溢洪道设计实例

1、精选优质文档-倾情为你奉上溢洪道设计实例黑龙江农垦林业职业技术学院1、进水渠进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。采用梯形断面，底坡为平坡，边坡采用1：1.5。为提高泄洪能力，渠内流速3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是360.52m。进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1。表1水位（mm）泄量（m3/s）H(m)B(m)计算公式（假设=2m/s）设计校核363.62364.815408003.14.2982.486.7Q=A, A=(B+mh)hA过水断面积；B渠底宽度由计算可以拟定引渠底宽B=90米（为了安全）进水渠与控制堰之间设20米渐变段，采用圆弧连接，半径R=20m，引渠长L=150米。

2、2、控制段其作用是控制泄流能力。本工程是以灌溉为主的小型工程，采用无闸控制，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，堰型选用无坎宽顶堰，断面为矩形。顶部高程与正常蓄水位齐平，为360.52m。堰厚拟为30米（2.5H10H）。坎宽由流量方程求得，具体计算见表2。表2(忽略行近水头2/2g)水 位(m)泄 量（m3/s）H0(m)计算公式及符号意义b(m)设计洪水位363.625403.1 式中m流量系数，等于0.364；H0堰上水头，不包括行进水头；Q泄量；b控制堰宽。61.56校核洪水位364.818004.2956.02由计算知，控制堰宽取b=65m为宜。3、泄槽泄槽是渲泄过堰洪水的，槽底布置在基

3、岩上，断面必须为挖方，且要工程量最小，坡度不宜太陡。为适应地形、地质条件，泄槽分收缩段、泄槽一段和泄槽二段布置。据已建工程拟收缩段收缩角=12，首端底宽与控制堰同宽，b1=65m,末端底宽b2拟为40m，断面取为矩形，则渐变段长，取整则L1为60m，底坡。泄槽一段上接收缩段，下接泄槽二段，拟断面为矩形，宽b=40m，长L2为540m，底坡。泄槽二段断面为宽40m的矩形，长L3为80m，底坡。4、出口消能溢洪道出口段为冲沟，岩石比较坚硬，离大坝较远，采用挑流消能，水流冲刷不会危及大坝安全。5、尾水渠其作用是将消能后的水流，较平稳地泄入原河道。为了防止小流量产生贴流，淘刷鼻坎，鼻坎下游设置长L=1

4、0m护坦。1、溢流堰泄流能力校核：当引渠很长时，水头损失不容忽视。（1）基本公式如下：； ； ； 。式中，hj局部水头损失，米； hf沿程水头损失，米； 局部水头损失系数； 引渠流速，m/s；g重力加速度（m/s2）; L引渠长度，米；动能系数，一般为1.0； C谢才系数；R水力半径，米； A过水断面面积，米2；x湿周，米； n引渠糙率；式中，淹没系数，取1.0； 无坎宽顶坎的流量系数；b 堰宽，m； H0包括行近流速水头的坎上水头，m；Q流量，m3/s。求堰前水深和堰前引水渠流速采用试算法，联立公式可求得，具体计算见表1。表1计算情况泄量QH0h假设试算设计水位校核水位363.62364.8

5、15408002.993.892.783.622.02.32.062.32由计算表中流速可知，均小于3m/s，满足要求。求引渠总水头损失。， ， ；式中）。具体计算成果见表2。表2计算情况hhjAxRnLhf设计校核2.783.622.02.30.200.270.020.027261.79345.46100.02103.052.623.353.615.010.0160.0161501500.0370.0350.0570.062作出库水位流量关系。 库水位=堰顶高程+堰上水头+水头损失，具体计算见表3。表3Q(m3/s)H0(m)(m)堰顶高程（m）库水位(m)5406508002.993.14

6、3.890.0570.0620.062360.52360.52360.52363.567363.722364.4722、溢洪道水面曲线计算（1）基本公式如下：；式中 hk临界水深，m； b泄槽首端宽度，m；Q槽内泄量，m3/s； g重力加速度，m/s2;q单宽流量，m3/s.m; ik临界坡降； BK相应临界水深的水面宽，m；AK,XK,RK,CK临界水深时对应的过水断面积（m2）、湿周（m）、水力半径（m2）、谢才系数。E1+iL=E2+hf; ；式中 E11-1断面的比能，m；E22-2断面的比能，m；h1，h21-1及2-2断面水深，m；1-1及2-2断面平均流速，m/s；hf沿程水头损

