段村溢洪道水面线计算实训指导.
溢洪道水面线水力计算
溢洪道水面线水力计算溢洪道水面线水力计算是指在溢洪道工程设计中，对溢洪道水面的高程进行计算和确定的过程。
溢洪道水面线水力计算是设计溢洪道工程的基础任务之一，主要用于确定溢洪道的有效堤顶高度，以及判断溢洪流量和洪水对下游防洪安全的影响。
在进行溢洪道水面线的水力计算时，需要考虑以下几个方面的因素：1.水位变化规律：根据设计要求和地区实际情况，确定溢洪道水位变化规律，包括出口水位、最高水位和最低水位等。
这些水位变化规律是溢洪道水面线水力计算的基础，也是设计溢洪道参数的依据。
2.流量计算：通过水动力原理和流量公式，计算溢洪道的设计洪水流量。
洪水流量的计算需要考虑下游水位、流域面积、产流特征等因素。
常用的流量计算方法有三角洪水法、单峰洪水法和双峰洪水法等。
3.溢洪道断面选择：根据溢洪道的设计洪水流量和设计水位，在保持流量稳定的情况下选择合适的溢洪道断面，以满足设计要求。
根据溢洪道断面，可以计算出溢洪道的有效堤顶高度和水面线的高程。
4.水力计算：通过溢洪道的水力计算，确定溢洪道水面线的高程。
水力计算的主要内容包括流速计算、水深计算和堤顶高度计算。
其中，流速计算可以采用曼宁公式、剪应力公式等；水深计算一般根据不同的水位和槽坡来确定；堤顶高度计算需要考虑洪水流量、流速和水深等因素。
5.水面线确定：根据水力计算的结果，确定溢洪道水面线的高程。
水面线的高程应满足下游防洪安全的要求，并考虑水力平衡和溢洪道结构的要求。
水面线的确定一般采用一维水流模型计算，根据不同的水位和流量，得出水面线的高程曲线。
在进行溢洪道水面线水力计算时，需要使用一些计算软件和工具，如水力计算软件、一维水流模型等。
这些工具可以提供准确的计算结果，帮助工程师进行溢洪道水面线的设计和确定。
同时，还需要结合实际工程情况，考虑工程经济性、可行性和社会效益等因素，进行溢洪道水面线水力计算的优化设计。
溢洪道水力设计计算
一、泄槽水面线应根据能量方程，用分段求和法计算△l1-2=((h2cosθ+a2*v22/(2g))-(h1cosθ+a1*v12/(2g)))/(I-J)J=n2*v2/R4/3b Q13.732.15h2h1v2v1a2a1g0.430.845.4574782.793709 1.05 1.059.81R=0.576423v= 4.125593J=△l1-2= 3.696956式中：△l1-2--分段长度，m；0.838456h1、h2--分段始、末断面水深，m；v1、v2--分段始、末断面平均流速，m/s；a1、a2--流速分布不均匀系数，取1.05；θ--泄槽底坡角度，I---泄槽底坡，I=tgθ；J---分段内平均摩阻坡降；n---泄槽槽身糙率系数，v---分段平均流速R---分段平均水力半径。
1、泄槽上游接宽顶堰、缓坡明渠或过渡断时，h1=hk；2、泄槽上游接实用堰、陡坡明渠时，起始计算断面分别定在堰下收缩断面或泄槽首端以下3hk处，则：h1=q/(φ√2g(Ho-hkcosθ))q g Hoθφhk h1#DIV/0!式中：q---起始计算断面单宽流量，m3/(s*m)；Ho---起始计算断面渠底以上总水头，m；φ---起始计算断面流速系数，取0.95；θ---泄槽底坡坡角；二、泄槽断水流掺气水深的计算hb=(1+ζ*v/100)*hζv h hb式中：h、hb---泄槽计算断面的水深的掺气后水深；v---不掺气情况下泄槽计算断面流速；ζ---修正系数，取1~1.4m/s，流速大者取大值。
三、泄槽收缩段的计算1、波峰后的水深、流速。
h2=h1(√1+8Fr12sin2β-1)/2h1βv g Fr1h2#DIV/0!#DIV/0!v2=v1cosβ1/cos(β1-θ)v1β1θv2式中：β---冲击波波角θ---边墙偏转角Fr1---起始断面弗劳德数h1、h2---起始断面与波峰下游断面水深，m；v1、v2---起始断面与波峰下游断面流速，m/s；2、泄槽边墙收缩（扩散）角θ按经验公式：tgθ= √gh/(kv)g h k v tgθ9.813#DIV/0!式中：h---收（扩）断面首、末断面的平均水深v---收（扩）断面首、末断面的平均流速k---经验系数，可取k=3.03、弯道段最大横向水面差的计算Δh=Kv2b/(gr0)K v b r0gΔh#DIV/0!式中：Δh---弯道外侧水面与中心线水面的高差，m；b---弯道宽度，m；r0---弯道中心线曲率半径，m；K---超高系数，查P53《溢洪道设计规范》0.2442220.8656890.439754θI n R1R20.2442220.2491960.0330.7482444730.4046020.038638Q b v h224.615 5.350.9224.615 6.5626666670.7524.6157.5723076920.6524.6158.3423728810.5924.6159.1148148150.5424.6159.8440.524.61510.472340430.47。
溢洪道实习报告
一、实习背景随着我国水利事业的发展，防洪减灾工程的建设日益重要。
溢洪道作为水利枢纽工程的重要组成部分，其设计和施工质量直接关系到工程的安全和防洪效果。
为了深入了解溢洪道的设计与施工过程，提高自身专业素养，我于2023年在某水利枢纽工程进行了为期一个月的溢洪道实习。
二、实习单位及实习内容实习单位：某水利枢纽工程管理局实习内容：1. 溢洪道设计资料的查阅与学习；2. 溢洪道施工过程中的现场观摩；3. 参与溢洪道施工质量检测与验收；4. 溢洪道施工过程中的技术交流与讨论。
三、实习过程1. 溢洪道设计资料查阅与学习在实习初期，我认真查阅了溢洪道设计资料，包括设计说明书、施工图纸、地质勘察报告等。
通过学习，我对溢洪道的结构形式、设计参数、施工工艺有了初步的认识。
2. 溢洪道施工过程中的现场观摩在实习过程中，我有幸参观了溢洪道的施工现场。
在现场，我了解了溢洪道施工的各个阶段，包括基础开挖、钢筋绑扎、混凝土浇筑等。
同时，我还学习了施工过程中的质量控制要点，如混凝土强度检测、钢筋间距检查等。
3. 参与溢洪道施工质量检测与验收在实习期间，我参与了溢洪道施工质量检测与验收工作。
通过实际操作，我掌握了检测仪器的使用方法，了解了施工质量检测的标准和流程。
在验收过程中，我学习了如何判断施工质量是否达到设计要求。
4. 溢洪道施工过程中的技术交流与讨论在实习过程中，我与工程技术人员进行了多次技术交流与讨论。
通过交流，我了解了溢洪道施工过程中遇到的问题及解决方法，提高了自己的实际操作能力。
四、实习收获1. 提高了专业素养通过实习，我对溢洪道的设计与施工有了更深入的了解，提高了自己的专业素养。
2. 增强了实践能力实习过程中，我参与了实际工程项目的施工，增强了自身的实践能力。
3. 培养了团队合作精神在实习过程中，我与工程技术人员共同完成了各项工作，培养了团队合作精神。
4. 了解了工程管理的重要性通过实习，我认识到工程管理在工程项目建设中的重要性，为今后从事相关工作奠定了基础。
台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算
作者 简介 ：张志 昌（９ ４ ） 男 ， １ ５ 一 ， 陕西西安人 ， 教授级高级工程师 ， 主要从事水工 水力学研究
Ｅ— ａｌ ｈａ ｇ ｈｉｈａ ｇ ５４＠ １ ３． ｏ ｍ ｉ ：ｚ ｎ ｚ ｃ ｎ １ ９ ｃ ｍ ６
第 １ 期
张志 昌 ， ：台阶式溢洪道非掺气水流水 面线 的计算 等
３ １
台阶式 溢洪 道 由于底 部 的特殊 构造 ， 台 阶 的虚 拟底 板 以上 形成 滑行水 流 ， 在 在虚 拟底 板 以下 的台 阶 内形 成水 流 旋滚 ， 流流 态十 分复 杂． 流 在流 动过 程 中不仅 有 沿程 水 头 损失 ， 且 台 阶 内 的水 流旋 滚 造 成 了 台 水 水 而
