建築物
• 特點：溝底為階梯形

簡介

跌水【cascade】溝底為階梯形，呈瀑布跌落式的水流。有天然跌水和人工跌水，人工跌水主要用於緩解高處落水的衝力。

跌水是園林水景(活水)工程中的一種：一般而言,瀑布是指自然形態的落水景觀，多與假山、溪流等結合；而跌水是指規則形態的落水景觀，多與此同時建築、景牆、擋土牆等結合。瀑布與跌水錶現了水的墜落之美。瀑布之美是原始的、自然的，富有野趣，它更適合於自然山水園林；跌水則更具形式之美和工藝之美，其規則整齊的形態，比較適合於簡潔明快的現代園林和城市環境。

跌水分類

根據落差大小，跌水可分為單級跌水和多級跌水。以砌石和混凝土建造者居多。

2-1 單級跌水

在落差較小的情況下，一般3~5m的落差時，採用單級跌水。

單級跌水

單級跌水由5部分組成。

①進口連線段，即上游渠道和控制堰口間的漸變段。常用形式有扭曲面、八字牆等。

②控制缺口：是控制上游渠道水位流量的咽喉，也稱控制堰口。它控制和調節上游水位和通過的流量，常見缺口斷面形式有矩形、梯形等，可設或不設底檻，可安裝或不安裝閘門。矩形缺口只能在通過設計流量時使缺口處水位與渠道水位相近，而在其他流量時，上游渠道將產生壅水或降水現象。梯形缺口較能適應上游渠道水位流量關係的變化，在實際中廣泛採用。為了減小上游水面降落段長度，也可將缺口底部抬高做成抬堰式缺口。渠道底寬和流量較大時，可布置成多缺口。有時在控制缺口處設定閘門，以調節上游渠道水位。

③跌水牆，即跌坎處的擋土牆，用以承受牆後填土的壓力，有豎直式及傾斜式兩種，在結構上跌水牆應與控制缺口連結成整體同控制堰口連結成整體。

④消力池，位於跌坎之下，其平面布置有擴散和等寬兩種形式。橫斷面有矩形、梯形、複合斷面形，用於消除因落差產生的水流動能。

⑤出口連線段：其作用是調整出池水流，將水流平穩引至下游渠道。

2-2 多級跌水

落差在5 米以上時 ，一般採用多級跌水。多級跌水的結構與單級跌水相似。其中間各級的上級跌水消力池的末端，即下一級跌水的控制堰口。多級跌水的分級數目和各級落差大小，應根據地形、地基、工程量、建築材料、施工條件及管理運用等綜合比較確定。一般各級跌水均採用相同的跌差與布置。跌水設計需要解決的主要問題是上游平順進流和下游充分消能。

設計要求

跌水的設計應設法使上游水位不受影響並能平順進流，下游能充分消能。為此要求：（1）進口段左右對稱，並有足夠長度，使水流漸變收縮，單寬流量分布均勻。（2）控制缺口的型式和尺寸，應保證在通過各級流量時，上級渠道不發生或只發生很少的壅水和降水。（3）為避免下游沖刷，根據上下游銜接的具體情況，採用經濟合理的消能措施。為防止出池水流沖刷下游渠道，在消力池與下游渠道間設定一定長度的連線護砌段，以調整流速，平順流態。

3-1 凸緣溝渠

硬牆水池會使水直接從堰口流入較低的水域，但許多水體是具有一個凸緣溝渠。可由供水處運送瀑布水到較低的水域。這個凸緣溝渠可以保證水流入較低的水域而不錯過水池，這個溝渠可以用混凝土澆築，或者從幾塊平的石頭中構建，大容量的水需要特殊的構建。

凸緣溝渠

為保證水不流出凸緣溝渠，支撐這個溝渠，在其底部也需要一些特定的牆體，在供水端需要錨，溝渠的水流量越大，開鑿溝渠的難度越大，如果可能，這個溝渠應輕微傾斜，可以使水向下流，並能使水較遠地如射到較低的水域。

如果水站附在凸緣溝渠末端，傾斜溝渠或切割—平嵌線。平嵌線是在溝渠底面的一個淺薄的切塊，同溝渠一樣，平嵌線可以引導水流。溝渠之間的表面牽引力使得水能下落，而不是粘附在表面，平嵌線可以用鋸鋸開，應大約有1/4英寸深，同溝渠一樣寬。

3-2多層瀑布

所謂多層瀑布的安裝可以用多層池底和凸緣的溝渠來建造，也可以是一個瀑布的供水處(圖5)。要仔細安排溝渠的主置，從而保證水落到目的地。

多層瀑布

3-3 跌水溝渠

跌水的溝渠是個寬的、淺的"U"字型的溝渠，它可以從頂部的坎流向較低的坎，溝渠的入口應該大約2倍於較高坎的入口部分，以調整水的流動，可把裝飾用的線形材料安放在溝渠里。跌水只要恰好是水流過的部分並保證向下傾斜的坡度，可以做成任何一個期望的序列。

跌水溝渠

挖掘溝渠的整個路徑，保持連貫的傾斜度，可以從高到低提供連續的水流。不同的斜坡提供更多樣的水流，但是要求水倒加寬以調整此區域較高的水流量，溝渠的邊緣需要提升足夠高度，以使水在溝渠里不溢出。