大和水闸过闸流量分析_吴门伍
闸孔出流水力分析与计算图文讲义PPT
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
（二）弧形闸门
0.685 0.19 e
H
适用于
0.1 e 0.75 H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务4 底坎为曲线型实用堰的闸孔出流水力分析与计算
实用堰上的闸孔淹没出流
Q Be 2g（H0 hs )
0.67 2.5
H
堰顶水头H
堰顶厚度
堰高P、P1
2.5 10
H
返回
项目八 闸孔出流水力分析与计算
插入图片
宽顶堰底坎
返回
项目八 闸孔出流水力分析与计算
插入图片
实用堰底坎
返回
H
宽顶堰流 2.5 10
H
堰流
共同点 重力起主要作用；
h j为主， h f 忽略不计。
底坎为宽顶堰
e 0.65 孔流
H
e 0.65 堰流
H
底坎为实用堰
e 0.75 孔流
H
e 0.75 堰流
H
项目八 闸孔出流水力分析与计算
任务1 孔口出流水力分析与计算
二、恒定孔口出流
１、恒定薄壁小孔口的自由出流
Q Be 2gH0
(0.97
0.81180
)
(0.56
0.81180
水闸工程量计算案例
水闸工程量计算案例
水闸工程量计算是指对水闸工程的各项工程量进行测算和计算，以确定工程所需的材料、人工和设备的数量，为工程的设计、施工和投资提供依据。下面是水闸工程量计算案例的十个实例：
1. 泄流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的泄流量。泄流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
2. 进水流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的进水流量。进水流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
3. 水闸尺寸计算：根据设计要求和水闸的功能，计算水闸的尺寸。水闸尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门尺寸等因素。
4. 闸门数量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸所需的闸门数量。闸门数量的计算需要考虑水闸的功能、流量要求等因素。
5. 闸门尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的尺寸。闸门尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门数量等因素。
6. 闸室尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸室的尺寸。闸室尺寸的计算需要考虑水闸的功能、闸门尺寸、闸门数量等
因素。
7. 闸门重量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的重量。闸门重量的计算需要考虑水闸的材料、尺寸、密度等因素。
8. 闸门运行力计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的运行力。闸门运行力的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门重量等因素。
9. 闸门启闭时间计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的启闭时间。闸门启闭时间的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门运行力等因素。
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力计算
水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制和调节河流、水渠等水体