第 １ 期 ２１ ０ ２年 ２月
水
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Ｎｏ． １ Ｆ ． ２ ２ ｅｂ ０１
ＡＮＤ ＥＮＧ
台 阶式 溢 洪 道 非 掺 气 水 流 水 面线 的计 算
张 志 昌 ，徐
（
捅 要 ：台阶式溢洪道水 面线是确 定边墙高度 的重要参数 ， 目前 尚无 系统的研究成果． 根据明渠非 均匀渐 变流理 论， 分析了 台阶段水 面线 的计 算方法 ； 型试 验表 明 ， 非均匀 渐变 流理论 计算 台阶式 溢洪道 非掺 气水 流水 面 模 用 线时 ， 必须考虑局部水头损 失的影响． 经对 比分析 ， 台阶上的局部 阻力 系数 ＝ ． ０ ５时计 算水深 和实 测水深 吻合 良好． 溢流反弧段水 面线可 以用 动量方程给 出的公 式计算 ． 同时 ， 于坡 度为 ３ 。５ ． 。 ６ 。 ＷＥ 对 ０ ，１ ３ 和 ０ 的 Ｓ曲线 段 ， 也通过模 型试验给出 了水 面线 的计 算式． 比分析认 为 ， 文给出 的台阶式溢 洪道非 掺气水 流全程水 面线 的计 对 本
段村溢洪道渐变段水面线计算实训指导
溢洪道渐变段水面线分析与计算 实训
主 讲 人： 王勤香 黄河水利职业技术学院
2014.09
段村水利枢纽溢洪道水面线项目实训
1 熟悉资料
2 布置任务
3 讲解任务
水力分析与计算
4 上机实训 5 提交成果
一、基本资料
段村水利枢纽工程位于颖河上游登封县境内，控制流域面
积94.1km2。，该枢纽最高兴利水位360.52m，相应库容
水力分析与计算
四、上机实训
按设计洪水位分别进行以下计算： 分析计算溢洪道渐变段水面线 定量绘制溢洪道渐变段水面线
Z(m)： ①363.62 ②363.68③363.72④363.78 Q(m3/s)：①540 ②541 ③542 ④544 Z(m)： ⑤363.58⑥363.52⑦363.48 ⑧363.42 Q(m3/s) ⑤ 539 ⑥ 538 ⑦537 ⑧536
水力分析与计算
五、提交成果
（1）计算任务书一份（包括溢洪道三段完整计算过程， Excel表格、Word文档），要求计算步骤、结果正确、条 理清晰、表格规范美观。 （2）定量绘制溢洪道渐变段水面线
水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院 黄河水利职业技术学院
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院 长江工程职业技术学院
1423.07×104m3。设计洪水位按50年一遇为363.62m，溢
洪道泄洪量540m3/s，校核洪水位按500年一遇，为
364.81m，溢洪道泄洪量800 m3/s。
（1）渐变段 断
面为矩形，长60m，
底宽由60m渐缩到
40 m 。
溢洪道水面线计算
0.00
3.8 计算成果：
陡槽末端水深（hc）= 2.80 m
陡槽末端流速（V）= 5.13 m/s
<
4、 计算掺气后的水深（ha）： 计算公式： α—
ha=h(1+αV/100) 系数，α=1.0～1.3
[V]
不须考虑掺气对水深的影响
10
。
总5页~第4页
《139495954.xls》
棱柱体水面线计算1比8 (2)
水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控 制水深。
3.3.2 分段并确定各段的计算水深 全长水位差（⊿h）
棱柱体水面线计算1比8 (2)
总5页~第2页
《139495954.xls》
计算式
hk
⊿h=hk-hc
2.80
分段计算，定各断面计算水深（h）
hc
⊿h
0.90 1.90
h1
h2
1～1
2.80
9.26
5.12
1.34 4.14
8.91 1.04 62.90
0.00
0.006389 0.118611 0.00
2～2
2.80
9.24
5.13
1.34 4.14
8.90 1.04 62.89
0.00
0.00
0.006403 0.118597 0.00
3～3
2.80
9.24
5.13
1.34 4.14
5、 计算边墙高度（H）： 计算公式： ha— ⊿—
断面 1～1 2～2 3～3 4～4 5～5
陡槽距离(L) 0
0.00 0.00 0.00 0.00
H=ha+⊿
溢洪道水力计算(刚刚来过)
水深
流速
h
v
1.95287844 4.27147255
1.72941966 4.82339067
1.50596089 5.53909915
1.28250211 6.50421283
1.05904333 7.87660564
0.83558455 9.98303122
修正系数 ζ
1 1.1
掺气后水深 hq
1.04773326 4.99995434
0.85847701 4.99974549
0.75538783 4.99982403
0.68861078 5.00000288
0.64150427 5.00016856
0.60652796 5.0000632
0.57966032 5.00041114
0.55851644 5.00021162
1.95287844 1.72941966 1.50596089 1.28250211
1.14246 0.92734289
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 2.73450856 0.39564601 50.0503807 0.45575143
出口断面 0.83558455 5.01350731 9.98303122 5.33353506 6.07627707
泄槽段水位差：
计算式
hk
h0
△h
不均匀系数 α
△h=hk-h0 1.95287844 0.83558455 1.11729389 1.05
分段并确定各段计算水深：
h1
h2
h3
h4
h5
溢洪道底流消能及水面线计算
△Z d（池深） 0.382429 0.9802912
ibQ
-0.001 -0.001
8
18
-0.001 -0.001
6
18
-0.001 -0.001
4
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
6
0.1606 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
7
0.1600 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
8
0.1597 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
1
19.247
v2
J C2R
J
iJ
v2 2g
Es
ΔEs
Δs ∑Δs m n
2.85E-04 -1.28E-03 1.29E-03 -2.29E-03 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
b
Q
q
hc
2g
E0
φ
E0-hc
32
134.1 4.19063 0.219 19.6
水库溢洪道水力计算201204
《水力计算与测试技术》课程实训指导书
指导教师：赖永辉
二○一二年四月二十日
水库溢洪道水力计算
位于某水库的带胸墙宽顶堰式河岸溢洪道，采用弧形闸门控制泄流量。
溢洪道共4孔，每孔净宽8米。
闸墩墩厚2米，墩头为尖圆形。
翼墙为八字形，闸底板高程33.00米。
胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.00米。
闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。
