计算说明书(水利工程毕业设计_)毕业论文

1、. . . . 1 / 60目目 录录第一章调洪演算第一章调洪演算 1 1第二章非溢流坝设计计算第二章非溢流坝设计计算 8 82.1 坝高的计算 82.2 坝挡水坝段的稳定与应力分析 8第三章溢流坝设计计算第三章溢流坝设计计算 15153.1 堰面曲线 153.2 中部直线段设计 163.3 下游消能设计 163.4 水力校核 183.5 WES 堰面水面线计算 20第四章放空坝段设计计算第四章放空坝段设计计算 23234.1 放空计算 234.2 下游消能防冲计算 244.3 水力校核 254.4 水面线计算 27第五章电站坝段设计计算第五章电站坝段设计计算 29295.1 基本尺寸拟订 2

2、9第六章施工导流计算第六章施工导流计算 32326.1 河床束窄度 326.2 一期围堰计算 326.2 二期围堰高程的确定 33附录一经济剖面选择输入与输出数据 36附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据 41附录三调洪演算源程序与输入数据 52. . . . 1 / 60第一章第一章 调洪演算调洪演算（1）基本资料水位-容积曲线（见蓝图） ；实测洪水过程线（见蓝图） ；各类型洪峰值（见 2.2.3 节）正常（设计）洪水重现期 1000500 年 对应频率：0.1%0.2%非常（校核）洪水重现期 50002000 年 对应频率：0.02%0.05%（2）限制条件起调水位:175.8m，对应流量

3、 824.7m3/s；参加泄洪的不包括放空流量,要求计入发电的流量；最大的下泄流量不得大于安全泄量,设计和校核分别为 2000m3/s 2500m3/s；（3）设计和校核洪水过程线的推求设计洪水过程线取频率为 0.1%的洪水，期洪峰 4750m3/s；校核洪水过程线取0.02%，对应洪水期洪峰 5600m3/s。利用按峰控制的同倍比放大法对典型洪水放大得设计校核洪水过程线。设计洪水放大系数：；48. 132204750QQKmmpQ校核洪水放大系数：；74. 132205600QQKmmpQ可得设计和校核洪水过程线如图 1-2 所示（4）演算方案拟订泄洪方式:采用表孔式泄洪；拟订演算方案（闸孔

4、宽度和数量）取允许单宽流量:q=70 m3/s;溢流前净宽:m71.35702500qQL防 堰上水深 H0根据公式推求2/3Hg2mq2/30H8 . 9248. 070 则 H0=10.28m 图 1-1 溢流堰顶形式. . . . 2 / 60堰顶高程Z 堰顶=Z 限-H0=181.20-10.28=170.92m闸门高h=Z 正常- Z 堰顶=178.00-170.92=7.08m取 7 米根据以上基本尺寸现拟订两个方案:b=11mn=3堰顶高程 170.92b=12mn=3堰顶高程 170.92（5）计算工况计算工况分为校核和设计两种。（6）计算方法计算方法：试算法。由于试算过于复杂

5、且均为重复性计算，考虑用电算。（7）调洪演算试算法过程根据库容曲线 Z-V(见蓝图)，的拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算Q-Z 关系为;2/32 HgBmq分析确定调洪开始时的起始条件，即起调流量 824.7m3/s;利用水量平衡式和蓄泄曲线，按试算法列表解算各是段时段末的 q2、V2。即求解满足方程式23122121222HgBmqVVtqqtQQ所对应的 q2、V2；将入库洪水 Q-t 和计算的 q-t 点绘在一图纸上，二者的交点即为所求的下泄洪水流量最大值 qm；根据公式即可求得此时对应的水头 H 和上游水位 Z。2/32 HgBmq（8）计算与其结果根据上面的计算方法，编