的水位和流量。水闸的过流能力计算是设计和运行水闸的重要环节，它能
帮助工程师了解水闸的性能和能否满足流量要求。本文将介绍水闸过流能
力计算的基本原理和方法。
一、水闸过流能力的定义
水闸的过流能力是指水闸在特定的流量条件下能够承受的水流量。水
闸的过流能力通常由设计流量来确定，该设计流量是根据该水闸所在水体
的流量特征以及相关工程需求来确定的。
二、水闸过流能力计算的基本原理
水闸的过流能力计算一般采用流量方程来进行，该方程描述了水流通
过水闸的流动情况。根据连续性方程和水力学基本原理，可以得到如下方程：
Q=CHH^b
其中，Q表示流量，C表示局部阻力系数，H表示水头，b表示方程中
的指数。该方程根据实际情况和经验关系，可以选择不同的局部阻力系数
和方程指数，从而适应不同的水闸类型和工程要求。
三、水闸过流能力计算的方法
1.经验公式法
经验公式法是一种常用的水闸过流能力计算方法，根据水闸的类型和
结构特点，选择相应的经验公式进行计算。这些经验公式的形式多种多样，
如：勒库泽公式、鲁多尔夫公式等。这些公式一般是基于实际水利工程的试验数据得出的，因此在一些情况下可以提供相对准确的结果。
2.物理模型试验法
物理模型试验法是通过建立具有相似关系的模型，对水闸的过流能力进行试验来计算。该方法需要进行大量的试验和测量工作，因此在实际工程中一般用于对特殊或关键水闸的过流能力进行验证和确认。
3.数值模拟法
数值模拟法是通过使用计算机模拟水流在水闸中的运动过程，来计算水闸的过流能力。该方法基于数学模型和流体力学原理，通过对水流进行网格离散和边界条件设定，采用数值方法求解流动方程，从而得到相应的流量计算结果。数值模拟法在计算精度和计算效率方面较高，因此在现代水利工程计算中得到了广泛应用。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例
一、资料和任务
某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务。汛期当邻闸泄洪流量达5000米3
/秒时，本闸开始泄洪。
根据工程规划，进行水力计算的有关资料有： 1． 1． 水闸宽度设计标准。
（1）设计洪水流量为1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米； （2）校核洪水流量为1828米3/秒，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。 2.消能设计标准
因水闸通过设计洪水流量时，上下游水位差很小，过闸水流呈淹没出流状态，故不以设计洪水流量作为消能设计标准。现考虑汛期邻闸泄洪流量为5000米/3
秒时，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，可作为消能设计标准，其相应的上游水位为5.50米，下游水位为2.50米，并规定闸门第一次开启高度e =1.2米。
3.闸身稳定计算标准（考虑闸门关闭，上下游水位差最大的情况）。 （1）设计情况：上游水位为6.50米，下游水位为-1.20米； （2）校核情况：上游水位为7.00米，下游水位为-1.20米。
4.水闸底板采用倒拱形式，底板前段闸坎用浆砌块石填平。为了与河底高程相适应，闸坎高程定为-1.00米，倒拱底板高程为-1.50米。
5.闸门、闸墩及翼墙型式：闸门为平面闸门，分上下两扇。闸墩墩头为尖圆形，墩厚d 。=1米。翼墙为圆弧形，圆弧半径r =12米。
6.闸址处河道断面近似为矩形，河宽0B =160米。
7.闸基土壤为中等密实粘土。
8.水闸纵剖面图及各部分尺寸见图1。 水力计算任务：
1.确定水闸溢流宽度及闸孔数；
2.闸下消能计算；
水闸过流和闸宽计算
水闸过流和闸宽计算
水闸过流和闸宽计算是水利工程中非常重要的计算内容之一、水闸是用于控制水流的流量和水位的工程设施，能够实现水流的阻断或调节。而水闸过流和闸宽的计算则关系到水闸的设计和运行，是水利工程设计、施工和管理中必不可少的内容。
一、水闸过流计算
水闸过流计算是指在已知水位差和水闸几何参数的情况下，计算水闸流量的过程。根据水闸的型式和不同的流量计算公式，水闸过流计算方法也有所不同。