闸后接第一斜坡段，底坡1i =0.01，长度为100米。
第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i 2=1:6，水平长度为60米。
第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角=α25°。
上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙，底宽B 1=34米的矩形断面，其余尺寸见图1（图1打印为A3纸）。
溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014。
溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。
水库设计洪水位42.07米，校核洪水位为42.40米，溢洪道下游水位与流量关系曲线见图2。
当溢洪道闸门全开，要求：
1.
绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2.
绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3.
计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。
图1
图2。
溢洪道水面线水力计算
0.00776148 0.26749313
2.29006764 0.28166584 40.4817272
0.03144124
0.00601047 0.26924414
2.41710146 0.29314067 40.7520396
0.03788887
0.00477654 0.27047807
2.54413528 0.30346957 40.9879184
泄槽水面线计算（分段求和法）
1、基本资料
1.1 洪水资料
（洪水资料 根据调洪演
溢洪道下泄的最大流量（Q）：
堰上走水深（h）： 0.8
1.14 （m3/s） （m）
1.2 溢洪道资料：
泄槽宽度（B）：
1 （m）
泄槽长度（L）：
40 （m）
泄槽底坡（i）： 0.27525461
泄槽糙率（n）：
0.02
泄槽边坡系数（m1）：
0.04245278
0.00387775 0.27137686
0.04245278
0.00387775 0.27137686
2.6711691 0.31281604 41.195664
渠道水面线的计算
度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道）
行进水头 断面比能 比能损失
h
ES
△ES
湿周 χ
水利半径 R
（假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道）
比能损失
湿周
水利半径 曼宁系数 平均坡降
△ES
χ
R
C
i
i-j
2.036 0.25442043 39.8011239
0.00772244
0.01034875 0.26490586
溢洪道设计计算说明
岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪，土石坝不允许水过坝顶，需要专门修建泄洪建筑物。
根据本工程的地形条件，上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽，所以选择溢洪道设置在大坝左岸，为带胸墙孔口式岸边溢洪道。
溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。
6.3.2 溢洪道引水渠为了使水流平缓，减小或不发生漩涡和翻滚现象，进口采用喇叭口，进口宽度B=50m.设计流速4m/s，横断面在岩基上接近矩形，边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5；采用梯形断面，进水渠的纵断面做成平底。
在靠近溢流堰前断区，由于流速较大，为了防止冲刷和减少水头损失，可采用混泥土护面厚度为0.5m。
6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。
溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，溢流堰作用是控制泄流能力，本次设计采用实用堰，优点是流量大，在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长，工程量小。
采用弧形闸门。
初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0堰顶高程H=1838=1858.22—H 0，则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为：320=Q ε溢式中：ε ——闸墩侧收缩系数，0.9； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ； B ——堰宽，12m;水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.表6.3-1溢洪道宽顶堰堰宽计算（忽略流速）计算取b=28m,孔口数2孔，弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。
中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m.堰面曲线的确定开敞式堰面曲线，幂曲线按式（7-2）计算：1n n d x KH y -= （7-2）式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头，对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰，取Hd=(0.75～0.95)Hmax ，对于P1<1.33Hd 的低堰，取Hd=(0.65～0.85)Hmax ，Hmax 为校核流量下的堰上水头.x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标； n ——与上游堰坡有关的指数，见表A.1.1；k ——当p1/Hd>1.0 时，k 值见表A.1.1，当P1/Hd ≤1.0 时，取k=2.0～2.2。
台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究[1]
![台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a76f7f1fa76e58fafab0039d.png)
率超过光滑溢洪道约2)4，下游消力池长度可以节 省约)(4。然 而 目 前 对 台 阶 式 溢 洪 道 的 研 究 大 多 限于某一具体工程，尚少看到有关台阶式溢洪道滑
行水流消能效果的系列研究，因此，本文通过模型试
世界各国泄洪建筑物上的一种通用的泄流方式［"］。 验研究了单宽流量!9（(:("01!(:*"0）;*／<:;、
文献标识码： 6
果表明，溢洪道采用台阶后可以减小"(4!*(4的 消力池长度，节省)4!"(4的工程投资［"］；美国垦 务局对上静水坝的研究［*］表明台阶式溢洪道的消能
台阶式溢洪道是一种古老的泄流方式，至今已
有!)((多年的历史。但直到!(世纪3(年代，随着 碾压混凝土筑坝技术（简称 788）的开发和应用，台 阶式溢洪道才真正得到迅速发展。目前，它已成为
在用式（)）!（*）计算水深时，切点处的!# 用
第-期
张志昌，等：台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究
..