6、写程序 TBD，编写语言为 c。源代码与输入数据见附录三将计算结果列于下：. . . . 3 / 60计算工况：设计情况下，3 孔，每孔 11 米。表表 1-11-1 调洪演算表一调洪演算表一可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为1900.3m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=1900.3+24000.7=2068.3 m3/s2000 m3/s，不满足安全下泄流量的要求。. . . . 4 / 60计算工况：校核情况下，3 孔，每孔 11 米。表表 1-21-2 调洪演算表二调洪演算表二可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大

7、下泄流量为. . . . 5 / 602164.3m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=2164.3+24000.7=2332.3m3/s2500 m3/s，满足安全下泄流量的要求。计算工况：设计情况下，3 孔，每孔 12 米。表表 1-31-3 调洪演算表三调洪演算表三可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为. . . . 6 / 601830.84m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=1830.84+24000.7=1998.84m3/s2000 m3/s，满足安全下泄流量的要求。计算工况：校核情况下，3 孔，每孔 12 米。表表 1-41-4 调

8、洪演算表四调洪演算表四可知最大下泄流量出现在 75-80h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为. . . . 7 / 602110.66m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=2110.66+24000.7=2278.66m3/s2500 m3/s，满足安全下泄流量的要求。（7）调洪演算结果与其分析将上述结果整理为下表表表 1-51-5 调洪演算成果调洪演算成果方案孔宽(m)起调流量类型qmax(m3/s)vmax(m3)zmax(m)qmax+q电校核2110.6615.6180.132278.66方案一36804.51设计1830.8415.1179.31998.84校核2164.31

9、6.2180.742332.3方案二33979.55设计1900.315.45179.842068.3图4-2 洪水过程线12345典型洪水过程线2/3-设计/较核洪水来水过程线4/5-设计/较核洪水下泄过程线25304045图 1-2 洪水过程线1-典型洪水过程线2/3-设计/校核洪水来水过程线4/5-设计/校核下泄洪水过程线在考虑设计和校核允许下泄流量的情况下,只有方案二方能满足限制条件，选用该方案，即 3 个孔,每孔 12 米的方案。并绘制该工况下的洪水过程线如图 1-2 所示。. . . . 8 / 60第二章第二章 非溢流坝设计计算非溢流坝设计计算2.12.1 坝高的计算坝高的计算坝

10、顶高出静水面 h=2h1+h0+hc2h1波浪高度校核时，V=15m/s2h1=0.0166V5/4D1/3=0.0166155/431/3=0.71m设计时，V=30m/s2h1=0.0166V5/4D1/3=0.0166305/431/3=1.68mh0波浪中心线高出静水位高度校核时，2L1=10.4(2h1)0.8=10.41.710.8=7.91mm20. 0L2h4h1210设计时，2L1=10.4(2h1)0.8=10.41.680.8=15.75mm56. 0L2h4h1210hc安全超高，根据坝的等级为一等知：校核时，hc=0.4m；设计时，hc=0.5m。由以上可得坝顶超高为

11、：校核时h=2h1+h0+hc=0.71+0.2+0.4=1.31m设计时h=2h1+h0+hc=1.68+0.56+0.5=2.74m 则 确定坝顶高程为：校核时 Z坝顶=180.13+1.31=181.44m设计时 Z坝顶=179.3+2.74=182.04m取其者即 182.04m,作为坝顶高程（如图 2-1 所示） 。182.04151.00136.00校180.13设179.3图 2-1 非溢流坝形式. . . . 9 / 602.22.2 坝挡水坝段的稳定与应力分析坝挡水坝段的稳定与应力分析2.2.12.2.1 手算部分（单位：吨手算部分（单位：吨米）米）（1）基本原理与计算公式抗

12、滑稳定分析主要就是核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。主要计算方法有两种：抗剪断强度公式（Ksh）抗剪强度公式（Ksl） 。此工程属于大（一）型工程，因此采用抗剪断强度公式。抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数为：K=HAcUVf)( 式中 f抗剪断摩擦系数；c抗剪断凝聚力；KN/m2A滑动面面积；m2U作用于滑动面上的扬压力；H作用于滑动面上坝体的力在水平方向的投影的代数和；V作用于滑动面上坝体的力在垂直方向的投影的代数和。设计的坝体断面需要满足规定的应力条件：在基本荷载组合下，重力坝坝基面的最大垂直正应力应小于坝基允许压应力，最小垂直正应力应大于零；对于坝体应力，在基本荷载组

