导流隧洞泄流计算说明书

1、附录A导流隧洞泄流计算A1隧洞水流流态判别A1.1对ivik的缓坡隧洞(i为底坡,ik为临界坡)为无压流H/av1.2K2m>H/an1.2为二有济H/a>K2m为有压流2K11n.,2g1)V2i1K2m=12(1CR)ir-i7式中：汇E为自进口上游渐变流断面到隧洞出口断面间的局部能量损失系数之和;c为缶齐系数：1为洞长；R为满流时的水力半径:i为避河,氏歧；a为才1R；v2U出口断面佛汝德数的平方,当出口断面周边为大气时,由试验得一=1.62;gaga当出口断面上游有底板时,认为界限状态下的出口断面水深为临界水深hk,即a=Vhk5那么有=1.gaA1.2贮i>ik的陡

2、坡隧沆H/av1.2为无不流1.2wh/av1.5为半有压流H/a>1.5为仃不流A2无压流隧洞泄流计莫A2.1长、：为;别(1)当底坡为缓坡而趋于平坡,长短洞的界限长度为屋=(512)H,当洞长1>1k为长洞；1V1k为短洞.(2)当底坡接近临界底坡ik时,1k=1.3(512)H.(3)当底坡为陡坡(i>ik),泄流水平不受洞长影响,按短洞工作考虑.A2.2七；汇I泄流用.短洞泄流水平不受洞长影响,进口水流为宽顶堰流,按宽顶堰流公式计算泄流量.Q=m二sb、2gH02(2)R中：b为矩形隧洞过水断面的宽度,当过水断面为非矩形时,b=3k/hk；hk为临界水深；Wk为相应于

3、hk时的过水断面面积；bs为淹没系数,当下游水位较高,已淹没进口的收缩断面,使该处的水深h'c>0.75H0时,为淹没出流,bs值与比值h'c/H0有关,当h'c<0.75H0时,为自由出流,bs=1,当淹没时,h'c可近似的以下游水位减去进口底板高程而得；h'c为进口断面处的水深；H为以隧洞进口断面底板高程起算的上游总水头；m为流量系数,决定进口翼墙的型式、上游水库或渠道的过水断面面积与隧洞过水断面面积之比,一般取m=0.320.36,假设进口翼墙较平顺,断面缩窄较小,应取较大的m值,反之应取较小的m值,见附表A3.A2.3长洞泄流计算对于

4、长洞,一般需要由下游向上游推算水面曲线,以求得进口断面处的水深h'c,以h'c/H.在有关图表查出(Ts,再用式(2)解集UA3半在压流隧洞泄流计算A3.1半仃/匚：洞L长洞的用刑(1)对自由出流缓坡(iVik)隧洞,洞长lvlkm时,为半有压短洞,l>lkm时,为半有压长洞.lkm=li+ls+l.l.=1.3a,li=1.4a,ls可由推算ci型水面曲线决定,其中收缩水深hc可由下式计算：hc/a=0.037H/a+0.573科+0.182(4)R中:为流量系数,按附表A4取值.(2)对自由出流,陡坡隧洞,正常水深ho>a,lvlks时,为半有压短洞,l>

5、lks时,为半有压长洞.lks=li+ls+loli=1.4a,lo=00.5a,ls可用分段求和法由推算c2型水面曲线决定,hc仍按式(4)计算.A3.2i-寻公式及计1资1、(1)对半有压短洞,不管是缓坡或是陡坡,均可用下式进行泄流计算.Q="J2g(H-a)(6)式中：3为隧洞断面面积；科和Y分别为流量系数和洞口水流收缩系数,可由附表A4查取.(2)对于缓坡半有压长洞,其出口明流段的长度lo很小,可按有压的自由出流,采用式(7)进行计算.(3)对陡坡半有压长洞,由于发生有害的不稳定流态,难以进行水力计算,在设计中应予防止.A4有压流隧洞泄流计算Q=7.2gT0丁hp式中：为流量

6、系数,按下式计算：.,22gli.2.1%i:7-；D、'iCiRii式中：W为隧洞出口断面面积；Ei为某一局部能量损失系数,与之相应的流速所在的断面为3i指根号内第二项中的3i；li为隧洞某一段的长度,与之相应的断面面积、水力半径和舍齐系数分别为3i指根号内第三项中的3、Ri、Ci；v2、一二一To为上游水面与隧洞出口底板高程差T及上游行近流速水头一之和,一般可ga认为To=T;hp为隧洞出口断面水流的平均单位势能,hp=0.5a+P/Y；当淹没出流时,hp等于下游水深hsP/丫一一为出口断面平均单位压能,当自由出流时,Q/丫一般小于0.5a：A5进口段设置有压短管深式有压矢g管进口

7、的无压隧洞的泄流计算对于进口段设置有压短管白无压隧洞,其底坡i一般应大于ik,水流由有压短管泄出,以后为高速明流,当下游水位不影响隧洞的泄流水平水跃位于收缩断面的下游时,其泄流量可按有压短管出流公式进行计算：Q=bej2gH二hc式申：H为山.1|魂出I内皿.£底板总理算起的上泊库水深；b一一先渤吊土1.孔底元；e一一为闸孔高度或开启高度；hc为闸孔后的收缩水深,hc=ee；当有压短管的顶部有倾斜£一一为有压短管出口的工作闸门或闸孔垂直收缩系数,压板且工作闸门全开时,按附表A5取值；当有压短管的顶部无倾斜压板时,按附表A&附表A7取值；,-为仃外亚口飞流量弟数,田卜