7、失，m；iL1-1及2-2断面的底部高程差，m；L断面间长度，m；n泄槽糙率；两断面间平均流速，m/s；两断面间平均水力半径，m。（2）渐变段水面线计算临界水深hk及临界底坡ik渐变段首端宽b1=65米，尾端宽b=40米，断面为矩形。具体计算见表4表4计算情况QBKqKhKAkxkRKCK设计水位校核水位54080065658.3113.311.922.49124.8161.8568.8469.981.812.3169.0071.860.002180.00204渐变段，故属陡坡急流， 槽内形成b型降水曲线。属明渠非均匀流计算。渐变段水面线计算首端断面水深为临界水深hk，具体计算见表5。表5计算

8、情况Qh1q1A1x1R1V1E1i1设h2q2A2设计水位校核水位5408001.922.498.3113.31124.8161.8568.8469.981.812.314.334.942.883.740.020.022.753.513.520110140X2R2V2E2I2LnhfE1+ilE2+hf45.5472.422.994.915.713.985.160.020.022.050.584.605.3060600.0160.0160.120.124.084.944.105.28由计算得渐变段末端水深分别为h设=2.75米，h校=3.5米(3) 泄槽一段水面线计算汇槽一段断面为矩形，宽4

9、0m，长540m，临界水深hk和临界坡降ik具体计算见表6。表6计算情况QBKqKhKAkxkRKCK设计水位校核水位540800404013.5202.653.44106137.645.346.882.342.9472.0174.810.002140.00205，故泄槽一段属急流，按陡槽计算。泄槽一段末端水深（正常水深h0）采用试算法。具体计算见表7表7计算情况Qbi设hoA0X0R0C0设计水位校核水位54080040402.032.681.210444.0645.21.842.369.4971.817619.8311326.15539800.88经试算，设计水位时，h0=2.03米 ;

10、校核水位时，h0=2.6米。泄槽一段水面线计算采用分段求和法，按水深进行分段，具体计算见表8。(4)泄槽二段水面线计算泄槽二段断面为矩形，宽40m，长80m，底坡。专心-专注-专业表8计算情况断面h0(m)A(m2)V(m/s)V2/2g(m)Es(m)Es(m)X(m)R(m)L(m)设计水位1-12.651065.091.323.970.0145.32.3472.010.0.3.583.582-22.601045.191.373.9845.22.371.810.020.00250.0025811.583-32.45985.511.554.0044.92.1871.170.060.0.30.

11、6742.254-42.30925.871.764.0644.62.0670.50.010.0.0012580122.255-52.15866.282.014.1644.31.9469.80.130.0.300.23422.286-62.0381.26.652.264.2944.061.8469.19校核水位1-13.51405.711.675.1660.003472.9874.970.0.1.031.032-23.351345.971.825.16946.72.8774.500.0240.0.9.2510.283-33.201286.251.995.19346.42.7674.020.075

12、0.0.35.1045.384-43.001206.672.275.268462.6173.330.1350.0.91.96137.345-52.81127.142.605.40345.62.4672.600.2160.0.379.61516.956-62.61047.693.025.61945.22.3071.81求临界底坡ik，控制断面水深ho(正常水深)。因泄槽二段同泄槽一段流量、形状、断面尺寸相同，故临界底坡和临界水深不变。设计水位时，ik=0.00214；校核水位时，ik=0.00205。，属陡坡急流，按陡槽非均匀流计算。控制断面水深h0用试算法，具体计算列于表9。表9计算情况Qbi