1.矩形槽水闸过流计算：
矩形槽水闸是指水闸闸门槽的横截面为矩形形状的水闸。根据斯吕瓦特兹公式，可以计算矩形槽水闸过流量Q的公式为：
Q = Bh √2g (2gh + h²)⁽¹/²⁾
其中，Q为过流量，B为闸门槽底宽，h为水位差，g为重力加速度。
2.梯形槽水闸过流计算：
梯形槽水闸是指水闸闸门槽的横截面为梯形形状的水闸。根据斯吕瓦特兹公式，可以计算梯形槽水闸过流量Q的公式为：
Q = ξBh √2g (2gh + h²)⁽¹/²⁾
其中，ξ为梯形槽的修正系数，一般取值为0.65、其他参数的含义同上。
3.圆柱管水闸过流计算：
圆柱管水闸是指水闸闸门槽为圆柱管形状的水闸。根据圆柱管的流量计算公式，可以计算圆柱管水闸的过流量Q的公式为：
Q = πr² √2gh
其中，r为圆柱管的半径，其他参数的含义同上。
以上是一些常见的水闸过流计算方法，还有其他类型的水闸过流计算方法可以根据实际应用情况进行选择。
二、水闸闸宽计算
水闸闸宽计算是指在已知水位差和水闸流量的情况下，计算水闸的闸宽的过程。水闸闸宽的计算方法与不同的水闸类型和形式有关。
闸门水力计算说明
水闸水力计算说明
一、过流能力计算
1.1外海进水
外海进水时，外海水面高程取5.11m,如意湖内水面高程取l.Omo中间三孔放空闸，底板高程为-4. Om,两侧八孔防潮闸底板高程为2.0m,每孔闸净宽度为10mo
表2 内海排水时计算参数特性表
1.1.1中间三孔放空闸段
a.判定堰流类型
H 9.11 -
式中8为堰壁厚度，H为堰上水头。
2. 5V5.27V10,为宽顶堰流。
b.堰流及闸孔出流判定
e 5
=0. 549^0. 65,为闸孔岀流。
式中，e为闸门开启高度，H为堰、闸前水头。
C.自山出流及淹没出流判定
闸孔出流收缩断面水深he二e le=5. 0X0. 650=3. 25m。
式中，e为闸门开启高度，为5.0m；
£1为垂向收缩系数，查《水利计算手册》（2006年第二版）中表3-4-1得0. 650o
收缩断面处水流速为
0.95x72x9.81x(9.11-3.25)
=10.19m/So
式中，“为闸孔流速系数，查《水利计算手册》（2006年第二版）中表3-4-3,取0.95；
H0为闸前总水头,为9. 11m；
he为收缩断面水深。
收缩断面水深he的共觇水深
he” 二
=6. 83m；
下游水深ht=5. Om<hc" =6. 83m,故为自由出流。
d ・过流量计算
根据闸孔自山出流流量计算公式 Q1 二
“0 加
0.503x30x5x72x9.81x9.11
=1008. 71m3/so
式中，口0为流量系数，平板闸门流量系数可按经验公式
口0二0・ 60-0. 176
e
71
二0. 60-0. 176X0. 549=0. 503；
水闸过流能力验算
水闸计算
淹没系数 流量系数 渠道水深 流速 闸前水深 0.655321 0.385 0.98 0.64 1.03 0.655321 0.385 0.98 0.64 1.03 0.655321 0.385 0.98 0.64 1.03 0.481027 0.385 0.98 0.64 1.000877 0.481027 0.385 0.98 0.64 1.000877 0.481027 0.385 0.98 0.64 1.000877
2.445 1.180263 1.770394
0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ20877
1.8 0.016667 1.666667 1190
水闸计算
流量 闸宽 侧收缩系数 上游渠道一半水深处的宽度 1.655289 1.5 0.944631778 2.352354 0.85403 0.8 0.913825053 2.352354 1.302606 1.2 0.929205587 2.352354 5.061385 5 1.232391469 2.352354 6.579823 6 1.33509524 2.352354 8.301121 7 1.443736664 2.352354
40m水闸过闸流量计算
40m水闸过闸流量计算
