水工模型试验设计计算说明书

1、水工模型实验设计计算说明书一、设计依据工程枢纽总体布置图、工程枢纽上下游一定范围的地形图、 各类 建筑物的详细体型图、地质资料、水文资料(调洪计算前后的所有水文资料)。具体参数如下：1 .地形图：2-B2 .坝型：2重力坝3 .模型长度比尺Lr=604 .原型最大泄流流量Qmax=16000m3s5 .坝顶高程乙二630m6 .下游最高水位Z2 =475m7 .下游河道底板高程Z3=450m附表：模型各参数的相应确定标准模型流量 (L/s)Qm<8080<Q m<110110<Qm<140140<Qm<170170<Qm<220220<

2、;Qm<280280<Qm<360360<Qm<450450<Qm<560Qm>560进水池长度(m)0.811.51.82.22.42.62.83.03.3上游水库长度(m)455.566.577.588.59下游河道长度(m)6(4)7(5)8(6)9(7)10(8)11(8.5)11.5(9)12(9.5 )12.5(10 )13(10.5)退水池长度(m)0.811.51.82.22.42.62.83.03.3量水堰长度(m)0.2m+25H max量水堰宽度(m)0.70.81.01.21.2+0.41.2+0.61.2+0.81.2+

3、0.91.2+1.01.2+1.1*下游河道长度选取：7(5)括号外为重力坝轴线开始的河道下游长 度，括号内为拱坝轴线开始的下游河道长度；模型中下游河床的底高程比量水堰边墙顶要高 0.1m,上游进水池边墙顶比上游水库边墙顶 高 0.1m。标注尺寸线(模型长度、宽度尺寸与原型尺寸均需标注，括号外为原 型，括号内为模型，如500(5.0);编写设计说明(包含模型长、宽、高程推算过程及量水堰的计算 )。二、设计准则水工常压模型一般都采用重力相似准则， 按正态几何比尺进行设 计。当长度比尺Lr确定后，相应的其它比尺分别为： 1时间比尺：二 l=60?=7.7461流速比尺：Vr= Lr2 =60?=8

4、.7465流量比尺：Qr = Lr2 =6027885.4801糙率比尺：n尸Lr6 =601.976三、模型糙率确定1、上游水库上游水库糙率按天然河床计算，取np=0.023。 pnmn0.0231.976=0.0122、下游河道下游河道糙率按天然河床计算，取np=0.023 pnmnp 0.023nr 1.9760.012四、模型高程计算1 .量水堰尺寸计算根据重力相似准则Qp 160003Q p0.5738m3/s = 573.8L/Sm Qr27885.48因为Qm>560由下表模型参数确定标准可知，量水堰宽度B=2.3m模型油(L/s)450<Qm<560Qm>

5、;560进水池长度(m)3.03.3上游水库长度(m)8.59下游河道长度(m)12.5(10)13(10.5)退水池长度(m)3.03.3量水堰长度(m)0.2m+25H max量水堰宽度(m)1.2+1.01.2+1.1因为Qm>2030L/s,所以选用矩形量水堰作为流量测量仪器，根据堰流公式确定量水堰的高度。矩形堰流计算公式：H】15Q= 1.782+ 0.24一BH0P参数：P一堰高；H堰上水头；B一堰宽；H。一修正后水头(Ho=H+0.0011)。一般取矩形堰堰板高程等于最大堰上水头的 2倍，即P=2H。将 Q=0.5738m3s, B=2.3m, P=2H, Ho=H+0.0

6、011 代入上公式,求得最大堰上水头 Hmax =0.2571m;堰高 P=0.5142m;量水堰长度 L=0.2+25Hmax=0.2+25X 0.2571=6.6275m;量水堰边墙比量水堰最高水位高 0.1m;量水堰总高度 H 堰=Hmax +P+0.1=0.2571+0.5142+0.1=0.8713m2 .模型各部分高程推算模型油（L/s）Qm>560进水池长度（m）3.3上游水库长度（m）9下游河道长度（m）13(10.5)退水池长度（m）3.3量水堰长度（m）6.6275量水堰宽度（m）2.3根据重力相似准则，可以确定原型参数分别为：进水池长度：3.3X 60=198m退水

7、池长度：3.3X 60=198m上游水库长度：9X 60=540m下游河道长度：13.0X 60=780m量水堰长度：6.6275泻0=397.65m量水堰宽度：2.3 >60=138 m（1）下游河道高程Z3=450m根据下游河道底板比量水堰边墙顶高0.1m可确定量水堰边墙高程为 450-0.1 x 60=444m退水池及量水堰的底板高程为 450-0.8713X 60=397.722m（2）下游最高水位z2=475m,选择下游河道边墙所在高程为 480m（3）坝顶高程乙=630m,选择上游水库边墙所在高程为 635m根据上游进水池边墙顶比上游水库边墙顶高0.1m可确定上游进水池边墙高

8、程为 635+0.1 X60=641m进水池底板高程与退水池及量水堰的底板高程相同为397.722m模型各部分高程（单位m）位 置退水池及量 水堰底板量水 堰边 墙下游河 道底板下游河 道水位下游河 道边墙坝 顶上游水 库边墙进水 池边 墙进水池 底板高 程397.722444450475480630635641397.722五、模型及原型平面尺寸根据560 L/s<Qm=573.8L/s,可确定模型参数；根据重力相似准则及长度比尺Lr二60,可确定原型参数原型参数（单位m）枢纽组成进水池 长度上游水库 长度下游河道 长度退水池 长度量水堰长 度量水堰 宽度模型尺寸3.39133.36.

9、62752.3原型尺寸（模型尺寸X60）198540780198397.65138六、模型平面布置步骤1、根据所给具体体型参数对拱坝进行准确绘制；2、根据所给坝轴线，在地形图上确定拱坝的具体位置和拱坝范围；3、根据坝顶高程Zi=630 m可选上游水库边墙所在高程为635 m 根据下游水位Z2=475m可选下游河道边墙所在高程为480 m以此高程确定截取的等高线位置；4、根据原型参数上游水库长度及下游河道长度，确定原型范围， 并对范围以外的等高线进行修剪；5、量水堰尺寸计算看第四部分；6、根据原型尺寸确定进水池、退水池及量水堰的位置。进水池 宽度与上游水库一致，退水池宽度与下游河道一致；7.消浪栅及测针位置确定消浪栅设置于上游10倍最大堰上水头处。25H max=25X 0.2571=6.4275m水位测针设置于6倍最