溢流坝水力计算实例Word文档格式.docx

1、1 ;溢流宽度B=b=60n。按圆弧形翼墙由表 10.4查得边墩系数 =.7则侧收缩系数H1 -0.2（n -1） 0 订：nb2.586=1 -0.2 0.7 0.994仆60hs对于WES型实用堰，当水头为设计水头时，流量系数 m = md二0.502。于是可得溢流坝流量Q = ；mB . 2g H 02 = 0.999 0.994 0.502 60.2 9.8 2.5862=550.6m /s计算结果与设计洪水流量基本相符， 说明假设的Hd值是正确的，故取设计水头Hd=2.53m。坝前设计洪水位=坝顶高程 +Hd=48.00+2.53 50.53m2、确定坝身剖面尺寸坝项上游曲线的有关数

2、据计算如下 ：R1 -0.5Hd -0.5 2.5 1.265mR2 =0.2Hd =0.2 2.53 = 0.506mR3 =0.04Hd =0.04 2.53 = 0.101mR =0.175Hd =0.175 2.50.443mb2 =0.276Hd -0.276 2.53 = 0.698mb3 -0.2818H d =0.2818 2.5 0.713m坝顶下游曲线方程为严 严 X15y 二2H：85 2 2.530.85 4.402按上式计算的坝顶下游曲线坐标 x、y区列于表I 5.3。因下游坝高a4.5m :：: 10m ,故取坝末端圆弧半径为R = 0.5a1 =0.5 4.5 =

3、 2.25m按上述数据绘制的坝身剖面图见图 15.43 、绘制坝前水位与流量关系曲线 2不同水头H的溢流坝流量仍按 Q - ；mB： 2gH03计算现以H= 2.0米为例说明求流 量的方法。因A。为未知，无法计算 V。及H。，故先取H。H二2.0m 又因下游水位与 Q有关, 尚无法判别堰的出流情况，可先按自由出流算出 Q后，再行校核.对于自由出流，=1。根据Hr 20 0.791，由图10.5查得m= 0.485 侧/Hd 2.53收缩系数；/ -0.2（n -1） 0 k= 0.995则流量的第一次近似值Q 二二；mB 2gH 0 2=1 0.995 0.485 60.2 9.8 22二 3

4、62.6m / s按坝前水位=480+2.0 = 50.0m,由图15. 2查得 A= 459mf，则表 15.3x（米）y（米）x（ 米）0.000.0001.750.6403.502.3060.250.0042.000.8193.752.6200.500.0632.251.0184.002.9520.750.1332.501.2374.253.3031.000.2272.751.4764.503.6711.250.3433.001.7344.754.0571.500.4813.252.0115.004.461图 15.4V0 1.0 0.970.031 m2g 2 9.8av0H = H

5、0 = 2.0 0.03仁 2.031m2g2 031=1 -0.2 0.7 0.9951x60则流量的第二次近似值Q =1 0.995 0.485 60、2 9.8 2.0312= 371m /s因流量的微小变化，对 v0及H0影响甚小，故以上所求 Q值可认为正确.校核出流情况。按 Q =371m / s由图15.3查得相应的坝下水位为 47.20m。则hs =47.20 -48.00 - -0.80m满足实用堰自由出流条件为自由出流，原假设的出流情况是正确的.再设几个H,按上法计算相应的 Q计算成果列于表15.4.按表15.4的数据绘制坝前水位与流量关系曲线于图 15.5。（m）坝前水位H

6、）m（TQ（Q/s）备注2.5350.530.5020.9940.999550.6淹没出流2.050.002.0310.4850.9951.000371.0自由出流1.549.501.1560.4650.997229.91.049.001.0060.4420.998118.10.548.500.5010.41639.1表 15.4S0.5o5fl.5.O349.49.4B.4B.0 : 、0 100 2OT 300 斗 500 WJ It* 0（X7）图 15.54、坝下消能计算（一）确定消能设计流量设一系列流量 Q ,求出一系列相应的临界水跃跃后水深 h；及h； -1 （t为下游水深）.绘出

7、（h； -1）Q 关系曲线由该曲线找出相应于 （h； -t）为最大值时的流量即为消能设计流量.3 现以Q= 229.9m /s为例求（h；t）值。单宽流量临界水深由表15.4查得H0 = 1.516m，则T0 = H 0 ar = 1.516 4.5 = 6.016mTo 二迹=5.26hk 1.144按T及=0.90由附录图w查得 理=2.2，则 hk hkh； =2.2hk =2.2 1.144 =2.517m按Q =229.9m3/s由图15.3查得相应坝下水位为46.2m，则相应下游水深t =46.2 -43.5 = 2.7m于是 t =2.517 -2.7 - -0.183m设一系列