水闸过闸流量计算是指通过测量水闸上下游水位和闸门开度等参数，
计算出单位时间内流经水闸的水量。一般来说，水闸过闸流量计算可分为
定量法和估算法两种方法。
定量法是指通过实际测量水闸上下游水位、闸门开度和闸门形状等参数，然后根据水力学原理进行计算的方法。该方法通常精确度较高，适用
于较复杂的水闸和较大的流量。下面将介绍一种常用的定量法，广义速度
面积法。
首先，需要测量水闸上下游的水位。一般在水闸上下游设置水位观测点，通过水位计等设备实时监测水位变化。然后，需要测量闸门开度。闸
门开度是指闸门的有效宽度，可以通过物理测量或者直接获取的方式得到。最后，需要测量闸门形状。闸门形状是指闸门在距离闸门上游和下游一定
距离的位置上的断面形状，可以通过物理测量或者查找相关资料得到。
在获取了上述参数后，就可以根据广义速度面积法进行计算。广义速
度面积法是基于连续性方程的原理，即单位时间内流过闸门的水量等于闸
门上游和下游面积之差与时间之积。根据水力学知识，可以得出流量计算
公式如下：
Q=A×V
其中，Q表示单位时间内流过闸门的水量，A表示闸门上游和下游对
应断面积之差，V表示闸门上游和下游的平均流速。
闸门上游和下游的平均流速可以通过速度曲线法、探针法或者其他水
文测量手段进行测量。一般来说，上下游的平均流速可以取多个测点的平
均值。
最后，将上述参数代入计算公式，即可得到水闸过闸流量的计算结果。
除了定量法外，还可以使用估算法进行水闸过闸流量的计算。估算法
是指根据经验公式或者统计关系，通过测得的少量参数进行估算的方法。
水闸过流能力计算
闸孔净宽 …………… ……… b0=
中闸孔侧 收缩系数
来自百度文库εz=
堰流侧收 缩系数
ε=
51.935
0.956 46.233
上游河道
一半水深处
的宽度…
6
m bs=
0.924
6 14 0.964
中闸墩厚 度………… …………… dz= 边闸墩厚 …………… ………… m bb=
流速水头
m V0^2/2/g= 计入行近
流速水头的 堰上水深
m H0=
0.738
0.013 3.813
淹没出 流过流能力 Q= 2、当 hs/H0>0.9
综合流 量系数 μ0=
淹没出 流过流能力 Q=
附：侧收缩 系数计算 1、单孔闸
闸孔净宽 …………… ……… b0=
堰流侧收 缩系数
ε=
2、多孔闸
一、输入参 数
闸孔总净 宽………… …………… B0= 上游水位 …………… ………… H
上= 底板高程 …………… ……… H上
底= 下游水位 …………… ………… H
上= 下游底高 程………… ……… H下
底=
平底宽顶堰过流能力计算
6 2 -1.8 1.75
重力加速 度………… …………… m g=
上游行进 流速……… m ……V0=
水闸安全鉴定复核计算分析报告
水闸安全鉴定复核计算分析报告
目录
1工程概况 (1)
1.1******闸基本情况 (2)
1.2流域特征 (2)
1.3水文气象特征 (2)
2基本情况 (3)
2.1建筑物级别 (3)
2.2设计标准 (3)
2.3地基情况 (3)
2.4工程现状 (4)
2.5地震设防烈度 (6)
2.6安全检测 (6)
3复核计算成果及分析评价 (7)
3.1水文基本资料 (7)
3.2防洪、除涝标准 (7)
3.3抗滑稳定验算 (7)
3.4水力验算 (8)
4．水闸安全状态综合评价和建议 (12)
1工程概况
1.1******闸基本情况
***闸位于*****中游xx乡***村西北处，该闸于xx年xx 月动工兴建，xx年xx月建成投入使用。该闸1孔，孔净宽3m，闸墩厚0.8m。无启闭机房，建闸处控制流域面积12.0km2。闸室长3m，闸底板基础底面高程为80.00m，闸底板基础顶面高程为81.00m，涵洞为过堤平板型涵洞，洞长13.5米，洞高3米，涵洞的洞身与洞底均用浆砌石砌筑，洞顶为现浇钢筋砼板。消力池长4.75m，深0.8米，消力池底厚度为0.5米，海漫长7.5米，宽3米。上下游翼墙为重力墙式浆砌块石。闸墩顶高程为88.00m，启闭机梁顶高程为88.30米。该闸设计防
洪标准为十年一遇，防洪流量为27.85m3/s，设计除涝标准为五年一遇，除涝流量为14.4m3/s，设计除涝面积为1.8万亩，实际除涝面积为1.8万亩，是一座以排涝、防洪为主的小（1）型排水闸。1.2流域特征
