溢洪道水力计算

1、一、设计依据：1、水力学2、溢洪道设计规范3、水文资料二、基本资料：第一段泄槽的角度2.2906 糙率：0.015闸孔数3闸孔宽10.00闸墩厚1.50堰顶高程929.00 m校核水位下的流量：Q=196 (m3/s)校核洪水位931.35 m设计水位下的流量：Q=102 (m3/s)设计水位930.52 m30年一遇水位下的流量：Q=87.3 (m3/s)30年一遇水位930.37 m校核水位到堰顶高差：2.35m设计水位到堰顶高差：1.52m下游水位：设计902.65 m校核904.04 m30年一遇水位902.4 m30年一遇水位到堰顶高差1.37 m三、计算内容：1、溢洪道泄流能力计算

2、：溢流堰采用驼峰堰面曲线：Hmax校核水位下的堰上水头2.35mHd堰面曲线定型设计水头（取0.75Hmax)Hd=1.76 m采用b型驼峰堰：类型上游堰高P1中圆弧半径R1上、下圆弧半径R2总长度Lb型0.600.632.3973.60流量系数的计算：P1/H0=0.2550.34流量系数的计算为：m=0.385+0.224(P1/H0)0.934m= 0.448泄流量的计算：下泄流量的计算按规范A.2.3公式进行计算：式中：2/302 HgBmQQ 流量，m3/sB 溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb30 mb 单孔宽度，(m)10.00 mn 闸孔数目；3H0 计入行近流速水头的堰上总

3、水头，(m)2.35mg 重力加速度，（m/s2)； g= 9.81m 堰流量系数；m=0.448 闸墩侧收缩系数，由下式计算得：= 0.9750 中墩形状系数，由规范表A.2.1-3查得：0= 0.45K 边墩形状系数，由规范图A.2.1-2查得：K= 0.7根据以上参数计算得：Q=208.858 m3/s2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：临界水深及临界底坡的计算公式为：式中：校核设计 流速不均匀系数=1.051.05q 泄槽单宽流量（m3/sm）q=6.5333.400 xk 临界湿周（m）xk=36.31935.147R 水力半径（m）R=1.5081.008Ck 临界谢才系数Ck=71

4、.38866.755bk 临界水深对应水面宽（m）bk=3333由上计算得：校核设计hk=1.659hk=1.074nbHkn0) 1( 2 . 010zze32gqkhkKkbCgxki2ik=0.0020176ik= 0.00223303、泄槽段起始水深h1计算：起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：式中：校核设计30年一遇q 起始计算断面单宽流量，m3/(s.m)；q= 5.9393.0912.645H0 起始计算断面渠底以上总水头，（m）；H0= 2.952.121.97 泄槽底坡坡角；=2.2906o 起始计算断面流速系数；= 0.95校核设计30年一遇假定一个初始值h

5、1(m)h1= 1.0150.5950.523计算结果如下：泄槽起始断面水深：h1= 1.0150.5950.5234、泄槽段水面线的推算：泄槽水面线根据能量方程，采用分段求和法进行计算，计算公式如下：水面曲线的推算见附表一：5、泄槽由缓变陡时抛物线的推求：)cos(2110hHgqhJihhgvgvl-+-+-)cos()cos(2122111222223/422RvnJ =21iivvv21iiRRR泄槽在（泄0+037.156)段由缓变陡,采用抛物线连接，方程为：式中：x、y以缓坡泄槽段末端为原点的抛物线横、纵坐标，m；缓坡泄槽底坡坡角，=2.2961004 H0抛物线起始断面比能，m；

6、h抛物线起始断面水深，m；v抛物线起始断面流速，m/s；流速分布不均匀系数，取= 1.0K系数，K= 1.3以设计水位来推求抛物线：h=0.446 mv=14.591 m/s所以：H0=11.308 m1/K(4H0cos2)= 0.038645976y=0.04x+0.03865x2求切点得：后接陡坡坡度为K=0.4所以y=0.4x+b求切点得：由（1）、（2）式得：x=4.657y=1.0256、挑流消能计算：挑流水舌外缘挑距按下式计算： 冲刷坑最大水垫深度计算公式为： )cos(2s incoscoss in212211211hhgvvvLgqqqqq)cos4(202HKxxtgygv

7、hH202)2(4.0 y) 1 (0773. 004. 0 xy式中：L 挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m）；挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：= 20h1 挑流鼻坎末端法向水深（m）；设计校核30年一遇h1=0.3660.6130.327h2 鼻坎坎顶至下游河床高程差h2=2.3 mv1 鼻坎坎顶水面流速，（m/s），可按鼻坎处平均流速v的1.1倍设计校核30年一遇v1= 20.42223.4519.599T 自下游水面至坑底最大水垫深度，（m）；q 鼻坎末端断面单宽流量，m3/(s.m)；设计校核30年一遇q=6.813.0675.820设计校核30年一遇Z 上、下游水位差，（

8、m）；Z=27.8727.3127.97k 综合冲刷系数，由规范表A.4.2可得k= 1.4由上可得：设计校核30年一遇L=33.29042.70030.987T=8.38811.5697.7677、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：根据规范A.3.2的计算公式：式中：h、hb 泄槽计算断面的水深及掺气水深，（m）4/12/1ZkqT hhvb)1 (100z+=v 不掺气情况下泄槽计算断面的流速，(m/s); 修正系数，取值为：=1.4 s/m计算可得：桩号0+003.2500+043.2500+083.2500+123.2500+163.2500+203.2500+266.979h=设计水位

9、0.5950.5170.530.5680.6280.7150.366校核水位1.0150.870.870.9151.0051.1440.61330年一遇水位0.5230.460.4730.510.5650.650.327v=设计水位5.1956.6287.2857.7288.1168.50518.565校核水位5.8527.5778.5379.2089.74910.22521.31830年一遇水位5.0586.3896.9667.3617.7218.09517.817hb=设计水位0.638270.564970.584050.629450.699360.800140.46113校核水位1.098160.962290.973981.032951.142171.307760.79595