13、合下，下游面最大主压应力不大于混凝土的允许压应力值，上游面的最小主压应力应大于零。. . . . 10 / 60WP1P2P3P4P5P6U水平力垂直力力矩1231212图 2-2 坝体荷载示意图（2）计算工况在这里分两种工况进行计算：设计洪水位+扬压力；设计洪水为+扬压力。（3）基本资料坝基高程：Zj=136坝顶高程：Zd=182.04坝顶宽度：B=6上游折坡点：Zuz=151坡度：n=0.2下游折坡点：Zdz=172.67坡度：m=0.7淤沙高程：Zs=151.5水的容重：0=1混凝土容重：c=2.4泥沙浮容重：s=0.4排水管距上游坝面距离：Lp=9.5渗透折减系数：=0.3设计时，浪高

14、：hl=1.68浪长：ll=15.75波浪中心高：zl=0.56上游水位：zu=179.3下游水位：zd=146.58校核时，浪高：hl=0.71浪长：ll=7.91波浪中心高：zl=0.2上游水位：zu=180.13下游水位 zd=147.13抗剪断摩擦系数：f=0.8 抗剪断凝聚力：c=51.02坝基长度： l=36.169（4）基本荷载与其力臂计算为了方便计算，将个别力按如图所示的虚线切割。计算过程列于表 2-1。. . . . 11 / 60表表 2-12-1 坝体基本荷载计算表坝体基本荷载计算表荷载值(P)力臂(L)计算公式设计校核设计校核W1= (Zuz-Zj)2nc215415.

15、085W2=(Zd-Zj) Bc662.97610.585W3= (Zdz-Zj)2mc211129.54-0.972自重W=W1+W2+W31873.51U1=Lp(zu-zj)+ (zu-zd)+(zd-zj)021302.5636.17-13.904-13.896U2=(l-lp)(zu-zd)+2(zd-zj)021413.05309.513.3413.382扬压力U=U1+U2715.61428.84P1=(zu-zj)2021937.45973.73-14.433-14.71上游水P2=(zu-zuz+zu-zj)(zuz-zj)n21161.1168.8415.99215.989

16、P3=(zs-zj)2s2148.05-5.167泥沙P4=(zs-zuz+zs-zj) (zuz-zj) ns2114.416.538P5=(zd-zj)202155.9761.943.5273.71下游水P6=(zd-zj)2mc2139.1843.36-17.027-15.488浪0202)2ll(22ll)zlhl2ll(Pl8.821.80-43.36-44.13水平力 H=P1+P3-P5+Pl961.64总和铅直力 V=W+P2+P4+P62096.11注：力臂和力矩同号（逆时针为正）（5）稳定分析抗滑稳定安全系数为设计时：3.0137. 3HA c)UV( fK校核时：2.50

17、48. 3HA c)UV( fK均符合稳定要求。（6）应力分析. . . . 12 / 60垂直正应力 yu和 yd2yuTM6TW2ydTM6TW式中：W作用在计算截面以上全部荷载的垂直分力总和。设计时：W=V-U=1372.59;校核时：W=V-U=1357.76;M作用在计算截面以上全部荷载的对截面形心的力矩总和。设计时：W=PL=-7445.75;校核时：W=PL=-7912.79;T坝体计算截面沿上下游方向的长度，T=l=36.169。带入求得： 设计时：yu=3.80yd=72.10校核时：yu=1.25 yd=73.83均未出现负值（拉应力） ，符合应力要求。剪应力 u，d设计时