******闸闸址以上汇流面积12.0km2，河道长度7.6km，河道平均比降1：2000。流域内海拔高程80～104m，地形为平原区，以黄粘土为主，主要农作物为小麦、玉米、红薯。
水闸设计过水流量和水闸设计规范毕业论文
水闸设计过水流量和水闸设计规范毕业论文
1 工程概况
1.1 基本资料
新东港闸是一座拦河闸，防洪保护农田45万亩。设计灌溉面积5.3万亩。设计排涝面积40万亩。起着引水灌溉和防洪排涝的重要作用。
1.1.1 建筑物级别
根据水闸设计过水流量和水闸设计规范（SL-265-2001）的平原区水闸枢纽工程分等指标知本工程规模属于中型，其建筑物级别为3级。
1.1.2 孔口设计水位
孔口设计水位组合见表1-1。
表1-1 孔口设计水位组合表
1.1.3 消能防冲设计
消能防冲设计水位组合见表1-2。
表1-2 消能防冲设计水位组合表
1.1.4 闸室稳定计算
闸室稳定计算水位组合见表1-3。
表1-3 闸室稳定计算水位组合表
1.1.5 地质资料
本拦河闸持力层为局部含砂砾，含铁锰质结核及砂礓的棕黄夹灰色粘土、粉质粘土，可塑—硬塑状态，中压缩性，直接快剪c=55kPa ，φ=17°。地基允许承载力220kPa 。
1.1.6 回填土资料
回填土采用粉砂土，其内摩擦角17,0c ϕ==，湿容重3
/18m kN ，饱和容重为
3/20m kN ，浮容重3
/10'm kN =γ。
1.1.7 地震设计烈度
地震设计烈度：7。
1.1.8 其他
上下游河道断面相同均为梯形，河底宽分别为40.0m ，河底高程4.2m ，边坡1:2.6。河道堤顶高程与最高水位相适应。两岸路面高程相同8.2m 。交通桥标准：公路Ⅱ；双车道。
1.2 工程概况
东新港闸主要作用是引水灌溉和防洪排涝。该闸为开敞式钢筋混凝土结构，共5孔，每孔净宽 6.0m 。闸墩为钢筋砼结构，边墩和中墩厚为 1.0m ，缝墩厚 1.2m ，闸室总宽36.40m 。闸底板为砼结构整体式平底板，顺水流方向长16.0m ，底板厚1.5m ，顶高程与河底同高为▽4.20m 。钢筋砼铺盖长18.0m ，厚0.5m ，顶高程▽4.20m ；下游消力池为钢筋砼结构，厚0.8m ，池长19.0m ，顶高程▽3.5m 。海漫前1/3浆砌块石结构；后2/3干砌石结构，并设有混凝土格埂，长21.0m 。公路桥为C25钢筋砼斜空心板结构，公路桥标准：公路Ⅱ，双车道，桥面高程▽9.64m ，桥面宽8.0m ，两边人行道为0.8m 。工作桥为钢筋砼π梁式结构，且在上面建房子。工作桥桥总宽3.9m ，启闭机房墙厚0.24m,机房净宽3.42m 。纵梁高0.6m ，宽0.4m ；横梁高0.4m ，宽0.25m 。闸门为露顶式平面钢闸门,门顶高程▽8.7m 门底高程▽4.2m 。在闸门上游侧设有胸墙，胸墙顶高程▽11.0m ，胸墙底高程▽8.5 m 。采用2×16 t 双吊点卷扬式启闭机5台套，上、下游翼墙均为反翼墙；上游翼墙分为5段；下游翼墙分为4段。上游翼墙后回填土高程9.5m ；下游翼墙回填土高程7.5m 。闸室左右岸通过扶壁式岸墙、引桥连接，岸墙墙厚0.6m ，扶壁厚0.4m ，底板厚0.6m 。闸室段共分两道墩缝，左边孔、右边孔各为一联；中孔各为三联。上游段岸墙上建楼梯间，其下部做成沉箱式基础。胸墙采用板粱式结构，胸墙面板厚度为25cm ，上梁高度60cm ，下梁高度75cm 。排架采用实体式支墩结构，上游段支墩顶高程▽14.5m ，
闸孔出流汇总
d源自文库
解题步骤
式中： t 2.5 3600s 9000s
H1 3 m
πD 2 3.14 (10m)2 A 0 78.5 m 2 4 4
代入已知条件解得：H 2 0.247m
V ( H 1 H 2 ) A 0 ( 3 m 0.247m ) 78.5 m 2 216.11m 3
设计流量。对于降低护坦式消能池来说，池深 d 的
ht ) 的增大而增大，故池深 d 的最大值 计算值随 ( hc
ht ) 的最大值。即 ( hc ht ) 为最大时的相 对应于 ( hc
应流量就是池深 d 的设计流量。选择的方法是：