文献［!］的方法进行确定，首先求出溢洪道切点处 的势流水深!"，即
!"
"
#
!#$（%$ %&’ &!"’()!）
（*）
式中%$ 为上游水头；&’ 为切点距堰顶的距离。溢流
堰起点到切点的边界层厚度用下式计算
实测 沿 程 水 深 与 计 算 水 深 比 值 ! !,
!
-%.%,)45! (
关系如图6所示。由图中可以看出，相
对水深! 随-%.%,)45增大而增大，拟合公式为
!,
(
溢洪道坡度为!-+.7，当# "$+-/*1.／)81 时
溢洪道水面线+消力池计算
水面宽Bk 段面积Ak 湿周χk 水力半径Rk 临界坡降ik
8.3
10.9512517 10.9388558 1.001133193 0.004212627
流 SⅡ降水曲线
]( ))1/2g /i J
J = n2v2 / R 4 3
控制断面的选
பைடு நூலகம்
择和上游堰型
深hk，该临界水深即为控制水深。
比能损失
湿周
断面 1
水深 h
段面积 A
流速 v
行进水头 h
渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用 断面比能
ES
1.31942791 10.9512517 3.51101419 0.65971364 1.81658672
2
1.12904943 9.37111028 4.1030357 0.90095041 1.89089982
2.1 正常水深的计算（h0）
计算公式：
Q = AR
0.0185 0 0
2 3i1 2 / n
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
糙率n
湿周χ
8.3
0
0
0.351
0.0185 8.9460302
2.2 临界水深的计算（hk）
计算公式：
Q = (gAk3 αBk )1 2
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 2.68102534 0.29968883 38.4500097 0.323015101
水面宽Bk 段面积Ak 计算流量Q 临界水深hk
8.3
10.9512517 38.4500091 1.319427911
溢洪道水面线计算（分段求和法）
溢洪道⽔⾯线计算（分段求和法）3/s2.2 求临界⽔深（h k ）的计算：计算公式h =（αq 2/g）1/32 ⽔⾯线的定性分析2.1 正常⽔深（h 0）的计算：计算公式5/30.520.52/31.2 陡槽资料：(由设计确定)。
《⽔库溢洪道⽤分段求和法计算⽔⾯线》（棱柱体）1、基本资料1.1 洪⽔资料：(洪⽔资料由调洪演算成果所得).3.3 计算⽔⾯线3.3.1 控制⽔深3.3.2 分段并确定各段的计算⽔深全长⽔位差（⊿h）⽔流从缓流过渡到急流必须要经过临界⽔深hk，该临界⽔深即为控制⽔深。
3 计算⽔⾯线3.1 计算⽅法分段求和法3.2 基本公式((h i +v 2/2g)-(h i+1+v 2i+1/2g))/⊿L=i-J2.4 ⽔的流态及⽔⾯线定性2.3 求临界坡降i k 计算公式i =gX /αC 2BV均=（V 1+V 2）/2；R均=（R 1+R 2）/2；C均=（C 1+C 2）/2平均⽔⼒坡度（J 1-2）：（J 1-2）=V 均2/C 均2R 均3.6 计算两断⾯间的距离（L 1）：L 1=⊿E s1-2/(i-J 1-2)3.7 按上述各式列表计算:表式及计算见《棱柱体⽔⾯线计算表》3.5 计算平均⽔⼒坡度（J 1-2）：断⾯的⽔⼒要素：X 1=b+2h 1(1+m)0.5R 1=ω1/X 1C 1=R 11/6/n同理，可求得X 2、R 2、C 2、 ……直到所列断⾯。
V 1=Q/ω1V 12/2g E s1=h 1+V 12/2g同理，可求得h 2、ω2、V 2、E s2 ……直到所列断⾯。
两断⾯的⽐能差（⊿E s1-2）：⊿E s1-2=E s1-E s2分段计算，定各断⾯计算⽔深（h）3.4 计算两断⾯的⽐能差（⊿E s1-2）：1～1断⾯：由已知的:h 1分别求出:ω1=(b+mh 1)h 1[V]<10α—5 计算边墙⾼度（H）：计算公式：ha=h(1+αV/100)系数，α=1.0～1.3计算公式：H=ha+⊿分段求和法棱柱体⽔⾯线计算表3.8 计算成果：陡槽末端⽔深（h c 不须考虑掺⽓对⽔深的影响。
台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算
台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算张志昌;徐啸【摘要】台阶式溢洪道水面线是确定边墙高度的重要参数,目前尚无系统的研究成果.根据明渠非均匀渐变流理论,分析了台阶段水面线的计算方法；模型试验表明,用非均匀渐变流理论计算台阶式溢洪道非掺气水流水面线时,必须考虑局部水头损失的影响.经对比分析,台阶上的局部阻力系数ζ=0.5时计算水深和实测水深吻合良好.溢流反弧段水面线可以用动量方程给出的公式计算.同时,对于坡度为30°,51.3°和60°的WES曲线段,也通过模型试验给出了水面线的计算式.对比分析认为,本文给出的台阶式溢洪道非掺气水流全程水面线的计算方法简单,精度高.%Although the flow profile is one of the most important parameters to determine the sidewall height of stepped spillway, there is no systematical research result about it. The calculation method of flow profile along steps is proposed, which is based on the theory of non-uniform flow in open channel. The model experiments show that the impact of local head loss should be considered when non-uniform flow theory is applied to calculate the non-aerated flow. The calculated data is consistent with the measured data when the value of local resistance coefficient is 0. 