溢洪道水利计算书

1溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：进口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求以及消力池段消能防冲计算等。根据调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m3/s,50年一遇设计洪水流量Q=249.08m3/s，500年一遇校核洪水流量Q=390.72m3/s。溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。1.1计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—2000o1.2溢洪道水面线推求1.2.1计算方法及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法，计算公式为：ks=一—s4su-i-J式中：△s上、下断面间长度（m）;i——渠底比降；J——上、下断面间平均水力坡度；Esd、Esu——上、下游断面的断面比能。1.2.2水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的基本数据。由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。1.2.2.1程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程进行推求，公式如下:dEs=i-Jfds其差分格式为:AEs-—=i-JfAs即：E2=E1+（i-Jf）-As式中:TOC\o"1-5"\h\z,以V2E2=h2+2g,以V2E]=hi+21V=-!-（v+V）221C=1（C2+C）R=2（R2+R]）其中：h1为已知，h2为欲求之水深为此，将差分方程改为下列函数表达式E62)=侦-E)+G-Jf)•As

为求h2设试算水深h下限与h上限，用二分法求解h=2。上限;"下限）*上限）=气一E七限，（-J¥上限）&=DF（h2）=E1-E是）+t—J亍12，•△$=G若D、G同号，令h上限二h2；D=G若D、G异号，令h上限二h下限；h上限二h2；D=G继续二分，直到Ih1-h2|忍允许误差为止1.2.2.2临界水深计算临界水深计算公式如下:A3~B~k式中：Q计算流量（ms/s）；Ak——临界水深时的过水断面面积（m2）；Bk——临界水深时的水面宽度（m）；G重力加速度，g=9.8m/s2。利用明渠均匀流公式计算临界坡降i：kQ=AC/Ri式中：A过水断面面积，A=bXh；kC——谢才系数，C=1/nXR1/6；R——水力半径；04m，N——糙率，n=0.01504m，经计算，500年一遇陡坡顶临界水深«=2.75m，50年一遇临界水深七二3.20年一遇临界水深h「4.11m。1.2.2.3程序原始数据输入进口段水面线推求从陡坡段起点开始，由下游向上游推算，起始水深采用临界水深，临界水深计算公式同上。20年+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++*个*个************************************************************************恒定非均匀渐变流水面曲线计算书D-7X*****+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++***********************************************************************原始数据：流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数213.61314.401.10断面水力要素：20.0250151.5各分段之断面类型：1111各分段之长度：0202030各分段之纵坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010计算结果:分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型04.4000.0002.5832.2480.0000.000bo14.3730.0002.5832.26620.00020.000bo24.3290.0002.5832.29520.00040.000bo34.2720.0002.5832.33630.00070.000bo50年一.原始数据：流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数

