精品水力学计算说明书Word文件下载.docx

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P/H=1.25÷

6.5=0.19<

0.8为自由出流

m=0.32+0.171（P/H）^0.657

=0.442

设H0=H，由资料可知溢洪道共两孔，每孔净宽10米，闸墩头为圆形，敦厚2米，边墩围半圆形，混凝土糙率为0.014.故查表可得：

ζ0=0.45ζk=0.7

ε=1-0.2（ζk+（n-1）ζ0）×

H0/nb=0.92

H0=（q/（εm（2g）^0.5））^2/3=6.77m

E0=P+H0=6.77+1.25=8.02m

查表的：

流速系数ψ=0.94

根据公式E0=hc+q2/2gφ2hc2，可求出hc=3.63mq=Q/B=633.8÷

22=31.69m3/s

则其共轭水深：

hc”=hc（（1+8q2/ghc3）1/2-1）=5.92m

水跃发生位置Lj=6.9（hc”-hc）=6.9×

（5.92-3.29）=18.15m>

5m,故不发生水跃。

2.临界水深hk计算：

根据矩形断面渠道临界水深hk的计算，其水面宽度与底宽相等，即B=b，M=bh,

令

，则

，q为单宽流量，a为动能修正系数。

所以：

hk=4.68m

平坡段水面曲线计算

（1）判断水面曲线的型式

该段为平坡,收缩断面hc=3.63,hk=4.68，属于C区的水面曲线为C0型壅水曲线。

（2）水面曲线计算

以闸后断面为控制断面向下游推算。

将渠道分为4段，已知1-1断面水深h1=3.63米，假定h2=3.634米、h3=3.648、h4=3.642、h5=3.6455米，根据已知渠道全长（即L=5m）。

将上述成果绘于图上联起来就得到水面曲线。

具体计算结果如下：

取1-1和2-2为例计算，上游断面1-1h1=3.63米

A1=bh1=3.63×

20=72.6m2

v1=Q/A1=633.8/72.68=8.73（α=1）

Es1=h1+v12/2g=3.63+8.732/（2×

9.8）=7.518m

同理，可算出h2=3.634m，A2=72.68m2，v2=8.72m2/s，Es2=7.514ΔEs=-0.0046

计算平均水力坡降

计算

同理：

J1=0.003489

=1/2（J1+J2）=0.0348

=

=1.31

。

其他断面如表所示

以图可知5-5断面水深可得为3.646m

依据断面数据，画出水面曲线图，如图所示

陡坡段水面曲线计算（1：

10）

1.

（1）试算法和图表法求正常水深

1试算法。

假设一系列的正常水深h0值，代入天然河道公式Q=AC

，计算出相应的流量Q值。

根据水深和流量值绘出h0~Q关系曲线，然后根据已知流量Q，在曲线上查出需求解得天然河道水深h0.

求h0，hk,判别水面线类型。

设h0=2.49，2.485，2.475，2.465，2.45.，分别计算出相应的面积A，湿周X，水利半径R，谢才公式C及流量Q值，见表。

水深试算1

h0（m）

A（m2）

χ（m）

R（m）

C（m1/2/s）

Q=√Ri（m3/s）

2.49

54.78

26.98

2.030393

26.03068

642.5361239

2.485

54.67

26.97

2.027067

25.98804

639.6710004

2.475

54.45

26.95

2.020408

25.90267

633.9601409

2.465

54.23

26.93

2.013739

25.81717

628.2751439

2.45

53.9

26.9

2.003717

25.68869

619.7961729

由表数据绘出h0~Q曲线，如图所示。

根据设计流量Q=633.8m3/s，在曲线上差的渠道正常水深h0=2.474m临界水深令

hk=（q2/g）1/3=4.39m。

（3）判断水面曲线的型式

hk>

h>

h0,渠道为陡坡,故水曲线为B2型降水曲线

（4）水面曲线计算

断面为控制断面向下游推算。

将渠道分为4段，已知1-1断面水深h1=3.646米，假定h2=3.21米、h3=2.966、h4=2.775、h5=3.633米，根据已知渠道全长（即L=20.1）。

取1-1和2-2为例计算，上游断面1-1h1=3.646米

20=80.201m2v1=Q/A1=633.8/80.201=7.9026（α=1）

Es1=h1+v12/2g=3.646+7.92/（2×

9.8）=6.831m

同理，可算出h2=3.21m，A2=70.62m2，v2=8.97m2/s，Es2=7.319ΔEs=0.4877计算平均水力坡降

J1=0.002755

=1/2（J1+J2）=0.0034

=5.04

以图可知5-5断面水深可得为2.633m

边墙高计算：

已知各断面水深h、流速v、水利半径R，查表可知掺气水深系数k=0.005可求出个断面边坡高墙

1-1断面高强计算：

已知h1=3.646m、v1=7.902m2/s、R1=2.738m

β=

=0.89764

ha=

=3.646÷

0.89764=4.54364

陡坡段边墙高度要求比掺气水深超高2m

故边坡墙高度为：

6.5m

同理，可求出2-2、3-3、4-4、5-5断面边坡墙高度，如表所示：

断面

h（m）

A（m^2）

x（m）

C（m^0.5/s）

v（m/s）

β

h墙

1-1断面

3.6455

80.201

29.291

2.7380765

90.983836

7.9026446

0.89576

6.54126

2-2断面

3.21

70.62

28.42

2.4848698

89.524229

8.9747947

0.858087

6.068087

3-3断面

2.966

65.252

27.932

2.336102

88.607799

9.7131122

0.829154

5.795154

4-4断面

2.775

61.05

27.55

2.215971

87.831573

10.381654

0.801186

5.576186

5-5断面

2.633

57.926

27.266

2.1244774

87.216502

10.941546

0.776694

5.409694

3.02）

设h0=2，1.9，1.897，1.85，1.8，分别计算出相应的面积A，湿周X，水利半径R，谢才公式C及流量Q值，见表。

水深试算2

2

44

26

1.692308

21.69625

714.6174

1.9

41.8

25.8

1.620155

20.77122

635.9355

1.897

41.734

25.794

1.617973

20.74325

633.6492

1.85

40.7

25.7

1.583658

20.3033

598.3954

1.8

39.6

25.6

1.546875

19.83173

562.0565

根据设计流量Q=633.8m3/s，在曲线上差的渠道正常水深h0=1.896m临界水深hk=（q2/g）1/3=4.39m。

（5）判断水面曲线的型式

因为渠道为陡坡，且hk>

h0,故水曲线为c0型降水曲线

（6）水面曲线计算

将渠道分为4段，已知1-1断面水深h1=2.633米，假定h2=2.3米、h3=2、h4=1.8、h5=1.62米，根据已知渠道全长（即L=28.97m）。

取1-1和2-2为例计算，上游断面1-1h1=2.633米

A1=bh1=2.633×

22=57.926m2

v1=Q/A1=633.8/57.926=10.94（α=1）

同理，可算出h2=2.3m，A2=50.6m2，v2=12.5m2/s，Es2=10.3ΔEs=1.56

J1=0.0074

=1/2（J1+J2）=0.093

=4.85

以图可知5-5断面水深可得为1.62m

已知h1=2.633m、v1=10.9m2/s、R1=2.1m

=0.77

0.77=3.4

5.4m

C（m