溢洪道水利计算书.docx

1、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SL2532000。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

2、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

3、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=bhk；C谢才系数，C=1/nR1/6； 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

4、分段数 断面类型数 起始断面水深 流速散布不均匀系数 3 1 断面水力要素: 2 15 各分段之断面类型: 1 1 1 1 各分段之长度: 0 20 20 30 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 0 bo 1 bo 2 bo 3 bo50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 3 1 断面水力要素: 2 15 各分段之断面类型: 1 1 1 1 各分段之长度: 0 20 20 30 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

5、计长L 曲线类型 0 bo 1 bo 2 bo 3 bo500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 3 1 断面水力要素: 2 15 各分段之断面类型: 1 1 1 1 各分段之长度: 0 20 20 30 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 0 bo 1 bo 2 bo 3 bo1.3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；

6、消力池池深d计算：采用公式：式中：j消力池出口流速系数；j=； ht消力池下游水深; 水跃淹没系数；=； 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

7、*(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/ 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=*

8、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

9、水深 流速散布不均匀系数 5 5 断面水力要素: 2 15 0 2 20 0 2 30 0 2 45 0 2 55 0 各分段之断面类型: 1 1 2 3 4 5 各分段之长度: 0 20 20 20 20 20 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 0 Co 1 b2 2 b2 3 b2 4 C2 5 C250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 5 5 断面水力要素: 2 15 0 2 20 0 2 30 0 2 45 0 2 55 0 各分段之断面类型: 1 1 2 3

10、4 5 各分段之长度: 0 20 20 20 20 20 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 0 Co 1 b2 2 b2 3 b2 4 C2 5 C2500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 5 5 断面水力要素: 2 15 0 2 20 0 2 30 0 2 45 0 2 55 0 各分段之断面类型: 1 1 2 3 4 5 各分段之长度: 0 20 20 20 20 20 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 0 Co 1 b2 2 b2 3 b2 4 C2 5 C2