白沙工程设计计算书.docx

1、白沙工程设计计算书附：计算书1. 水力设计1.1溢洪闸堰面曲线的拟定 采用堰型：WES幂曲线型实用堰（下游），双圆弧曲线（堰顶上游）。 已知资料：堰顶高程222.0m，上游堰高P1=4m，下游堰高P2=7m，最高库水位235.56m 堰面曲线拟定： 最大堰上水头Hmax=235.56-222.0=13.56 m 定型设计水头：Hd=（0.65-0.85）13.56=8.8111.53 m 经验取值：Hd =10m P11.33 Hd，属于底堰。 顶上游曲线：X/Y=3:0 R1=0.5 Hd=5.0 m a=0.175Hd=1.75 R2=0.2 Hd =2.0 m b=0.282Hd=2.8

2、2 k=2 n=1.85 堰面下游曲线：查溢洪道设计规范SL253-2000P4445，WES幂曲线按下式计算：xn=k Hd n-1y 附（1） P1/ Hd =4.0/10=0.41 取k=2.0 n =1.85. 代入上式： x1.85=29.550.85y 即y=0.0758 x1.85 堰面坐标列表如表1附表1 堰面坐标列表X（m）0123456y=0.0758 x1.8500.0720.2540.5390.9181.3861.940X（m）789101112y=0.0758 x1.852.5843.3084.1135.0036.0027.120 下游反弧段半径确定： 查水力学P27

3、4E0=hc+q2/(29.812hc2) 附（2） 由能量方程求收缩断面水深： 式中：E0坝前水流总比能 E0 =235.35-215.00=20.35 m 流量系数 =0.95 q单宽流量 q=5805/（512）=96.75m3/s 代入上式：20.35= hc + 96.042/(29.810.952hc2) 计算得到：hc =4.9 m 查 规范反弧段半径应为（36）倍收缩水深。 （36）hc =14.729.4 m 经验取值：R=16.5 m.1.2泄流能力计算 闸室总净宽60m. 溢洪道设计标准为100年一遇洪水，相应水位为231.85m，控泄泄量1000m3/s。校核标准为20

4、00年一遇洪水，校核洪水位235.56m，根据调洪演算计算结果，溢洪道敞泄泄量5922m3/s。 Q=CLH03/2 -水工设计手册基础理论P1-481（3-12-27）附（3） H0=H+ L=B-2（NK中+K边）H0 上各式中 H堰上水头（米）; V0行进流速（米/秒）; B溢流堰前缘总宽度减去所有的中墩厚度（米）；B=60 N中墩个数；N=4 C流量系数（米0.5/秒）； K淹堰因淹没影响而致的流量减少百分数； K中，K边分别为中墩收缩系数和边墩收缩系数。K边=0.1堰顶高程222.00m，眼前底板高程218.50m，堰后反弧末端高程215.50m，最高库水位235.35m，溢洪道运行

5、方式100年控泄1500m3/s，超100年敞泄。附表2 库水位流量计算成果库水位HH0H0/HdK中CV0LQ222.000.00.000.000.1251.720.0060.000.00222.500.50.500.050.1151.750.1559.7636.80223.001.01.010.101.0301.770.3359.3487.95223.501.51.520.150.0901.800.6658.60197.53224.002.02.050.200.0801.820.9458.28310.22224.502.52.580.260.0701.851.2358.04444.3922

6、5.003.03.120.310.0651.881.5357.75596.61225.503.53.670.370.0581.911.8457.56771.65226.004.04.240.420.0451.932.1657.63970.02226.504.54.820.480.0381.962.4857.571192.13227.005.05.410.540.0301.992.8357.621441.98227.505.56.020.600.0252.003.1857.591716.37228.006.06.600.660.0202.023.4357.621953.8228.506.57.2

7、70.720.0182.073.8957.502333.90229.007.07.940.790.0102.094.2957.782700.22229.507.58.580.850.0082.094.5957.743030.13230.008.09.400.910.0052.135.0657.773494.25230.508.510.041.000.0022.155.4957.833955.21231.009.010.771.080.0002.165.8957.854415.02231.509.511.611.13-0.0082.176.4358.425013.91232.0010.012.4

8、31.21-0.0102.186.9058.515588.00232.5010.513.221.30-0.0102.197.3158.416137.18233.0011.014.151.40-0.0132.197.8558.646833.88233.5011.514.991.50-0.0132.198.2758.567440.57234.0012.015.921.58-0.0132.1958.7758.478153.29234.5012.516.851.68-0.0132.1959.2358.388861.99235.0013.017.831.78-0.0132.1959.7358.29963

9、0.64235.5013.518.901.89-0.0132.19510.2958.1810499.4236.0014.020.142.01-0.0132.19510.9758.0711519.4236.5014.522.122.20-0.0132.19512.2257.8813217.8237.0015.022.772.27-0.0132.19512.3457.8113790.2237.5015.523.452.34-0.0132.19512.4857.7514394.0238.0016.024.122.40-0.0132.19512.6257.6814998.71.3闸后陡坡段水面线设计1

10、.3.1闸后反弧末端水深计算；计算采用公式：E0=hc +Q2/(2gAc22) -水力学P274（9-3）附（4）式中：E0计算总水头（m）; E0=h+V2/(2g); h堰上水头； V堰前平均流速；V=Q/（B（h+3.5）; 闸前断面水流的动能修正系数；=1.0 hc收缩水深（m）; Q总流量m3/s; Ac收缩断面面积； 流量系数，查水力学=0.95 (1) 2000年校核情况Q=5805m3/sh=235.35-215.5=19.85E0=19.85+1.0()2/（2g）Ac =B hc=60 hc=0.95g=9.81以上数据带入上式得到： 19.85+1.0()2/(29.8

11、1)=hc+ 采用Excel电算程序试算得到 hc=4.9m （2）50年 Q=500 m3/s h=230.94-215.5=15.44 E0=15.44+1.0()2/(2g) Ac =B hc=60 hc =0.95 g=9.81以上数据带入上式得到： 15.44+1.0()2/（29.81）=hc+ 采用Excel电算程序试算得到 hc=0.492m (3) 100年 Q=1500 m3/s h=231.55-215.5=16.05 E0= 16.05+1.0()2/（29.81） Ac =B hc=60 hc =0.95 g=9.81以上数据带入上式得到： 16.05+1.0()2/

12、（29.81）=hc+ 采用Excel电算程序试算得到 hc=1.32m计算结果列表3如下：附表3 反弧末端水深计算成果流量（m3/s）2000年敞泄58051000年控泄150050年控泄500反弧水深（m）4.91.320.431.3.2 陡坡段水面曲线推算 水面线按水力学（中国农业出版社）用分段求和法计算各水面曲线，起计算公式为：S/(i-J) 附（5） 式中：分段长度； S断面单位能量差； 平均水力比降； （） V断面平均流速（m/s）; R断面平均水力半径（m）； C=1/nR1/6 糙率n=0.014 （1）2000年敞泄5805m3/s 水面线型式确定： 渠底宽m 糙率n=0.014 底坡i=1/40 边坡系数m=0 泄槽长度z=80m 单宽流量q580582.92（m3/s） A 临界水深：hk=(q2/g)1/3=(82.922/9.81)1/3=8.6m B 正常水深h0计算： 计算公式： Q=AC（Ri）1/2水力学P167（6-10）附(6) 式中： A过水断面面积，A=（mh0+b）h0 C谢才系数， C=1/nR1/6 R水力半径，R=A/X（m） X湿周（m）,X=