18、：u=(p-yu-puu)n=(43.3-3.80-43.3)0.3=1.14d =(yd+ pudp)m=(72.10+10.58-10.58)0.7=50.47校核时：u=(p-yu-puu)n=(44.13-1.25-44.13)0.3=0.375d =(yd+ pudp)m=(73.83+11.13-11.13)0.7=51.681水平正应力 xu,xd设计时:xu=（p-puu）-(p-yu -puu)n2=(43.3-43.3)-(43.3-3.80-43.3)0.32=0.342xd=（p-pud）+(yd+pud- p)m2=(10.58-10.58)-(72.10+10.58

19、-10.58)0.72=35.329校核时：xu=（p-puu）-(p-yu -puu)n2=(44.13-44.13)-(44.13-1.25-44.13)0.32=0.1125xd=（p-pud）+(yd+pud- p)m2=(11.13-11.13)-(73.83+11.13-11.13)0.72=36.177第一主应力 p1u,p1d设计时:. . . . 13 / 60p1u=yu(1+n2)-(p-puu)n2=3.8(1+0.32)-(43.3-43.3)0.32=4.412p1d=yd(1+m2)-(p-pud)m2=73.83(1+0.72)-(10.58-10.58)0.7

20、2=110.0校核时:p1u=yu(1+n2)-(p-puu)n2=1.25(1+0.32)-(44.13-44.13)0.32=1.3625p1d=yd(1+m2)-(p-pud)m2=72.10(1+0.72)-(11.13-11.13)0.72=107.429第二主应力设计时:p2u=p-puu=43.3-43.3=0p2d=p-puu=10.58-10.58=0校核时:p2u=p-puu=44.13-44.13=0p2d=p-puu=11.13-11.13=0（5）成果分析由以上可以看出坝体边缘应力状态良好，未出现拉应力的情况。2.2.22.2.2 电算部分（其中单位均为吨电算部分（其

21、中单位均为吨米）米）（1）计算工况：正常洪水位+扬压力；设计洪水位+扬压力；校核洪水位+扬压力。（2）输入与输出数据参见附录二（3）计算结果整理与分析。将计算结果整理如表 2-2 所示。表表 2-22-2 应力计算（电算）成果整理表应力计算（电算）成果整理表计算工况:正常水位+扬压力xyxy12高程minmaxminmaxminmaxminmaxminmax172.67015.838.432.31022.628.448.1400.31165011.3821.2923.23016.2621.2934.6207.51158016.2321.9633.13023.1949.3721.96011.90

22、151021.170.222.48032.1221.6968.36016.13143029.1715.5359.52-3.6441.6616.6288.68014.371366.5432.969.9767.27-1.1347.0910.31100.23010.84计算工况:设计水位+扬压力xyxy12高程minmaxminmaxminmaxminmaxminmax172.67018.741.4338.24026.771.4356.9800.76165014.4814.2529.54020.6814.2544.0200.95. . . . 14 / 60158019.5014.6639.8002

23、7.8614.6659.30011.431510.225.8714.2052.79036.9514.278.66014.531433.8931.668.8064.61-1.6245.239.2996.27010.991365.9635.453.5572.350.8050.656.2107.8008.51计算工况:校核水位+扬压力xyxy12高程minmaxminmaxminmaxminmaxminmax172.67017.982.3136.70025.692.2154.6800.93165014.6513.4329.90020.9313.4344.5507.78158020.2312.7741

24、.29028.9012.7761.52011.081510.226.9511.6454.99038.4911.6481.94013.471433.6432.536.0266.39-0.746.476.2698.9209.271365.7236.380.8374.251.6151.986.2110.640.347.27注：max 代表最大值；min 代表最小值；表中单位均以吨.米计。并绘制应力分布图与主应力分布图如图 2-3 和 2-4。从以上成果与程序的输出结果中可以看出坝体部应力条件良好：没有出现应力为负值的，即拉应力的情况，也没出现压应力超过混凝土极限承载能力的情况。. . . . 15