5. The flow profile of the flip bucket can be calculated according to the equation which is derived from momentum equation. Also, the equations for computing the flow profile of WES curve segment wi thin the range of 30° and 60° are obtained by model experiments. The results demonstrate that the calculation method for the flow profile of non-aerated flow along the stepped spillway is simple and accurate.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】6页(P30-35)【关键词】台阶式溢洪道;非掺气水流;水面线【作者】张志昌;徐啸【作者单位】西安理工大学,陕西西安710048;西安理工大学,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TV651.1台阶式溢洪道水面线的计算是确定溢洪道高度的重要问题.由于台阶的特殊构造，使得台阶上水面线的计算比光滑溢洪道更加复杂.目前，尚无系统、成熟的台阶式溢洪道水面线的研究成果.文献［1］曾采用紊流边界层理论计算台阶式溢洪道水面线，但计算结果与实测相差甚远.文献［2］通过试验研究了坡度为51.3°和60°台阶式溢洪道上的水面线分布规律，得出台阶式溢洪道上水深的计算公式，但该方法没有将非掺气水深和掺气水深区别开来.S.L.Hunt等［3］对3种不同角度(15°，30°和52°)的台阶式溢洪道进行了模型试验，模型台阶高度为1.4 cm，最大单宽流量为0.347 m2/s，试验得出当不考虑掺气影响、溢洪道坡度为15°时，最大水深正好等于临界水深hk，而当坡度为30°和52°时，最大水深分别为1.75hk和3.0hk.文献［4］提出了1个台阶式溢洪道上水深计算的复杂公式，该公式仍然未将非掺气水深和掺气水深分开计算，计算误差有的在10%以内，有的超过10% ～15%.文献［5］根据文献［6－7］的试验，认为坡度一定的台阶式溢洪道上的滑行水流，在经过几级台阶后，即变为正常水深的均匀流，探讨了形成均匀流的条件.事实上，只有在单宽流量较小时，才会在几级台阶之后形成均匀流，而当单宽流量较大时，在台阶式溢洪道上形成均匀流尚需一定的距离.文献［8］研究了台阶式溢洪道上准均匀流(即均匀掺气水流段)的条件，得出准均匀流段正常水深的计算公式.但未涉及准均匀流段以前的水深计算.文献［9］根据明渠非均匀渐变流理论，推导了台阶坝面滑行水流水深的计算公式为式中:动能修正系数取α1=1.7～2.0;λ为沿程阻力系数，可根据蔡克士大明槽沿程阻力系数的公式计算;h1为已知断面水深;h2为计算断面水深;q为单宽流量;Δl为计算流段长度;i为溢洪道坡度;g为重力加速度.在计算λ时，首先按照ksu*/ν(u*为摩阻流速，ν为黏滞系数)判断水流流态所属区域，即光滑区、过渡区还是粗糙区，选择不同公式求出λ，再代回式(1)求得水深h2.该式没有给出动能修正系数α1等于1.7～2.0的依据，也没有考虑坡度θ对水深的影响，这对于坡度较大的台阶式溢洪道水面线的计算将会引起较大的误差.台阶式溢洪道由于底部的特殊构造，在台阶的虚拟底板以上形成滑行水流，在虚拟底板以下的台阶内形成水流旋滚，水流流态十分复杂.水流在流动过程中不仅有沿程水头损失，而且台阶内的水流旋滚造成了台阶上的局部水头损失.所以，在台阶式溢洪道水深的计算中，必须考虑局部水头损失的影响.但目前尚无台阶上局部阻力系数的研究成果.本文根据明渠非均匀渐变流理论，通过分析和试验对比，确定台阶式溢洪道上的局部阻力系数;根据动量方程，推导反弧段水面线的计算公式;通过试验，给出台阶式溢洪道上游WES曲线段水面线的计算方法.1 试验模型台阶式溢洪道由WES曲线段、光滑直线段、台阶段和反弧段组成.台阶的高度为 5 cm，试验的坡度分别为30°，51.3°和60°，坡度为30°时，模型高度为186.63 cm，台阶数为30 级，坡度为51.3°和60°时模型高度均为203 cm，台阶数为33级和32级.堰上定型设计水头 Hd=20 cm，模型单宽流量的范围为0.058 5 ～0.350 2 m2/s，堰上流能比0.681，H为堰上水头，q为单宽流量.模型布置见图1.图1 试验模型Fig.1 Sketch of experiment model2 台阶式溢洪道水面曲线的计算2.1 堰面曲线段堰面曲线段的水面线计算一般是查水工设计手册第六分册表27－2－3.但该表格查算的范围有限，往往不能满足设计要求.本文根据模型试验测得溢洪道坡度为30°，51.3°和60°的堰面曲线段水深，其中坡度为60°的相对水深与相对距离的关系如图2所示，图中x切为切点距堰顶的水平距离，x为测点距堰顶的水平距离，h为垂直于堰面的水深，Hd为堰上设计水头.对于坡度为30°和51.3°，亦有与图2相同的规律.由图可得水深的计算公式为式中:a和b为系数，其与堰上流能比的关系如图3所示，可见在坡度为30°～60°时，系数a几乎为一条曲线，可用下式计算该式的适应条件为，溢洪道坡度为30°～60°，不同坡度时的 b值可根据堰上流能比由图3查算，对于坡度为30°～60°范围内的其他坡度，可以由图3插值计算.图2 h/Hd与x/x切的关系(坡度为60°)Fig.2 Relationship between h/Hdandx/x切(slope is 60°)图3 a和b与的关系Fig.3 Relationship between a and b with q/2.2 光滑直线段光滑直线段水面线常采用文献［10］的计算公式，即式中:hp为势流水深;h为水深;δ为边界层厚度;Li为计算长度;ks为溢洪道的绝对粗糙度，在原型中一般取为0.427 ～0.610 mm.2.3 台阶段台阶式溢洪道上的水面线仍可用棱柱体明渠水面曲线的一般公式计算，即式中:K0为流量模数;α为动能修正系数;ζ为局部阻力系数;Ed为流段下游的比能;Eu 为流段上游的比能;J为流段的平均水力坡降;v，C，R分别为计算流段上下游断面的平均流速、平均谢才系数和平均水力半径;n为糙率;i=sinθ，θ为溢洪道坡度.目前对台阶式溢洪道糙率还没有研究成果，本文采用曼宁－斯处克勒公式计算糙率，计算公式为式中:对于台阶式溢洪道绝对粗糙高度ks=a0cosθ;a0为台阶高度(m).