249.0834.86249.0834.861.10断面水力要素：20.0250151.5各分段之断面类型：1111各分段之长度：0202030各分段之纵坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010二.计算结果:分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型04.8600.0002.8352.2990.0000.000bo14.8010.0002.8352.33720.00020.000bo24.7460.0002.8352.37320.00040.000bo34.6850.0002.8352.41330.00070.000bo500年一.原始数据：流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数390.72316.561.10断面水力要素：20.0250151.5各分段之断面类型：1111各分段之长度：0202030各分段之纵坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010二.计算结果：分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型06.5600.0003.7192.3980.0000.000bo16.5100.0003.7192.42420.00020.000bo26.4930.0003.7192.43320.00040.000bo36.4400.0003.7192.46130.00070.000bo1.3消能防冲计算按照溢洪道设计规范要求，消能防冲设施按20年一遇防洪标准设计。1.3.1池深计算跃后水深计算：跃后水深h2为陡坡收缩水深的共轭水深。陡坡h最小跃后水深计算采用下式：h=L(：1+8x-^-1)22Ygh3最小式中：q——单宽流量；消力池池深d计算：采用公式：q2q2、d=oxh—h+—)j2t2g(0h?22g(Oh)2式中：6j——消力池出口流速系数；6j=1.05；ht——消力池下游水深；^水跃淹没系数；^=0.95；其余符号同前。1.3.2池长计算自由水跃长度:消力池长度«=0.7消力池"一消力池长度«=0.7消力池"一、基本资料与计算假定底流消能、消力池坎上水头H:坝高P：上下游河床高程差D:下游水深ht:单宽流量q：泄流系数phi:（下游）水跃处流速系数Phil:二、计算简图L=9.5xh最小X匕。4.4000（米）0.0000（米）20.0000（米）2.4000（米）14.2000（立方米/秒）0.95000.9000x（F-1）c见附图1三、算法与公式（底流消能、消力池）收缩断面水深：hc=q/Vc（连续性方程）式中q-—单宽流量（平方米/秒）Vc流速（米/秒）共轭水深：hc〃=hc/2*（SQR（1+8*Frc）-1）式中费鲁德数Frc=Vc*Vc/g/hcSQR---开方号上游至收缩断面间的能量方程：Eo=hc+Vc*Vc/2/g//o式中Eo包括上游水头加行进流速水头Vo*Vo/2/g。---泄流流速系数hc-—出口水深（或射流口水深）水跃顶点至下游间能量方程：^=V*V/（2*g*觥*觥）-V2*V2/2/g式中'---（下游）水跃处流速系数两个断面的连续性方程：Vt=q/ht式中ht---下游水深V2=q/h〃几何关系(跃后水深、应产生稍为淹没的水跃)：h〃=ht+S+腥=6*hc〃=1.05式中S---消力池深度消力池长度：Lk=0.7〜0.8*Lj式中Lj---水跃长度Lj=6.9*(hc〃-hc)四、计算结果上游行进流速Vo:3.2273（米/秒）收缩水深hc:0.6857（米）共轭水深hc2:收缩水深hc:7.4117（米）＞下游水深ht=2.40（米）0.6331（米）共轭水深hc2:跃后水深h2:7.7521（米）8.1398（米）下游水位以上水头dz:1.5944（米）消力池深度s:4.1454（米）水跃长度Lj:49.1217（米）消力池长度Lk:36.8413（米）设计采用消力池池深为4.1m。1.3.3消力池底板计算消力池底板厚度计算采用下式：t-k*q.AH式中：k——为经验系数，采用0.17；Q——单宽流量；△H——上下游水位差。计算得消力池底板厚t=1.36m，本次设计一级消力池底板厚度采用1.4m。海曼段20年一.原始数据：流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数213.61552.401.10断面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之断面类型：112345各分段之长度：02020202020各分段之纵坡：0.00000.01500.01500.01500.01500.0150二.计算结果:分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型02.4000.0002.8355.9340.0000.000Co12.2802.0972.8356.24520.00020.000b221.4751.6992.3407.24020.00040.000b230.9531.2911.7867.47220.00060.000b240.6761.0001.3597.02720.00080.000C250.6310.8831.1946.15320.000100.000C250年一.原始数据：流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数249.08552.651.10断面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之断面类型:112345各分段之长度：02020202020各分段之纵坡：0.00000.01500.01500.01500.01500.0150二.计算结果:分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型02.6500.0003.1366.2660.0000.000Co12.5222.3203.1366.58320.00020.000b221.6321.8742.5927.63120.00040.000b231.0451.4271.9807.94520.00060.000b240.7331.0971.5057.55620.00080.000C250.6790.9701.3206.67420.000100.000C2500年一.原始数据:流量分段数断面类型数起始断面水深流速分布不均匀系数390.72553.601.10断面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之断面类型:112345各分段之长度:02020202020各分段之纵坡:0.00000.01500.01500.01500.01500.0150

二.计算结果:分段水深h正常水深ho临界水深hk流速v分段长dL累计长L曲线类型03.6000.0004.2347.2360.0000.000Co13.4813.1364.2347.48220.00020.000b222.2122.5053.4958.83220.00040.000b231.3971.8832.6709.32020.00060.000b240.9521.4462.0399.12120.00080.000C250.8491.2721.7868.36420.000100.000C2TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1溢洪道水力计算1\o"CurrentDocument"计算依据1\o"CurrentDocument"溢洪道水面线推求1\o"CurrentDocument"计算方法及计算公式1\o"Curr