25、/ 60 xy图 2-4 主应力分布图图 2-3 应力分量分布图. . . . 16 / 60第三章第三章 溢流坝设计计算溢流坝设计计算3.13.1 堰面曲线堰面曲线 溢流坝顶部溢流曲线，应使水流平顺的通过堰顶，在堰面不产生过大的负压，溢流能力较大。我国先行规推荐采用 WES 曲线，其曲线方程（在上游面垂直时）为：85. 0s85. 1H2xy 式中：x,y堰顶曲线的水平和垂直坐标，原点为堰顶的最高点；Hs 定型设计水头，按堰顶最高水头的 7595%计算Hs =80%(180.13-170.92)=7.37则 WES 曲线为85. 185. 085. 185. 0s85. 1x0915. 03

26、7. 72xH2xyWES 曲线原点上游采用 1/4 椭圆曲线，其方程为： 1)hb()yhb()ha (x2s2s2s2式中：a,b因为上游面垂直，所以，a=0.3,178. 0a378. 0abhs定型设计水头，在这里为 7.37m所以带入得椭圆曲线方程为1131)31. 1y(21. 2x22223.23.2 中部直线段设计中部直线段设计溢流坝的中部为直线段，要求和非溢流坝的基本三角形的下游边相重合，上端和堰顶 图 3-1 WES 曲线体型 图 3-2 堰顶椭圆体型. . . . 17 / 60曲线相切，下端和反弧相切，坡度和非溢流坝保持一致，为 1：0.7。其作用是使水流平顺的按要求的

27、消能方式与下游水位衔接。下面求 WES 曲线和直线段切点。由于曲线和直线相切，那么切点处 WES 曲线的导数的值为 1/0.7。对 WES 求导，y=(0.0915x1.85)=0.169x0.85=1/0.7由此求得切点位于(12.3,9.5)3.33.3 下游消能设计下游消能设计（1）消能形式：连续式的挑流鼻坎；（2）要求结果：挑射角、鼻坎高程、反弧半径；（3）基本要求：连续式的挑流鼻坎的挑射角，根据我国的工程实践经验，以 2025为宜，定采用 25的挑射角。鼻坎高程以高于下游水位 12 米为宜。初可将坎底最底点高程定为下游最高水位，即下游校核水位 147.13 米，可以保证鼻坎的高程高出

28、下游水位少许。鼻坎反弧段半径 R 以 812 倍的 hc 为宜，hc 为鼻坎上的水深，定为 R=8hc.（4）计算过程：下面求鼻坎最低点处的水深。建立该坝段水流的能量方程（图中 0-0 至 1-1 断面）：较180.13较147.13图 3-3 溢流坝能量分析简图. . . . 18 / 6022c0g2vhcE式中：E0 =180.13-147.13=33m流速系数，对于该枢纽为中等长度的溢流面，取为 0.95Vc该断面流速hc该断面处水深带入得：22c95. 08 . 92vhc33断面流速cchqV 式中：q该处单宽流量，q=Q/B=2110.66/（36+23）=50.25m3/s即c

29、ch25.20V 联列、两式解得：Vc=23.36m/shc=2.15m则反弧段半径为R=8hc =82.15=17.21m鼻坎高程为147.13+R(1-cos)=147.13+17.21（1-cos25）=147.13+1.61=148.74m高出下游水位 1.61 米，满足要求。综上，拟订的挑流消能的鼻坎型式为连续式鼻坎；反弧半径 R=17.21m；挑射角度=25；鼻坎高程顶部 148.74m。3.43.4 水力校核水力校核（1）计算工况：校核工况和设计工况。（2）基本原理：鼻坎设计完毕后，还需验算该挑流消能是否会危与建筑物的安全，常用冲坑上游坡做为标准，即：ckiLti. . . .