讨
论
在流量 Q 的变化范围内选取几个 Q 值，分别计
e
hc
ht
解题步骤
收缩断面水深与闸门开度有关，其大小为
hc 2 e
其中 2为平板闸门的垂直收缩系数，可由平板闸门 的垂直收缩系数表查得。
e 0.5 m 0.125 时，查得 2 0.617 当 H 4.0 m
因此, 收缩断面水深 hc= 0.617×0.5 m = 0.309 m
堰流出流公式 Q m 2 g H 0 3 2 计算流量大小, 32 流量 Q 与闸前水头H0的2/3次方 ( H 0 )成正比。
讨 论
2. 随着闸门开度的改变，水闸的泄流量 Q 及下 游水深 ht 随之变化；闸下收缩水深 hc 及其共轭水 也相应改变。若闸下游为远驱式水跃需进行 深 hc 消能池设计时，应如 何选取消能池的设计流量？ 消能池通常选取最不利情况所对应的流量作为
水闸泄流计算范文
水闸泄流计算范文
水闸泄流是指水闸在开度情况下，单位时间内通过闸孔的水量。计算
水闸泄流需要考虑多个因素，包括闸孔的尺寸、开度、水头以及闸孔的压
力等。下面将详细介绍水闸泄流的计算方法。
首先，我们需要了解一些基本概念。水闸是一种过水结构物，由闸体
和闸孔组成。闸孔是水流通过的通道，控制闸孔开闭的装置可以调节水流量。水头是指两侧水位之差，决定了水流的压力和速度。水流经过闸孔时，存在流量损失，主要包括皮激发损失、弯头损失和闸孔出口速度损失。这
些损失引起了流量的减小。
Q=C×A×H×2g
其中，Q代表泄流量，C为闸门开度系数，A为闸孔面积，H为有效水头，g为重力加速度。
闸门开度系数C是根据水闸的不同类型和开度情况而确定的参数。一
般情况下，经验值可以用来计算C值。根据C值的不同，可以将闸门分为
全开、半开和微开三种情况。
闸孔面积A是根据闸孔尺寸计算得出的，可以根据闸门的长和宽来确定。
有效水头H是指水头减去流量损失导致的水头降。流量损失可以通过
实验或经验公式来计算得出。
具体计算流程如下：
1.根据闸孔的尺寸计算闸孔面积A。
2.根据实际情况确定闸门开度系数C。
3.根据闸门的开度和闸孔面积计算有效水头H。
4.根据公式Q=C×A×H×2g计算泄流量Q。
需要注意的是，闸门开度系数C和闸孔面积A的计算要考虑以下因素：-闸孔尺寸和形状。
-闸门受力情况。
-闸门的开启方式和角度。
此外，还需要注意闸孔的流量损失。闸孔流量损失可以通过实验测量
进行确定，也可以通过经验公式来估计。对于较小的闸门和闸孔，经验公
式更为常用。
总之，水闸泄流计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。通
闸孔出流计算
第八章堰流及闸孔出流
第一节概述
水利工程中为了宣泄洪水以及引水灌溉、发电、给水等目的，常需要修
建堰闸等泄水建筑物，以控制水库或渠道中的水位和流量。堰、闸等泄水建筑物水力设计的主要任务是研究其水流状态和过流能力。
一.堰流及闸孔出流的概念
既能壅高上游水位，又能从自身溢水的建筑物称为堰。
水流由于受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流经过溢流堰顶下泄，其溢流水面上缘不受任何约束，而成为光滑连续的自由降落水面，这种水流现象称为堰流。
水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底板
之间孔口流出，过水断面受闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流现象称为闸孔出流。
二.堰流与闸孔出流的水流状态比拟
堰流与闸孔出流是两种不同的水流现象：堰流时，水流不受闸门或胸墙
控制，水面曲线是一条光滑连续的降落曲线。而闸孔出流时，水流要受到闸门的
控制，闸孔上下游水面是不连续的。
对明渠中具有闸门控制的同一过流建筑物而言，在一定边界条件下，堰流与
闸孔出流是可以相互转化的，即在某一条件下为堰流，而在另一条件下可能是闸
e
孔出流。堰流与闸孔出流两种流态相互转化的条件除与闸门相对开度H
有关外，
还与闸底坎形式或闸门〔或胸墙〕的形式有关，另外，还与上游来水是涨水还是落水有关。经过大量的试验研究，一般可采用如下关系式来判别堰流及闸孔出流。
