涵洞水力计算

附录P 涵洞（或隧洞）水力计算

P.0.1 涵洞水流流态可按以下情况进行判别:圆形、拱形涵洞进口水深h1≤1.1D（洞高）或矩形涵洞h1≤1。2D时,为无压力流；圆形、拱形涵洞h1〉1。1D或矩形涵洞h1>1.2D，且洞长L≤l0（洞内回水曲线长度）+2.7D时，为半压力流；圆形、拱形或矩形涵洞h1>1。5D，且L>l0+2。7D时,为压力流.

P.0.2 无压力流可按下列情况进行判别：

1 淹没流与非淹没流的判别：

0≤i(洞底坡降）≤ik(洞底临界坡度），且涵洞出口水深h2≤（1.2～1。25）h k（洞内临界水深)或h2≤(0。75～0。77）H0(计及流速水头的涵洞进口水头）时,为非淹没流；反之，则为淹没流。I>i k，且L≤（8～15）h1时，仍可按上述标准判别涵洞是否淹没。

2 长洞与短洞的判别：

i≈0时，且L ≤（52～64）h1或L ≤(86~106）h k时，为短洞;反之，则为长洞。0＜i ≤i k，且L ≤（52～83）h1或L ≤（86～138)h k时，为短洞；反之，则为长洞。,i＞i k且L ≥4h1时,均按短洞进行水力计算。

P.0。3 无压力流过水能力可按下列公式计算：

1 涵洞为短洞时：

式中Q-—涵洞设计流量（m3/s）；

m——无压力流时的流量系数；

B——矩形涵洞底宽(m），涵洞为非矩形断面时,按公式（P。0.3—3）计算；

g--重力加速度(m/s2)；

H0——计及流速水头的涵洞进口水头(m)；

m0——进口轮廓形状系数，可根据进口型式,由表P.0。3查得；

A h——相应于涵洞进口水深的过水断面面积（m2)；

A j-—进洞水流的过水断面面积（m2)；

A k——相应于临界水深的过水断面面积（m2）；

h k-—洞内临界水深（m）；

h1——涵洞进口水深(m）；

α——流速分布系数，可取1.05~1。10；

V1——涵洞进口断面平均流速（m/s)。

表P.0.3 涵洞进口轮廓形状系数

2 涵洞为长洞时:

（P.0。3—5）

矩形断面σn＝f（h c/H0）（P.0.3-6）

非矩形断面σn＝f（A hc/A h0）（P。0.3-7）

式中σn——淹没系数,可由图P。0.3查得；

h c——进口段收缩断面水深(m），当洞身较长，且底坡0＜i＜i k时，h c≈h0(正常水深）；

A hc—-相应于h c的过水断面面积（m2）；

A h0-—相应于h0的过水断面面积（m2)。

P.0.4 半压力流过水能力可按下列公式计算：

(P。0.4）

式中m1——半压力流时的流量系数,由表P.0.4 查得；

表P。0.4 流量系数和修正系数

图P.0。3 σn～f（h c/h0）

［或σn＝f（A bc/A b0）]关系曲线

P.0.5 压力流过水能力可按下列公式计算：

1 非淹没流时:

(P。0。5—1）

（P.0。5-2）式中m2——压力流时的流量系数；

i——洞底坡降；

L——涵洞长度(m）；

β2-—修正系数，可取0.85；

Σξ——局部水头损失系数的总和，包括拦污栅、闸门槽、进口、出口、转弯段、渐变段等损失系数;

C—-谢才系数（m1/2/s）；

R——水力半径(m）。

2 淹没流时:

（P。0。5-3）

式中h2-—涵洞出口水深（m）。