30、19 / 60式中tk冲坑深度（米） ；L冲坑最深深度距建筑物距离；i冲坑上游坡；ic安全临界坡，可取 1/31/4。（3）计算过程校核情况下挑距计算：) )hh(g2sinvcosvcossinv(g1L21221121式中： L水舌抛距，按水舌外缘计算（m）v1 坎顶水面流速，s/m92.2539.318 . 9295. 01 . 12gH1.11.1vv01鼻坎挑射角，=25q 鼻坎处的单宽流量，q=50.25m3/sh1坎顶垂直方向水深，h1=hc/cos=2.15/cos25=2.37mh2坎顶与河床间的高差，h2=148.74-136=12.74m带入计算得：L=75.15m冲刷坑

31、计算：25. 05 . 01kHqt式中： 1 冲坑系数，由于该枢纽地基岩石完整坚硬，取 1.0q单宽流量，q=50.25H 上下游水位差，H=180.13-147.13=33m带入计算：tk=1.050.250.5330.25=16.99m冲坑上游坡4123. 015.7599.16Ltik满足要求。设计情况下挑距计算：. . . . 20 / 60) )hh(g2sinvcosvcossinv(g1L21221121式中： L水舌抛距，按水舌外缘计算（m）v1 坎顶水面流速，sm/464.2672.328 . 9295. 01 . 12gH1.11.1vv01鼻坎挑射角，=25q 鼻坎处的

32、单宽流量，q=43.59m3/sh1坎顶垂直方向水深，h1=hc/cos=1.82/cos25=2.01mh2坎顶与河床间的高差，h2=148.74-136=12.74m带入计算得：L=77.167m冲刷坑计算：25. 05 . 01kHqt式中：1 冲坑系数，由于该枢纽地基岩石完整坚硬，取 1.0q单宽流量，q=43.59H 上下游水位差，H=179.3-146.58=32.72m带入计算：tk=1.043.590.532.720.25=15.791m冲坑上游坡4121. 0167.77791.15iLtk满足要求。（4）成果分析在校核和设计两种工况下，前面设计的消能可以满足安全要求。3.5

33、3.5 WESWES 堰面水面线计算堰面水面线计算（1）水面线计算的目的闸墩高度的设计、导墙高度、弧形闸门门轴高程的确定都需要知道溢流面的水面线。（2）基本资料WES 曲线为，堰顶高程 170.92，直线段坡度 1：0.7。85. 1x0915. 0y. . . . 21 / 60定型设计水头 Hd，按堰顶最高水头的 7595%计算 Hd =80%(180.13-170.92)=7.37m。校核水位：180.13m。对应下泄流量：Q=2110.66m3/s。要求计算校核水位情况下的水面线。（3）计算过程在这里使用水工设计手册 6泄水与过坝建筑物 （以下简称手册 6 ）中提供的计算水面线的方法。

34、不掺气水面线头部的计算该堰为高堰，采用手册 6表 27-2-4 计算。堰上水深 H=180.13-170.92=9.21，则 H/Hd=9.21/7.37=1.25。该表中无相应的数据，采用插法予以补充如表 3-1 中第 4 列所示。表表 3-13-1 水面线头部计算水面线头部计算H/Hd1.001.331.25x/Hdy/HdHdxy-1-0.94-1.23-1.167.37-7.37-8.55-0.8-0.93-1.22-1.157.37-5.90-8.45-0.6-0.91-1.19-1.137.37-4.42-8.30-0.4-0.89-1.16-1.107.37-2.95-8.08-

35、0.2-0.85-1.12-1.067.37-1.47-7.790-0.80-1.07-1.017.370.00-7.410.2-0.74-1.02-0.957.371.47-6.980.4-0.65-0.94-0.877.372.95-6.430.6-0.54-0.85-0.777.374.42-5.690.8-0.39-0.73-0.647.375.90-4.741-0.20-0.56-0.487.377.37-3.511.20.02-0.36-0.277.378.84-1.971.40.27-0.10-0.017.3710.32-0.091.60.520.170.267.3711.791

