1、闸门水力计算说明水闸水力计算说明一、过流能力计算1.1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1.0m。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。表2 内海排水时计算参数特性表外海水位/m湖内水位/m5.111.01.1.1中间三孔放空闸段a.判定堰流类型2.5V 5.27V 10,为宽顶堰流。b.堰流及闸孔出流判定式中,e为闸门开启高度,H为堰、闸前水头c.自由出流及淹没出流判定闸孔出流收缩断面水深 hc= 1e=5.0 .650=3.25m。式中,e为闸门开启高度,为5.0m; 1为垂向收缩系数,查水利计算手册(2
2、006年第二版)中表3-4-1得 0.650。收缩断面处水流速为u c= 2g(H o -hc) =0.95 2 9.81 (9.11 - 3.25) =10.19m/s。式中,书为闸孔流速系数,查水利计算手册(2006年第二版)中表3-4-3,取 0.95;H0为闸前总水头,为9.11m; hc为收缩断面水深。收缩断面水深he的共轭水深下游水深ht=5.0mvhe” =(83m,故为自由出流d.过流量计算根据闸孔自由出流流量计算公式Q1= J0be 2gH 0 =0.503 30 5 、2 9.81 9.11 =1008.71m3s。式中,卩0为流量系数,平板闸门流量系数可按经验公式卩 0=
3、0.60-0.176空=0.60-0.176X 0.549=0.503;Hb为闸孔宽度,为3X 10=30m。1.1.2两侧八孔防潮闸段a.判定堰流类型=48 =15.43 10,过渡为明渠流。H 3.11式中S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。ht 1;=37;=-0.320.65,为堰流。H 6.5式中,e为闸门开启高度,H为堰、闸前水头c.过流能力计算h = 0.97=0.15 10,过渡为明渠流。H 0.5式中S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。hk=-12.26ht
4、=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=Z hc”-ht- z=1.1 487-3-0.80=1.56m式中,Z为安全系数,取1.1;ht为下游水深,为3.0m; z为消力池出口水面落差。2 2 z 卑 2 q 2 =0.80m2g2ht 2ghT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=Z hc” =1.4.87=5.36m消力池池长 L=6.9 (hc”-hc) =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
5、值:抗冲:t=k.q H =0.1913.31 4.11 =0.99mo抗浮:一 U -W Pm 60.33 - 50.28 2.86 ,t=k2 =1.2 =0.62m。b 25式中,t为消力池底板厚度; H 闸孔泄水时的上、下游水位差,为 4.11m;ki为消力池底板计算系数,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 60.33kPaW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;丫 b为消力池底板的饱和重度,取25KN/m3。取两者
6、计算最大值,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计算Lp= K . q H =12.13.31、4.11 =62.33mK为系数,取12; H为水闸上下游水位差,为 4.11m;q为消力池出口单宽流量,为13.31m3s.m。f.海漫末端的河床冲刷坑深度 dm计算dm=1.1 出 hm =1.1 13.313=1.88m。v。 3.0式中,qm为海漫末端的单宽流量,取13.31m3s.m;V0为河床土质允许不冲流速,因海漫下游抛填块石,取 V0=3.Om/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
7、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-4.0m,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=856.95m3s,消力池段平均宽度取B=150m,单宽流量 q=Q/B=856.95 母50=5.71m3s。2.1.1计算收缩断面水深a收缩断面水深hc的基本计算公式: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 5.71m3s.m;g为重力加速度,取9.81m/W;书为流速系数,查水力计算手册(2006年第二版)中表4-2-1,取 0.85。经计算,得收缩水深hc=0.54m。b.收缩断面水深hc的共轭水深hc”计算hC”号(厂吩一小詈8曲“)5式中,Frc为收缩断面弗劳德数,Frc=q=4.59。hc Jghcc.水流衔接状态的判别hc”3.25 ht=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
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