动能修正系数α一般取为1.05～1.10，这里取为1.10.局部阻力系数ζ目前尚无研究成果，这里分别取为1.0，0.5和0进行计算，并根据计算和试验结果加以调整.2.4 反弧曲线段对于反弧段水深的计算，文献［11］曾做过研究，但其公式不完善，本文根据动量方程重新推导反弧段水深的计算公式.反弧曲线段如图4所示，断面1－1和2－2的动量方程为式中:v1和v2分别为断面1－1和2－2的平均流速;P1和P2分别为断面1－1和2－2的压力;P3x为反弧面上动水反力的水平分力.反弧面上的动水压力分弧面的离心力和反弧段水流的静水压力，两者方向均为向心方向.图4 反弧段水力计算示意图Fig.4 Schematic diagram of hydraulic computation along flip bucket假设反弧表面任一点的动水压强为，离心力压强静水压强P3b=γh1cosθi，则作用在反弧段ds上微小动水压力的水平分力为dP3x=(P3a+P3b)sinθids.于是可得反弧段动水总压力的水平分力为式中:β0为反弧内离心力压强的校正系数.断面1－1和2－2的动水压力为将以上各式代入式(7)，并注意式中的，整理得式中:β 一般为1.02 ～1.05.为方便计算，β和β0均取为1.0，式(9)可进一步简化为式(10)即为反弧段末端水深的迭代公式.对于反弧末端接小挑坎的情况，P3x取负值，亦可根据动量方程求出挑坎末端水深的计算公式为如果仍取β和β0为1.0，上式可进一步简化为式中:h3为挑坎末端的水深;h2为反弧底部的水深;α0为反弧底部到反弧末端的夹角.在以上推导反弧段水深时，离心力压强项中的水深应该取弧面平均水深，考虑到反弧段水深变化较小，为了推导方便，取水深为断面1－1的水深.计算和实测结果表明，误差不大(见算例4).3 验证算例1:某台阶式溢洪道采用WES曲线堰，堰上设计定型水头Hd=20 cm，台阶高度a0=5 cm，溢洪道坡度为51.3°，模型高度为203 cm，台阶数为33级.当堰上水头为30 cm，单宽流量为0.350 2 m2/s时，实测台阶起始断面水深为11.9 cm，试计算台阶段的水面曲线.水面曲线用式(5)计算，糙率用式(6)计算，计算时取ζ分别为1.0，0和0.5，计算结果如图5所示.由图可见，与实测值相比，当ζ=1.0时，计算值偏大;当ζ=0时，计算值明显偏小;当ζ=0.5时，计算值与实测值吻合较好，所以可取ζ=0.5.图5 堰上水头30 cm时不同ζ值计算水面线结果比较Fig.5 Comparison of flow profiles calculated by different ζ when weir head is 30 cm为便于比较，图中还列出了用文献［9］和用边界层理论的计算结果.可见，文献［9］的计算结果与实测值相差较大;边界层理论计算的结果与实测值相差更大.说明在大坡度的台阶式溢洪道情况下，必须考虑坡度和局部阻力对水深的影响;而用边界层理论计算台阶式溢洪道上的水深显然不合适.图中实测值从某一点开始水面线升高，即为掺气发生点，掺气发生点以后为掺气水流的水深.掺气发生点位置的确定见文献［12］，掺气水流水深的计算将另文撰写，本文仅讨论不掺气水流水面线的计算方法.算例2:同算例1，台阶式溢洪道堰上水头为25 cm，单宽流量为0.260 2 m2/s，实测台阶起始断面水深为9.3 cm，取α=1.1，ζ=0.5，水面曲线仍用式(5)计算.计算与实测结果见图6，图中L'为从起始台阶向下游的距离.可以看出计算所得的水面曲线与实测值吻合良好，而用文献［9］的公式和边界层理论计算结果仍与实测值相差较大.图6 堰上水头25 cm时水面线计算结果比较(式(9)改为式(10))Fig.6 Comparisonbetween the calculated results of flow profiles when weir head is 25 cm算例3:高塘拱坝的台阶式溢洪道［13］.坝高110 m，台阶高度为0.9 m，溢洪道坡度为63.44°，溢洪道宽度为12.5 m，单宽流量为29.274 m2/s，实测第1级台阶起点水深为2.0 m，第30级台阶水深为1.5 m.用式(6)求得糙率n=0.035 83，由式(5)计算水深时，求得第30级台阶上的水深为1.41 m，比实测值小0.09 m，相差6%，而文献［13］的测量结果表明，台阶式溢洪道的掺气起始台阶在第27～30级台阶，所以水面略高于计算水深是正常的.对于反弧段，由于实测台阶式溢洪道的水深在反弧段已为掺气水流的水深，无法获得清水水深，现按照文献［11］的光滑溢洪道测量值进行验算.算例4:某光滑溢洪道反弧半径为30 m，反弧转角为47.87°，反弧起始水深分别为1.39 m和3.05 m，单宽流量分别为62.2和146.4 m2/s.由式(10)求得反弧末端水深分别为1.34和2.95 m，实测水深为1.35和3.00 m.可见，用式(10)计算反弧段的水深是可行的.4 台阶式溢洪道全程水面曲线计算根据以上公式，可以计算台阶式溢洪道全程水面线.图7是坡度为30°，51.3°和60°时水面曲线实测值与计算值的比较，图中实测值为掺气发生点以前的数值，掺气发生点以后，由于水面已为水气两相流，水面抬高较大，所以在图中隐去了掺气发生点以后的实测水深.由图可见，未掺气水流的水深计算值和实测值是比较吻合的.图7 台阶式溢洪道计算值与实测值比较Fig.7 Comparison between the calculated and measured results of the stepped spillway5 结语通过对台阶式溢洪道水面线的分析和试验，认为计算台阶式溢洪道上的水深时，必须考虑局部阻力的影响，计算中采用局部阻力系数ζ分别为0，1.0和0.5，与试验结果对比，当ζ=0.5时计算值与实测值吻合良好，所以在台阶式溢洪道上水面线的计算中，可以采用ζ=0.5.通过试验给出了坡度为30°～60°WES曲线段水面线的计算公式.通过动量方程得出的反弧段水面线的计算方法，与实测结果相符.本文给出的台阶式溢洪道全程水面线的计算方法，除曲线段为经验公式外，在光滑直线段和台阶段，水面曲线的计算为工程中常用的理论公式，而没用采用经验公式，使公式具有通用性而避免了经验公式的局限性.这些通用公式对于模型和原型都是一样的.当然，在实际工程设计中，还需加上安全超高.参考文献:［1］骈迎春.台阶式溢洪道强迫掺气水流水力特性的试验研究［D］.西安:西安理工大学，2007.(PIAN Ying-chun.Model study on hydraulics of air-entraimented flow on stepped spillways［D］.Xi'an:Xi'an University of Technology，2007.