36、.891.80.860.470.567.3713.274.13注：表中 x,y 为水面线的横纵坐标，坐标系如图 3-4 所示。整个坝面（包括直线段）上的不掺气水面线的计算 求曲线长度 Lc：对于 WES 堰，根据 X/Hd 由手册 6图 27-2-7 查算，由此查得的为曲线总长 Lc,t.堰上游段的曲线长度 Lc,u=0.315Hd=0.3157.37=2.32 米； 求直线段长度 Ls：从切点到直线段上任意一点的距离为 Ls,i=(Yi-Yt)/sina. . . . 22 / 60式中，Yt切点纵坐标,为 9.5；a直线段坝面与水平方向的夹角，为 55； 从堰顶曲线起点到计算点(Xi,Yi

37、)的坝面距离：L=Lc,t+Ls；计算边界层厚度 ：按 Bauner 公式计算，=0.024L(L/K)-0.13 ,式中，K坝面粗糙高度，对于混凝土坝面，建议取 0.4270.691，这里取 0.5；计算单宽流量，对于闸墩(Xi14.05),q=Q/(36+6)=50.25 m3/s； 按下式，推求势流水深 hp。H+Yi=hpcosa+q2/2ghp2 ； 正交于坝面的水深为 h=hp+0.18。按照上述计算过程将计算列于表 3-2。表表 3-23-2 坝面不掺气水深计算坝面不掺气水深计算分段i XiYi斜率Xi/HdLc/HdLcLsLqhphWES 段1 6.002.520.78 0.

38、811.08 7.965.640.1058.634.67 4.692 8.004.290.99 1.091.30 9.587.260.1258.634.06 4.083 10.006.481.20 1.361.37 10.107.780.1358.633.62 3.644 12.009.081.40 1.631.60 11.799.470.1658.633.27 3.305 12.309.501.43 1.671.85 13.6311.310.1858.633.23 3.26直线段6 14.0011.93 1.4313.632.97 14.280.2258.633.00 3.047 16.00

39、14.79 1.4313.636.46 17.770.2750.252.39 2.43注：表中单位均为国际单位。 掺气与波动水深计算当弗氏系数 Fr2 时，应考虑波动几掺气后水面升高的影响。掺气水深公hgqFr式hb=h(1+v/100)式中h，hb掺气与波动前、后水深（m） ；v掺气与波动前计算断面上的平均流速(m/s)；修正系数，一般为 1.01.4。采用 1.2。计算过程整理如表 3-3 所示表表 3-33-3 掺气与波动水深计算掺气与波动水深计算XiYiqhFrhb6.002.5258.634.691.495.398.004.2958.634.081.794.79. . . . 23

40、/ 6010.006.4858.633.642.064.3512.009.0858.633.302.334.0112.309.5058.633.262.363.9714.0011.9358.633.042.583.7516.0014.7950.252.433.523.0517.1616.4550.252.353.662.97（4）成果整理将上述的计算结果整理并绘制，得到如图 3-4 所示的水面线。闸墩校180.13170.92图 3-4 溢流坝水面线. . . . 24 / 60第四章第四章 放空坝段设计计算放空坝段设计计算4.14.1 放空计算放空计算（1）放空要求放空形式：从正常水位放空到

41、死水位；从正常水位放到溢流堰顶为表孔和深孔联合泄水；从溢流堰顶到死水位为深孔单独泄水。要求在 40 天放空。放空时段拟选在最枯时段（14 月） 。防空时需考虑河流的来流量。（2）基本资料多年月平均来流量（见说明书表 2.3.1） ；水位库容曲线（见蓝图）堰顶高程：170.92；表孔尺寸：三孔，宽 12 米；深孔尺寸：一孔，3.54；孔中心线高程：153；坝基高程：136正常水位：178.0死水位：166.28（3）计算过程将放空过程分为若干小段（7 段，每 2.5 米一段） ，以方便计算和提高计算精度。同时在水位-库容曲线上差出相应的库容。计算出堰顶平均水头和堰流流量。平均水头为两水位的平均值