13、设hoA0X0R0C0设计水位校核水位54080040400.760.9630.438.441.5241.920.730.9259.3461.591541.172268.59545802经试算，设计水位时，h0=0.76米 ; 校核水位时，h0=0.96米。泄槽二段水面线计算泄槽二段首端控制水深，设计水位时h=2.03米；校核水位时，h=2.6米。采用分段求和法计算水面曲线，具体计算见表10。 表中仅推到泄槽二段末端，若推到正常水深时，陡槽长已超过设计长度，这是不切实际的。故泄槽二段内不产生正常水深。由计算知末端水深在设计水位时为h=0.93米 ;在校核水位时为h=1.29米。表10计算情况断

14、面h(m)A(m2)V(m/s)Es(m)Es(m)X(m)R(m)L(m)设计水位1-12.0381.26.654.2860.28144.061.8469.200.0.2.362.362-21.85747.304.56743.71.6968.230.360.0.117252.995.353-31.70687.944.91743.41.5767.360.760.0.6.2711.624-41.50609.05.63343.01.4066.071.1690.0.10.8022.425-51.305210.386.80242.61.2264.611.9830.0.20.4242.846-61.10

15、4412.278.78542.21.0462.942.8960.481990.37.7180.557-70.9337.214.5211.68141.860.8961.28校核水位1-12.61047.695.6190.32445.22.3071.810.0.2.722.722-22.4968.335.94344.82.1470.960.4740.0.4.036.753-32.2889.096.41744.41.9870.050.6850.0.5.9512.704-42.08010.07.10244.01.8269.050.9970.0.8.9621.665-51.87211.118.09943

16、.61.6567.951.4730.0.13.9835.646-61.66412.509.57243.21.4866.732.2400.0.23.4559.097-71.45614.2911.81242.81.3165.361.7420.0.20.9280.018-81.2951.615.5013.55442.581.2164.53（5）溢洪道水面曲线成果及护砌高度计算溢洪道水面线是为确定边墙高度、边墙及衬砌底板的结构设计和下游消能计算提供依据。溢洪道边墙高度计算公式为：式中 h不掺气时水深，m；hb当流速大于78m/s时掺气增加水深，m；安全超高，设计时取1.0，校核时取0.7, m；H边墙

17、高度，m。边墙高度计算引水渠边墙高见表11表11(v78m/s) 参 数情 况h(m)(m)H=h+(m)设计水位校核水位2.783.621.00.73.784.12控制堰边墙高度与引渠等高。设计水位时，边墙高度H=3.78米；校核水位时，边墙高度H=4.12米。收缩段边墙高度具体计算见表12。收缩段最大流速v=5.71米/秒78米/秒，不考虑掺气所增加水深，故H=h+。泄槽一段边墙高度具体计算见表13。泄槽二段边墙高度具体计算见表14。表12计算情况断面断面距渐变断首端距离（m）计算水深h(m)超全超高（m）边墙高度H（m）设计水位首端尾端0601.922.751.01.02.923.75校

18、核水位首端尾端0602.493.50.70.73.194.20表13计算情况断面断面距离槽首端距离（m）计算水深h(m)流速v(m/s)(m)(m)H(m)设计水位1-12-23-34-45-56-603.5811.5842.25122.25422.282.752.602.452.302.152.031.01.01.01.01.01.03.753.63.453.33.153.03校核水位1-12-23-34-45-56-601.0310.2845.38137.34516.953.53.353.203.02.82.66.677.147.690.200.200.70.70.70.70.70.74.

19、24.053.93.73.73.5表14计算情况断面断面距离槽首端距离（m）计算水深h（m）流速v(m/s)(m)(m)H(m)设计水位1-12-23-34-45-56-67-702.365.3511.6222.4242.8480.552.031.851.701.501.301.100.936.657.307.949.010.3812.2714.520.1350.1350.1350.1350.1350.1351.01.01.01.01.01.01.03.032.992.842.642.442.242.07校核水位1-12-23-34-45-56-67-78-802.726.7512.7021.6635.6459.0980.012.62.42.22.01.81.61.41.297.698.339.091011.1112.514.2915.500.200.200.200.200.200.200.200.200.70.70.70.70.70.70.70.73.53.33.12.92.72.52.32.19(6)出口消能计算溢洪道出口消能计算的任务是：估算下泄水流的挑射距离；选择挑流鼻坎形式，确