d・过流量计算
根据闸孔自山出流流量计算公式
Q1二
“0加
0.503x30x5x72x9.81x9.11
=1008.71m3/so
式中,口0为流量系数,平板闸门流量系数可按经验公式
口0二0・60-0.176
e
71
二0.60-0.176X0.549=0.503;
b为闸孔宽度,为3X10二30m。
1.1.2两侧八孔防潮闸段
a.判定堰流类型
>10,过渡为明渠流。
H3.11
=15.43
式中5为堰壁厚度,
H为堰上水头。
b.过流量计算
因泄洪闸下游与陡坡相连,水利计算可按堰流计算方法进行。
1
H
-1
3J1
=-0.32<0.8,为自由泄流;
式中,ht为堰顶下游水深,H为堰顶上游水深。
因堰顶设有闸墩,应考虑侧收缩影响,采用宽顶堰流量公式计算泄流量:
Q2二
cr^nnhylTgll^
30.985x0.377x8x10x72x9^1x3.1P
=721.70m3/so
式中,m为流量系数,因进口为斜坡式进口,P/H二7/3.11二2.25,cot0=30/7=4.286,查《水利计算手册》(2006年第二版)中表3-2-1取m=0.3//;
b为每孔闸净宽,为10m;
n为孔数,为8孔;
H0为堰上水头,为3.11m;
oc为侧收缩系数,为有底坎宽顶堰的侧收缩系数,可山别津斯基公式讣算
式中,P为上游堰高,取7.Om;H为堰前水头,为3.11m;b为两墩间净宽,
为10m;B为上游引渠宽,为148m,a为系数,取0.10。
多孔闸过流时,oc的确定可取加权平均值
=_%(—1)+入
二0・985;
式中,n为孔数,ocm为中孔侧收缩系数,经计算取0.988,ocs为边孔侧
收缩系数,经计算取0.962。
计算中孔侧收缩系数时,b/B用
b
頁d
代替,d为墩厚,为2.Om;计算边孔侧收缩系数时,b/B用
代替,Ab为边墩边缘线与建筑物上游引渠水边线之间的距离,为20m。
因此,外海排水时,闸室过流量Q二Q1+Q2二1008.71+721.70二1730.41m3/s。
1.2内海排水
内海排水时,内海水面高程取2.50m,外海水面高程取-3.03m。
中间三孔放
空闸,底板高程为-3.Om,两侧八孔防潮闸底板高程为2.0m,每孔闸净宽度为
10m。
湖内水位/m
外海水位/m
2.5
-3.03
表2
内海排水时计算参数特性表
1.2.1中间三孔放空闸段
a.判定堰流类型
H6.5
式中8为堰壁厚度,H为堰上水头。
2.5V7.38V10,为宽顶堰流。
b.堰流及闸孔出流判定
—5
77_6^5
=0.77>0.65,为堰流。
式中,e为闸门开启高度,H为堰、闸前水头。
c.过流能力讣算
H
0.97
~6S
二0.15V0.8,为自由泄流;
式中,ht为堰顶下游水深,H为堰顶上游水深。
因堰顶设有闸墩,应考虑侧收缩影响,采用宽顶堰流量公式汁算泄流量:
Q2二
acmnbyl2gHQ2
0368x3x10x72^81x6.52
二810・38m3/so
式中,m为综合流量系数,
ni(n-I)+mKm=—
n
=0.368,查《水利计算手册》表3-2-3得mm为0.359,ms为0.385,由此公式査表计算岀流量系数,则侧收缩系数不再计算。
b为每孔闸净宽,为10m;
n为孔数,为3孔;
H0为堰上水头,为5・5m;
oc为侧收缩系数,无底坎宽顶堰,多孔闸过流时,计算综合流量系数后不用计算侧收缩系数。
1.2.2两侧八孔防潮闸段
a.判定堰流类型
-48
96>10,过渡为明渠流。
式中5为堰壁厚度,H为堰上水头。
b.过流量计算
因泄洪闸下游与陡坡相连,水利计算可按堰流计算方法进行。
-6.13
().5
=-12.26<0.8,为自由泄流;
式中,ht为堰顶下游水深,H为堰顶上游水深。
因堰顶设有闸墩,应考虑侧收缩影响,采用宽顶堰流量公式计算泄流量:
Q2二
o-cmnby[2gHQ2
30.994X0.374x8x10x^2x9.81x0.5°
二46.57m3/so
式中,m为流量系数,因进口为斜坡式进口,P/H=5/0.5=10,
cotO=10/5=2,查《水利计算手册》(2006年第二版)中表3-2-1取m=0.374;
b为每孔闸净宽,为10m;
n为孔数,为8孔;
H0为堰上水头,为0.5m;
oc为侧收缩系数,为有底坎宽顶堰的侧收缩系数,可由别津斯基公式计算
式中,P为上游堰高,取5.0m;H为堰前水头,为0.5m;b为两墩间净宽,为10m;B为上游引渠宽,为130m,a为系数,取0.10。
多孔闸过流时,oc的确定可取加权平均值
齐/”(h_】)+4
=0.994;
n
式中,n为孔数,ocm为中孔侧收缩系数,经计算取0.993,ocs为边孔侧收缩系数,经计算取1。
计算中孔侧收缩系数时,b/B用
b
乔N
代替,d为墩厚,为2.0m:
计算边孔侧收缩系数时,b/B用
b
b+^b
代替,Ab为边墩边缘线与建筑物上游引渠水边线之间的距离,为20m。