42、。堰顶流量，式中：m=0.48，B=312=36。只有在正常水位到堰顶水位的过2/30H2gBmQ程放考虑此流量。计算出深孔的平均水头极其流量。平均水头为两水位的平均作用水头。深孔流量,式中：孔口流量系数，对于深孔取 0.830.93，拟取 0.9；Ak gH2AQk出口处面积，为 3.54=14m2。计算下泄总流量，对于从正常高水位到堰顶高程为堰流流量加上深孔流量；从堰顶到死水位为深孔流量。放空的库容，为此段时间所防空的时间。时间，放空所用的时间，为库容除以总流量。. . . . 25 / 60表表 4-14-1 放空计算放空计算水位库容堰顶平均水头堰流流量深孔平均水头深孔流量总流量放空库容

43、时间(s)正1781.37E+09177.51.34E+096.831365.53524.75277.51481570.5519101.591.91E+041751.14E+095.33941.3748423.25268.97391137.849180164.61.80E+05172.59.55E+082.83364.2096320.75254.1017545.8114329784.33.30E+05顶170.928.35E+080.7953.71708218.71241.2879222.5049539313.95.39E+051707.95E+080017.46233.0884160.588

44、42490842.49E+05167.56.40E+080015.75221.3802148.880210411051.04E+06死166.285.75E+080013.89207.8977135.3977480067.24.80E+05注：流量和库容的单位分别为 m3/s， m3总共所花费时间：2838621 秒，折算为 32.85（in.dat 输入数据out.dat 输出数据-readdat()-读取数据search()-插入法求值test()-每时段的试算main()-主程序和输出程序-程序设计：9900126徐林 2003.4*/#include #include#include#

45、define MAXMN 50/*定义最大的数组维数-50*/#define DATA 5 /*允许误差*/float B,MC,ZY;int N,M,NUM;/* N-插值的基值点数 M-时段数 MC-系数,NUM-孔数,B-孔宽,ZY-堰顶水头*/int readdat(float fzvq3MAXMN,float ftq2MAXMN,float * limz) /*读文件中的数据*/FILE * fp;int i=0;char temp50;fp=fopen(in.dat,r);fscanf(fp,%d,&N); /*读出表 3-2*/for(i=0;iN;i+)fscanf(fp,%f

46、%f,&fzvq0i,&fzvq1i);fscanf(fp,%d,&M); /*读出表 3-3*/for(i=0;iM;i+)fscanf(fp,%f%f,&ftq0i,&ftq1i);fscanf(fp,%f,limz);/*读出初始泄洪流量*/fscanf(fp,%s%f,temp,&MC);/*读出公式中的系数*/fscanf(fp,%s%f%s%d,temp,&B,temp,&NUM);/*读出孔宽和孔数*/fscanf(fp,%s%f,temp,&ZY);/*读出堰顶高程*/close(fp);/*在 fzvqz 中找到第 t 个参数等于 bs 的数值，并通过数组 zvq 返回*/i

47、nt search(int t,float bs,float fzvq3MAXMN,float zvq3)int i=0,tmp=0;if(t=2). . . . 55 / 60zvq2=bs;bs=pow(bs/(MC*NUM*B*sqrt(2*9.8),2.0/3)+ZY;/*printf(nbs=%f,pow(bs/(MC*NUM*B*sqrt(2*9.8),2.0/3);*/t=0;tmp=1;while(fzvqtiq1)Z2=Z1+0.4;elseZ2=Z1;Z1=Z1-0.4;dosearch(0,Z2,fzvq,zvq);V2=zvq1;q2=zvq2;aq=(q1+q2)/2;dv=(aQ-aq)*(ftq0i+1-ftq0i)*60*60/10000;vqz0=V1+dv;if(aQq1)if(vqz0V2)Z1=Z2;Z2=(Z1+Z3)/2;if(!max)Z2=0.4+Z2;elseif(vqz0V2)Z1=Z2;Z2=(Z1+Z3)/2;if(!min)Z1=Z1-0.4;while(abs(vqz0-V2)DATA);/*做该循环直到小于允许允许误差-10*/