(in Chinese))［2］曾东洋.台阶式溢洪道水力特性的试验研究［D］.西安:西安理工大学，2002.(ZENG Dong-yang.Experimental investigation on the hydraulics of stepped spillways［D］.Xi'an:Xi'an University of Technology，2002.(in Chinese))［3］HUNT S L，KADAVY K C，ABT S R，et al.Impact of converging chute walls for roller compacted concrete stepped spillways［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2008，134(7):1000-1003.［4］A.M.什瓦英什高.台阶式溢流坝及其消能［J］.水利水电快报，2000，21(6):1-6.(ШВАЙНШТЕЙН A M.Energy dissipation on stepped spillway ［J］.Express Water Resources and Hydropower Information，2000，21(6):1-6.(in Chinese))［5］韩彩燕.阶梯形溢流面上水流的初步分析［J］.华北水利水电学院学报，1995，16(4):51-56.(HAN Cai-yan.Preliminary analysis of flow in stepped spillway ［J］.Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power，1995，16(4):51-56.(in Chinese))［6］RAJARATNAM N.Skimming flow in stepped spillways［J］.Journal of Hydraulic Engineering，1990，116(4):587-591.［7］STEPHENSON D.Energy dissipation down stepped spillway［J］.International Water Power＆ Dam Construction，1991，43(9):27－30. ［8］罗启北.台阶式溢洪道上的水流分析［J］.贵州工学院学报，1996，25(3):64-69.(LUO Qi-bei.Analysis of the water flow in the stepped spillway ［J］.Journal of Guizhou Institute of Technology，1996，25(3):64-69.［9］付奎，刘韩生，杨顺玉.台阶式溢洪道滑掠水流水面线计算公式初探［J］.人民黄河，2009，31(6):117-118.(FU Kui，LIU Han-sheng，YANG Shun-yu.Water surface profile calculation of skimming flow on stepped spillway ［J］.Yellow River，2009，31(6):117-118.(in Chinese))［10］华东水利学院.水工设计手册6:泄水与过坝建筑物［M］.北京:水利电力出版社，1987.(East China Technical University of Water Resources.Handbook of hydraulic structure design(6):Barrages，spillways and control works ［M］.Beijing:Hydraulic and Electric Power Press，1987.(in Chinese)) ［11］黄智敏.溢流坝水面线计算分析和观测［J］.水动力学研究与进展:A辑，1998，13(3):31-36.(HUANG Zhi-min.Calculation analysis and observationon spillway dam hydraulic grade line［J］.Journal of Hydrodynamics(SerA)，1998，13(3):31-36.(in Chinese))［12］徐啸.分流齿墩掺气设施与台阶式溢洪道联合应用水力特性的研究［D］.西安:西安理工大学，2011.(XU Xiao.Research on hydraulic characteristics ofstepped spillway combined with splitting dental-pier aerator［D］.Xi'an:Xi'an University of Technology，2011.(in Chinese))［13］才君眉，薛慧涛，冯金鸣.碾压混凝土坝采用台阶式溢洪道消能初探［J］.水利水电技术，1994(4):19-21.(CAI Junmei，XUE Hui-tao，FENG Jin-ming.A preliminary study on stepped spillway on RCC dam for dissipation ［J］.Water Resources and Hydropower Engineering，1994(4):19-21.(in Chinese))。
南湾水库溢洪道实习报告
南湾水库溢洪道实习报告一、实习背景与目的南湾水库位于河南省信阳市，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾发电、养殖、城市供水及旅游开发等综合利用的大型水库。
为了更好地了解水库的运行情况和溢洪道的功能，我参加了为期一周的南湾水库溢洪道实习。
本次实习的主要目的是了解溢洪道的结构、工作原理及其在水库运行中的重要性。
二、实习内容与过程在实习期间，我参观了南湾水库的溢洪道及其周边设施。
通过实地观察和听取讲解，我对溢洪道有了更深入的了解。
1. 溢洪道结构南湾水库的溢洪道主要由溢洪闸、泄洪洞、溢流堰等组成。
溢洪闸是控制水库水位的重要设施，通过调节开闭程度来控制溢洪道的泄洪量。
泄洪洞是水库溢洪的主要通道，采用封闭式和敞开式相结合的结构，以确保水流畅通。
溢流堰则是通过溢洪道将多余的水量导入下游，以保证水库的安全。
2. 溢洪道工作原理当水库水位超过设计水位时，溢洪闸开启，多余的水通过泄洪洞和溢流堰溢出。