8、式计m一(10)-J'c、2i()'i2glaJc、2c2(一)式口4一一为流速系数,般约为0.97；CaRa'awc为收缩断面面积,wc=eBe；Ei为自进口上游渐变流断面至有压短管出流后的收缩断面之间的任一局部能量损失系数；coi为与ei,相应的过水断men积:la为官区饰管内长度；a、Ra、Ca分别为有压短管的平均过水断面面积及相应的水力半径及舍齐系数.当有压短管的顶部没有倾斜压板,工作闸门全开时,科值可由附表5查取.名称附表A附表A1隧洞局部水头损失系数局部能量损失系数断面突然扩大断面突然缩小进口圆形渐扩管圆形渐缩管矩形变圆形渐缩管圆形变矩形渐缩管圆形爰弯管平板

9、门角稍加修圆喇叭形流线形无别离绕流(=0.50(=0.201=0.10(=0.050.06(=0.25二a8.10.12.15.20.25.k0.140.160.220.300.420.62L-kfe1"-1_=k1k2a10.20.40°60°80.100°140°k10.400.250.200.200.300.400.60w2/w10Q10020030040050060C70080Q9010K20.41Q400380360图0300270200.160100工=0.05相应于中间断面的流速水头工=0.10相应于中间断面的流速水头I,+0.1

10、632D.7/2e/a0.10.70.80.90.050.040.02t值相应于收缩断面流速水头,不包括门槽损失(=0.050.20(一般用0.1)弧开门直南出翼端附表A2糙率n值表洞壁外表特征糙率n光滑0.012水泥抹面一般0.013粗糙0.014混凝土衬砌0.0140.015浆砌块石0.017干砌块石0.02,0.025喷混凝土0.020.03钢板衬0.011不衬洞光滑平整的外表0.0250.035锯齿形不规那么外表0.0350.045附表A3平底宽顶堰流量系数附表A3(a)直角形翼墙进口的平底宽顶堰流量系数b/B=0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0m0.3

11、200.3220.3240.3270.3300.3340.3400.3460.3550.3670.385附表A3(b)八字形翼墙进口的平底宽顶堰流量系数ctg9b/B=0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.50.3430.3440.3460.3480.3500.3520.3560.3600.3650.3730.3851.00.3500.3510.3520.3540.3560.3580.3610.3640.3690.3750.3852.00.3530.3540.3550.3570.3580.3600.3630.3660.3700.3760.3853.00.3500

12、.3510.3520.3540.3560.3580.3610.3640.3690.3750.385注：9为扩散角附表A3(c)圆弧形翼墙进口的平底宽顶堰流量系数T/bb/B0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.000.3200.3220.3240.3270.3300.3340.3400.3460.3550.3670.3850.050.3350.3370.3380.3400.3430.3460.3500.3550.3620.3710.3850.100.3420.3440.3450.3430.3490.3520.3540.3590.3650.3730.3850.20

13、0.3490.3500.3510.3530.3550.3570.3600.3630.3680.3750.3850.300.3540.3550.3560.3570.3590.3610.3630.3660.3710.3760.3850.400.3570.3580.3590.3600.3620.3630.3650.3680.3720.3770.385>0.500.3600.3610.3620.3630.3640.3660.3680.3700.3730.3780.385注：丫为圆弧半径斜角彩现墙附表A3(d)斜角形翼墙进口的平底宽顶堰流量系数e/bb/B0.10.20.30.40.50.60.7

14、0.80.91.00.0000.3200.3220.3240.3270.3300.3340.3400.3460.3550.3670.3850.0250.3350.3370.3380.3410.3430.3460.3500.3550.3620.3710.3850.0500.3400.3410.3430.3450.3470.3500.3540.3580.3640.3720.3850.1000.3450.3460.3480.3490.3510.3540.3570.3610.3660.3740.385>0.3500.3510.3520.3540.3560.3580.3610.3640.3690.

15、3750.3850.20堆：斜角为45.,直角边为eB一进“宽度B堰顶宽度附表A4流量系数及水流收缩系数进口首部类型图形gT走廊式二二七.-二_,干f菱产/#1Pryz0.5760.715衣领式R/*r-Vr7rr0.5910.726从填方斜坡伸出的管道0.5960.726进口首部类型图形gT具有边坡为1:11:1.5的圆锥体的洞口式t3S一.-0.6250.735具有潜没侧墙的叭式8=30°填土边坡为1：1.5二"一一.*三h-.J"J工一0.6700.740附表A5闸门垂直收缩系数及流量系数压板斜率1:11:41:51:6£0.850.8950.9140.9180.800.8620.8800.884附表A6平板闸门水流收缩系数e/a0.10.20.30.40.5£0.6150.6200.6250.6300.645e/a0.60.70.80.9£0.6600.6900.750.80注a为闸孔高度.附表A7弧形闸门水流收缩系数'c/ae/a1.21.41.61.80.100.7000.7250.8000.8700.200.7000.7200.7700.7120.300.6950.7200.7470.7750.400.6900.7150.7320.75