水利工程常用计算公式

水利专业常用计算公式

、枢纽建筑物计算

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1、 进水闸进水流量计算： Q=B 0 Ss m （ 2gH o ）

式中：m —堰流流量系数

s —堰流侧收缩系数

2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下： 流速公式： u = C . Ri 流量公式 Q = Au = AC .. Ri 流量模数

K = A CR

式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即

C = 1R

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n

R —水力半径（m ）; i —渠道纵坡；

2

A —过水断面面积（m ）; n —曼宁粗糙系数，其值按

SL 18确定。

3、 水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以

al 型壅水曲线和bl 型落水曲线最为常见。求解明渠 恒定

缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为

2、

h 2业 2g

i-

i f

式中：△ x 流段长度（m ）;

g -------- 重力加速度（m/s2）；

h 1、h 2 -------------- 分别为流段上游和下游断面的水深（

m ）；

v 1、v 2

---------------- 分别为流段上游和下游断面的平均流速（ m/s ）; a 1、a 2――分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；

i f ――流段的平均水里坡降，一般可采用

△ x=

2g

式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（ m ）；

2 2

.n 2V 2

R ；/3

或i f

fl

式中：h f—△ x段的水头损失（m；

n 1、n2――分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则R 1、R2――分别为上、下游断面的水力半径（m）;

A 1> A分别为上、下游断面的过水断面面积（m2）;

4、各项水头损失的计算如下：

（1）沿程水头损失的计算公式为

式中：0 —吼道断面中心半径（m）

计算结果，须满足下列条件:

h B、a

H v—水的气化压强水柱高（m m=n2=n;

也x 'n2v2

R473

2 2

n 2V2

R4/3

（2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为:

'v；V2 ' -

hs= hc+hf =f c———+ if L

Q 2g丿

5、前池虹吸式进水口的设计公式

（1）吼道断面的宽高比：b o/h o=1.5 —2.5 ;

（2）吼道中心半径与吼道高之比：r o/h o=1.5 —2.5 ;

（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A/A0=2 — 2.5 ;

（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A0/A M=1—1.65 ;

（5）吼道断

面底部高程（b点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m

（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7 —0.9 ;

6、最大负压值出现在吼道断面定点a处，a点的最大负压值按下式确定：

“2P/

h B、a 二w h°—、h w -

2g

式中：前池内正常水位与最低水位之间的高差（m；

h o —吼道断面咼度（m）;

h w —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m）;

*

P /—因法向加速度所产生的附加压强水头（m）

0.2m；

式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（ m ）；

最小淹没深度S,可按下式估算：

S/h 。=（1~1.75） F 0 式中：F o —吼道断面的水流弗劳德数， F ° gh o 。

虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现： （1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型； （2 ）自发动； （3 ）水力真空装置； （4 ）水箱抽气装置。

断流装置常采用真空破坏阀。在已知

h B a 值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算:

式中：亠一真空破坏阀系统的流量系数；

■ '3

—真空破坏阀的断面面积（怦）；

人 嘉一分别为水河空气的密度。

7、水库蓄水容积 1、 总库容估算公式

（1）根据库区尺寸初佑： V=BLH/K

V —水库总库容，io 4 m （万立米）。

B —坝址处的河谷宽度（相当于坝顶的部仪），m 。 L —蓄水后库区延伸长度（回水长度），km （公里）。 H —最大坝前水深，m

K —按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数： 1:10 时，K=32; 1:5时，K=27

（2）根据淹没面积初估： V=HA/K

V —水库总库容，1o 4・m （万立米）。

A —库区最大水面面积（淹没面积），亩。 K —按以下原则采用的系数：

库底平坦 K=25~30 , 库底坡度陡 K=30~38 2、 有效库容估算公式： V=ChoF

V —水库有效库容，1o 4・m （万立米）。

ho —多年平均径流深（查《水文手册》），mm 毫米）。

2

F —水库集雨面积（流域面积），km （平方公里）。 C —按以下原则采用的系数：

水库为不完全年调节

C=O.2~0.4