8、Q值，按上述方法求得一系列相应的 （h； -t）值，计算结果列于表 15.5 .由表15.5可知，相应于（h； -t）最大值时的Q =80m3/s，故采用消能设计流量为 80m/s。当Q =80m3 /s时，下游发生远离水跃，需做消能工，现拟做消力池。表 15.5Q（m/sq（m3/s m）hk（m）T/hkIIhc / hknhc（m ）t（m）（h； -1 Im）9.1772.0487.0863.4601.883.8504.67-0.8206.1831.5746.5314.1492.023.1793.70-0.5213.8321.1446.0165.2592.202.5172.70-0.1

9、831.9680.7345.5067.5012.471.8131.640.17380.01.3330.5665.2889.3432.641.4940.2440.6520.3515.00114.252.991.0490.820.22920.00.3330.2254.83121.473.340.7520.570.182（二）求消力池深度d已知Q =80m /s ,由表15.5查得q=1.333m s m hk = 0.566m, T0 = 5.288m, t = 1.25m .则= 5288 =9.342 hk 0.566二0.55，则池深 hk,及 =0.90由附录图w查得素hk hkd = h

10、k =0.55 0.566 =0.311m hk采用d = 0.4 m消力池池底高程=河底高程 -d二43.5 - 0.4二43.1m（三）求消力池长度I288 .仃0.05hk 0.566hchc -hk =0.25 0.566 = 0.142mhkhc -hk =2.70 0.566 = 1.528m则水跃长度h =6.9（h； hc） =6.9（1.582 0.142） = 9.563m故池长I =l0 0.8lj =0 0.8 9.563 =7.65m米用I = 8m。（四）求海漫长度Ip *q H式中q为相应于设计洪水流量时的单宽流量，由表 15.5查得q =9.177m3/s m;

11、上下游水位差 H =50.53 48.12 = 2.41m；河床土壤为中砾石，取系数 K =8。故得lp =8.0.9.177、2.41 = 30.20m采用 l p =30m。5、坝基渗流计算坝基渗流主要是计算渗径长度和坝底渗流压强. 因本工程对控制渗流量要求不高， 故不必计算渗流量.坝基渗流按上下游最大水位差的情况计算. 最大水位差出现在坝前水位与坝顶齐平、 坝下无水的情况，即最大水位差H =48.0 - 43.5 = 4.5m（一）计算渗径长度为增加渗径长度和减小坝底渗流压力， 于坝前增设一长5m厚 0.5m的重拈土防渗铺盖层.初步拟定的坝底轮廓线如图 I 5.4 所示.1折算渗径长度L

12、二L铅直-L水平其中L 铅直=1 _2 l3 _4 l5 _6 l7_8 l9 J0 l13 J4= 1.0 1.0 J.o2 0.52 . 0.52 0.52 0.2 1.7 二 5.73mL水平=l2； l4_s l6_7 l8_s h0i lii2 Ii2_i3 =5.0 1.0 3.0 7.5 3.0r 2 2.0.52 0.4 2 0.5 = 20.64mL =5.37 - 20.64 = 12.61m坝基土壤为中砾石（有反滤层），由表查得渗径系数 Co =2.5 ,C0H =2.5 4.5 =11.25m因L .CH，坝底轮廓线长度满足防渗要求。（二）计算坝底渗流压强按计算闸底渗流

13、压强的方法求得坝底各点的渗流压强 p,列于表15.6。表 15.6位置467p（KN /m2 ） p（KN /m2 ）44.140.634.831.330.226.222.69.8019.6p（KN /m2 ）50.444.650.949.836.032.4 2p （KN / m ） p （KN / m ）20.211.510.87.36.66.014.712.716.734.923.523.322.76 、坝上游壅水曲线计算根据设计洪水流量计算坝上游的雍水曲线。 因缺乏河道的水文和断面实测资料， 故按简易近似法计算坝上游的壅水曲线。筑坝前，河道水流近似当作均匀流。河道平均水面坡度 J0近似等

14、于河道平均底坡i,即J0 : i =0.00127。筑坝前相应于设计洪水流量 550m/s的坝址处洪水位（即坝下水位）由图15.3查得为48.17m，则河道正常水深 h0 = 48.17 - 43.5 = 4.67m .已知坝的设计水 头Hd = 2.53 m,贝U壅水曲线总长I可按下式计算:图 15.62Hd2 2.53l d=3980 mJ 00.00127坝前壅水曲线近似为一抛物线，线上各点坐标x,y可按下式计算设一系列X值，求得一系列相应 y值及水位值，列于表 15.7。按表15.7的数据绘制坝上游 壅水曲线于图15.6。据此可以检验坝上游河道两岸堤防高程能否满足防洪的要求.表 15.7x（m）5001000150020002500300035003980y（m）0.040.160.360.640.991.431.95水位50.5750.6950.8951.1751.5251.9652.4653.0654,0