通过调节溢洪闸的开度，可以控制溢洪道的泄洪量，从而保证水库的安全。
同时，溢洪道的泄洪过程也对下游地区的水资源利用和防洪安全起到重要作用。
3. 溢洪道在水库运行中的重要性溢洪道是水库安全运行的关键设施之一。
在洪水期间，溢洪道能够及时将超过水库承受能力的水量排放出去，避免水库发生漫溢事故。
此外，溢洪道还具有调节水库水位、为下游地区提供水资源、减轻下游防洪压力等功能。
三、实习收获与体会通过本次实习，我对南湾水库溢洪道的结构、工作原理及其在水库运行中的重要性有了更深入的了解。
同时，我也认识到水库溢洪道工程建设的复杂性和重要性。
在今后的学习和工作中，我将不断努力，为我国水利事业的发展贡献自己的力量。
总之，南湾水库溢洪道实习使我受益匪浅。
通过实地观察和听取讲解，我掌握了溢洪道的结构、工作原理和重要性，为今后的学习和工作奠定了基础。
在今后的工作中，我将继续努力，为我国水利事业的发展贡献自己的力量。
水面线计算推求
5.5.3设计洪水水面线推算根据防洪设计标准及洪水分析，设计流量采用P=10%设计洪峰流量确定整治河道的治导岸线。
根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：2g2g 21w 2221V h V Z Z αα-++= 式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速； 2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速；j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失；l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失；)22(2221gVg V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失；ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，由于断面逐渐扩大的ζ取值0.333，桥渡处ζ取值0.05~0. 1。
C ——谢才系数； R ——水力半径；α——动能修正系数。
（2）河道糙率河道的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系数可以采用《水工设计手册》第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数xNxn n ∑=1当 ；设总湿周x 的各组成部分1x ，2x ，……N x 及所对应的粗糙系数分别为n 1，n 2……n N 。
选用砂土及淤泥渠道n=0.030；砌石护面n = 0.030；草皮n = 0.030。
本工程护坡基本为干砌块石及草皮，护底采用天然地层。
根据水位情况可以计算出不同水位下的综合糙率为0.030。
（3）水面线计算成果根据城市发展规划和河段所处的地理位置条件，确定河道横断面采用梯形断面型式。
护坡类型共有草土体结合柳桩护坡、干砌石结合格栅石笼护脚护坡两种，护坡边坡均为1:2。
结合上下游河床实际宽度和河道比降合理拟定断面底宽和纵向比降。
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Excel计算表
2. 溢洪道第一陡坡段水面线分析计算
计算h0、hk并与h进比较，
（1）分析水面线类型
b2型降水曲线。
（2）确定推算方向，按水深分段。
（3）分段推算水面线
Q AC Ri Q2 Ak 3
g
Bk
急流，从上 游向下游分 段推算。
水力分析与计算
3-3过水断面水深已知，设4-
水力分析与计算
溢洪道水面线分析与计算实训
主 讲 人： 王勤香 黄河水利职业技术学院
2014.09
段村水利枢纽溢洪道水面线项目实训
1 熟悉资料
2 布置任务
3 讲解任务
水力分析与计算
4 上机实训 5 提交成果
一、基本资料
段村水利枢纽工程位于颖河上游登封县境内，控制流域面
积94.1km2。，该枢纽最高兴利水位360.52m，相应库容
段。断面形状及尺
寸同第Ⅰ陡槽段，
水力分析与计算
底坡1：8，长40m。
二、布置任务（设计内容）
按设计洪水位分别进行以下计算： 分析计算溢洪道渐变段水面线 分析计算溢洪道第一陡坡段水面线 分析计算溢洪道第二陡坡段水面线 定量绘制溢洪道水面线
水力分析与计算
三、讲解任务
1. 溢洪道渐变段水面线分析计算
Excel计算表
四、上机实训
按设计洪水位分别进行以下计算：
分析计算溢洪道渐变段水面线 分析计算溢洪道第一陡坡段水面线 分析计算溢洪道第二陡坡段水面线 定量绘制溢洪道水面线
Z(m)： ①363.62 ②363.68③363.72④363.78 Q(m3/s)：①540 ②541 ③542 ④544 Z(m)： ⑤363.58⑥363.52⑦363.48 ⑧363.42 Q(m3/s) ⑤ 539 ⑥ 538 ⑦537 ⑧536
（1）水面线定性分析
渐变段为降水曲线
（2）确定推算方向，按流程分段。 （3）分段推算水面线
急流，从上 游向下游分
段推算。
水力分析与计算
1-1过水断面水深h1=hk，设22过水断面水深h2<h1 ，计算 流程长度△s1-2 ，当△s1-2不 等于已知分段长度，重设h2至 到计算出的△s1-2等于已知分
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院 长江工程职业技术学院
水力分析与计算
五、提交成果
（1）计算任务书一份（包括溢洪道三段完整计算过程， Excel表格、Word文档），要求计算步骤、结果正确、条 理清晰、表格规范美观。 （2）定量绘制溢洪道水面线 （3）本项目学习体会及建议
水力分析与计算
excel计算表
主持单位: 广东水利电力职业技术学院 黄河水利职业技术学院
4过水断面水深h4<h3 ，计算 流程长度△s，边计算边求和
，至到所有流段之和等于渠道 长度596m为止 。
Excel计算表
2. 溢洪道第二陡坡段水面线分析计算 （1）分析水面线类型 （2）确定推算方向，按水深分段 （3）分段推算水面线
计算h0、hk并与h进比较， b2型降水曲线。
水力分析与计算
1423.07×104m3。设计洪水位按50年一遇为363.62m，溢
洪道泄洪量540m3/s，校核洪水位按500年一遇，为
364.81m，，溢洪道泄洪量800 m3/s。
（1）渐变段 断
面为矩形，长60m，
底宽由60m渐缩到
40 m 。
（2）第Ⅰ陡槽
段。断面为矩形，
底宽40 m，长596m。
（3）第Ⅱ陡槽