溢洪道水利计算书.docx

溢洪道水利计算书.docx

《溢洪道水利计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溢洪道水利计算书.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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：

入口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求和消力池段消能防冲计算等。

按照调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=s，50年一遇设计洪水流量Q=s，500年一遇校核洪水流量Q=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—2000。

1.2溢洪道水面线推求

1.2.1计算方式及计算公式

采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方式，计算公式为：

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大体数据。

由明渠水流分析知，溢洪道明渠段结尾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转变的微分方程进行推求，公式如下：

其差分格式为：

即：

式中：

其中：

h1为已知，h2为欲求之水深

为此，将差分方程改成下列函数表达式

为求h2设试算水深h下限与h上限，用二分法求解

若D、G同号，令h上限=h2；D=G

若D、G异号，令h上限=h下限；h上限=h2；D=G

继续二分，直到∣h1-h2∣≤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：

式中：

Q——计算流量（m3/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=s2。

利用明渠均匀流公式计算临界坡降ik：

式中：

A——过水断面面积，A=b×hk；

C——谢才系数，C=1/n×R1/6；

R——水力半径；

N——糙率，n=；

经计算，500年一遇陡坡顶临界水深hk=，50年一遇临界水深hk=，20年一遇临界水深hk=。

1.2.2.3程序原始数据输入

入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

***********************************************************************

*****恒定非均匀渐变流水面曲线计算书D-7X*****

***********************************************************************

一.原始数据:

流量分段数断面类型数起始断面水深流速散布不均匀系数

31

断面水力要素:

215

各分段之断面类型:

1111

各分段之长度:

0202030

各分段之纵坡:

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

0bo

1bo

2bo

3bo

50年

一.原始数据:

流量分段数断面类型数起始断面水深流速散布不均匀系数

31

断面水力要素:

215

各分段之断面类型:

1111

各分段之长度:

0202030

各分段之纵坡:

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

0bo

1bo

2bo

3bo

500年

一.原始数据:

流量分段数断面类型数起始断面水深流速散布不均匀系数

31

断面水力要素:

215

各分段之断面类型:

1111

各分段之长度:

0202030

各分段之纵坡:

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

0bo

1bo

2bo

3bo

1.3消能防冲计算

依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

①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：

式中：

q——单宽流量；

②消力池池深d计算：

采用公式：

式中：

δj——消力池出口流速系数；δj=；

ht——消力池下游水深;

φ——水跃淹没系数；φ=；

其余符号同前。

1.3.2池长计算

自由水跃长度：

消力池长度Lk=×Lj。

消力池

一、大体资料与计算假定

底流消能、消力池

坎上水头H:

（米）

坝高P:

（米）

上下游河床高程差D:

（米）

下游水深ht:

（米）

单宽流量q:

（立方米/秒）

泄流系数phi:

（下游）水跃处流速系数phi1:

二、计算简图

见附图1

三、算法与公式（底流消能、消力池）

1.收缩断面水深：

hc=q/Vc（持续性方程）

式中q---单宽流量（平方米/秒）

Vc---流速（米/秒）

2.共轭水深：

hc〃=hc/2*（SQR（1+8*Frc）-1）

式中费鲁德数Frc=Vc*Vc/g/hc

SQR---开方号

3.上游至收缩断面间的能量方程：

Eo=hc+Vc*Vc/2/g//ö

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）

4.水跃极点至下游间能量方程：

腪=V*V/（2*g*觥*觥）-V2*V2/2/g

式中'---（下游）水跃处流速系数

5.两个断面的持续性方程：

Vt=q/ht

式中ht---下游水深

V2=q/h〃

6.几何关系（跃后水深、应产生稍为淹没的水跃）:

h〃=ht+S+腪=6*hc〃=

式中S---消力池深度

7.消力池长度：

Lk=～*Lj

式中Lj---水跃长度Lj=*（hc〃-hc）

四、计算结果

上游行进流速Vo:

（米/秒）

收缩水深hc:

（米）

共轭水深hc2:

（米）>下游水深ht=（米）

收缩水深hc:

（米）

共轭水深hc2:

（米）

跃后水深h2:

（米）

下游水位以上水头dz:

（米）

消力池深度s:

（米）

水跃长度Lj:

（米）

消力池长度Lk:

（米）

设计采用消力池池深为。

1.3.3消力池底板计算

消力池底板厚度计算采用下式：

式中：

k——为经验系数，采用；

Q——单宽流量；

△H——上下游水位差。

计算得消力池底板厚t=，本次设计一级消力池底板厚度采用。

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散布不均匀系数

55

断面水力要素:

2150

2200

2300

2450

2550

各分段之断面类型:

112345

各分段之长度:

02020202020

各分段之纵坡:

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

0Co

1b2

2b2

3b2

4C2

5C2

50年

一.原始数据:

流量分段数断面类型数起始断面水深流速散布不均匀系数

55

断面水力要素:

2150

2200

2300

2450

2550

各分段之断面类型:

112345

各分段之长度:

02020202020

各分段之纵坡:

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

0Co

1b2

2b2

3b2

4C2

5C2

500年

一.原始数据:

流量分段数断面类型数起始断面水深流速散布不均匀系数

55

断面水力要素:

2150

2200

2300

2450

2550

各分段之断面类型:

112345

各分段之长度:

02020202020

各分段之纵坡:

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

0Co

1b2

2b2

3b2

4C2

5C2