因此,内海排水时,闸室过流量Q二Q1+Q2二810.38+46.57=836.93m3/s。
二、消能防冲计算
2.1外海进水
外海进水时,外海水面高程取5.11m,如意湖内水面高程取l.Omo中间三孔放空闸,底板高程为-4.0m,两侧八孔防潮闸底板高程为2.0m,每孔闸净宽度为10m°闸室泄流量为Q二1730.41m3/s,泄槽段及消力池段宽度为B二130m,单宽流量q二Q/B二1730.41F130二13.31m3/s。
2.1.1计算收缩断面水深
乳收缩断面水深he的基本计算公式:
E0二
a2
九十;~T
2加沁
—9・11二
he+y—2
2x9.81xO.852V
式中,EO为以下游河床为基准面的泄水建筑物上游总水头,为9.11m;
q为收缩断面处的单宽流量,为13.31m3/s.m;
g为重力加速度,取9.81m/s2;
为流速系数,查《水力计算手册》(2006年第二版)中表4-2-1,取
0.85o
经计算,得收缩水深he二1.26m。
b.收缩断面水深he的共辘水深he”计算
he”二
牛(J1+8阳—1)
129I
于(Jl+8x3.()2-1)
=4.87
式中,Fre为收缩断面弗劳德数,Frc=
g
二3.0<>
C.水流衔接状态的判别
he”二4.87>ht二3.0m,为远离水跃,须采取工程措施,强迫水流发生临界或稍有淹没的水跃。
式中,ht为下游水深
d.消力池的水力计算
消力池的池深S=ohe”-ht-Az=l.1X4.87-3-0.80=1.56m
式中,o为安全系数,取1.1;
ht为下游水深,为3.0m:
Az为消力池出口水面落差。
Az
_q2q?
2^泸h:
2ghT2
二0.80m
巾'为消力池末端升坎的流速系数,取0.95;
hT为池末局部水深,hT二ohe”=1.1X4.87=5.36m
消力池池长L二6.9(he”-he)=6.9X(4.87-1.26)=24.91m。
消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求,按下式计算,并取其大值:
抗冲:
t二
0」9J13.31G石I
二0.99m。
抗浮:
t=
k?
u-w讥
[26033-5028+2,86'25
二0.62m。
式中,t为消力池底板厚度;
AH'闸孔泄水时的上、下游水位差,为4.11m:
kl为消力池底板讣算系数,取0.2;
k2为消力池底板安全系数,取1.2;
U为作用在消力池底板地面的扬压力,经计算为60.33kPa;
W为作用在消力池底板顶面的水重,经计算为50.28kPa;
Pm为作用在消力池底板上的脉动压力,其值可取跃前收缩断面流速水头的
5%,经计算为2.86kPa;
Yb为消力池底板的饱和重度,取25KX/m3o
取两者讣算最大值,消力池底板厚度取0.99m。
e.海漫长度计算
海漫长度按经验公式汁算
Lp二
12J13.31荷T
—62.33m
K为系数,取12;
AH为水闸上下游水位差,为4.11m;
q为消力池出口单宽流量,为13.31m3/s.mo
f.海漫末端的河床冲刷坑深度dm讣算
dm二
13.31
3.0
二1.88nio
式中,qm为海漫末端的单宽流量,取13.31m3/s.m;
vO为河床土质允许不冲流速,因海漫下游抛填块石,取vO二3.0m/s;
hm为海漫末端河床水深,取3.0m。
经计算,海漫末端的冲刷坑深度dm为1.88m。
2.2内海排水
内海排水时,内海水面高程取2.50m,外海水面高程取-3.03m。
中间三孔放空闸,底板高程为-4.Om,两侧八孔防潮闸底板高程为2.0m,每孔闸净宽度为10m°闸室泄流量为Q二856.95m3/s,消力池段平均宽度取B二130m,单宽流量q二Q/B二856.954-150=5.71m3/s。
2.1.1讣算收缩断面水深
a.收缩断面水深he的基本汁算公式:
E0二
C2g刊/
-&5二
75.712
+r
2x9.81x0.852/?
?
式中,EO为以下游河床为基准面的泄水建筑物上游总水头,为8.5m;
q为收缩断面处的单宽流量,为5.71m3/s.m:
g为重力加速度,取9.81m/s2;
为流速系数,查《水力计算手册》(2006年第二版)中表4-2-1,取
0.85o
经计算,得收缩水深he二0.34m。
b.收缩断面水深he的共辘水深he”计算
he”二
牛(J1+8阳—1)
晋(J1+8x4.592-1)
=3.25
式中,Fre为收缩断面弗劳德数,Frc=
g
=4.59o
c.水流衔接状态的判别
he”二3.25Aht二1.47m,为远离水跃,须采取工程措施,强迫水流发生临界或
稍有淹没的水跃。
式中,ht为下游水深,为1.47m。
d.消力池的水力计算
消力池的池深S二ohe”-ht-Az=l.1X3.25-1.47-0.72=1.39m
式中,o为安全系数,取1.1;
ht为下游水深,为1.47m;