溢洪道水力计算

一、设计依据：
二、基本资料：
第一段泄槽的角度 2.2906°
糙率：0.015闸孔数3
闸孔宽10.00闸墩厚
1.50堰顶高程
929.00m Q=196(m 3/s)校核洪水位931.35m Q=
102(m 3/s)
设计水位
930.52m Q=87.3(m 3/s)30年一遇水位930.37m
2.35m 1.52m
下游水位：设计902.65m 校核904.04m 30年一遇水位902.4m 30年一遇水位到堰顶高差 1.37m 三、计算内容：
1、溢洪道泄流能力计算：溢流堰采用驼峰堰面曲线：H max —校核水位下的堰上水头 2.35m H d —堰面曲线定型设计水头（取0.75H max )H d =
1.76m
流量系数的计算为：
m=0.385+0.224(P 1/H 0)0.934
m=0.448
下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算：
3、水文资料
2、《溢洪道设计规范》
1、《水力学》30年一遇水位下的流量：设计水位到堰顶高差：P1/H0=0.255<0.34
校核水位下的流量：设计水位下的流量：
校核水位到堰顶高差：泄流量的计算：
2/30
2H
g B m Q e =
式中：
Q—B—30m
b—10.00m
n—3
H 0—
计入行近流速水头的堰上总水头，(m)
2.35m
g—重力加速度，（m/s 2)； g=9.81
m—堰流量系数；
m=
0.448
ε—ε=0.975
ζ0—ζ0=0.45ζ
K —
ζ
K =
0.7
Q=
208.858m 3/s
2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：临界水深及临界底坡的计算公式为：
式中：
校核设计α—α= 1.05 1.05q—q= 6.533 3.400x k —x k =36.31935.147R—R= 1.508 1.008C k —
C k =71.38866.755b k —b k =
33
33校核
设计
闸孔数目；
闸墩侧收缩系数，由下式计算得：
流量，m 3/s
溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb 单孔宽度，(m)中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得：
边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：
临界谢才系数临界水深对应水面宽（m ）
流速不均匀系数泄槽单宽流量（m 3/sm ）临界湿周（m ）水力半径（m ）根据以上参数计算得：
由上计算得：
2/30
2H
g B m Q e =nb
H k n 0
])1([2.010z z e -+-=3
2
g
q k h a =k
K k
b
C gx k i 2
a =
h k = 1.659h k =
1.074
i k =
0.0020176
i k =0.0022330
式中：
校核
设计30年一遇q—q=5.939 3.091 2.645H 0—H 0=2.95
2.12
1.97
θ—θ= 2.2906o
φ—φ=0.95
校核设计30年一遇h 1=1.0150.5950.523泄槽起始断面水深：
h 1=1.015
0.595
0.523
4、泄槽段水面线的推算：
3、泄槽段起始水深h 1计算：
水面曲线的推算见附表一：
起始计算断面渠底以上总水头，（m ）；
假定一个初始值h 1(m)起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：
泄槽水面线根据能量方程，采用分段求和法进行计算，计算公式如下：
计算结果如下：起始计算断面流速系数；
泄槽底坡坡角；
起始计算断面单宽流量，m 3
/(s.m)；
)
cos (2110q f
h H g q
h -=J
i h h g
v g
v l -+
-+
-=
D )
cos ()cos (212211122222a a q q 3
/42
2R v n J =
2
1i i v v v +-=
2
1i
i R R R +-=
5、泄槽由缓变陡时抛物线的推求：
泄槽在（泄0+037.156)段由缓变陡,采用抛物线连接，方程为：
式中：
x 、y—以缓坡泄槽段末端为原点的抛物线横、纵坐标，m ；
θ—缓坡泄槽底坡坡角，θ= 2.2961004°
H 0—抛物线起始断面比能，m ；h—抛物线起始断面水深，m ；v—抛物线起始断面流速，m/s ；α—流速分布不均匀系数，取α=1.0K—系数，K=1.3
以设计水位来推求抛物线：
h=0.446m v=
14.591m/s
所以：
H 0=
11.308m
1/K(4H 0cos 2θ)=0.03864598
y=0.04x+0.03865x
2
求切点得：后接陡坡坡度为K=0.4所以y=0.4x+b 求切点得：
由（1）、（2）式得：
x= 4.657y=
1.025
挑流水舌外缘挑距按下式计算：6、挑流消能计算：
])cos (2sin cos cos sin [212
211211h h g v v v L +++=q q q q q )
cos 4(20
2
q q H K x xtg y +=g
v
h H 202
a +=)
2(4.0®=¢y )1(0773.004.0®+=¢x y
冲刷坑最大水垫深度计算公式为：
式中：
L—挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m ）；
θ—θ=20
h 1—设计校核30年一遇
h 1=0.3660.6130.327
h 2—h 2=
2.3m
v 1—鼻坎坎顶水面流速，（m/s ），可按鼻坎处平均流速v 的1.1倍
设计校核30年一遇
v 1=20.42223.4519.599
T—自下游水面至坑底最大水垫深度，（m ）；
q—鼻坎末端断面单宽流量，m 3/(s.m)；
设计校核
30年一遇q= 6.813.067
5.820
设计校核30年一遇Z—Z=
27.87
27.3127.97
k—k=1.4
由上可得：
设计校核
30年一遇L=33.29042.70030.987T=8.38811.569
7.767
根据《规范》A.3.2的计算公式：
7、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：
综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得
挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：上、下游水位差，（m ）；
鼻坎坎顶至下游河床高程差
挑流鼻坎末端法向水深（m ）；
])cos (2sin cos cos sin [212
211211h h g v v v L g
+++=q q q q q 4
/12/1Z kq T =h
h v
b )1(100z +=
式中：
h 、h b —v —ζ—ζ=
1.4s/m
由上计算可知，h b 最大值为1.308m,所以考虑泄槽边墙的超高，所以泄槽的边墙高度取2.5m 。

泄槽计算断面的水深及掺气水深，（m ）不掺气情况下泄槽计算断面的流速，(m/s);修正系数，取值为：
h
h v
b )1(100z +=。