闸底坎为平顶
e e
为闸孔出流，H
堰H为堰流。
闸底坎为曲线
e e
为闸孔出流，H
堰H为堰流。
式中，H为从堰顶或闸底坎算起的闸前水深，e
为闸门开度。
堰流与闸孔出流又有许多共同点：①堰流及闸孔出流都是由于堰或闸壅
水工建筑物题库含答案
一、填空题（每空1分，共计24分）
1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性和作用分为五级。2．重力坝的稳定分析目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度。3．重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和强度控制条件的最小三角形剖面。
4．当拱坝厚高比（T B/H）小于0.2时，为薄壁拱坝；当厚高比（T B/H）大于0.35时，为重力拱坝。
5．土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置、确定渗流的主要参数（流速和坡降）、确定渗透流量。
6．水闸是由闸室、上游连接段和下游连接段组成。7．按照闸墩与底板的连接方式，闸室底板可分为整体式底板和分离式底板。8．闸底板结构计算，对相对紧密度Dr>0.5的非粘性土地基或粘性土地基可采用弹性地基梁法。
9．正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠组成。
二、判断题(每小题1分，共10分)
1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。( ) 答案：正确
2．溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。( ) 答案：正确
3．如果拱坝封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。( ) 答案：错误
4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部，有时稍偏向上游，以便同防浪墙相连接，通常采用透水性很小的粘性土筑成。( ) 答案：正确
5. 水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元。( )
答案：错误
6. 重力坝的上游坝坡n=0时，上游边缘剪应力的值一定为零。( ) 答案：正确
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力及结构计算计算说明书
审查
校核
计算
***市水利电力勘测设计院
2011 年 08 月 29日
1、水闸过流能力复核计算
水闸的过流能力计算对于平底闸，当为堰流时，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.1规定的水力计算公式：
23
02H g b m Q s εσ=
22
'02ϕg bh Q h H c c ⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=
40
01171.01s
s b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛
-
-=ε 式中：B 0—— 闸孔总净宽，（m ）；
Q ——过闸流量，（m 3/s ）；
H 0——计入行进流速水头的堰上水深，（m ）； h s ——由堰顶算起的下游水深，（m ）； g ——重力加速度，采用9.81，（m/s 2）； m ——堰流流量系数，采用0.385； ε——堰流侧收缩系数； b 0——闸孔净宽，（m ）；
b s ——上游河道一半水深处的深度，（m ）； b ——箱涵过水断面的宽度，m ； h
c 进口断面处的水深，m ；
s
σ——淹没系数，按自由出流考虑，采用1.0；
ϕ——流速系数，采用0.95；
已知过闸流量Q=5.2（m 3/s ）先假设箱涵过流断面净宽确定箱涵过流断面高度，经试算得：
综上，过流断面尺寸为2.5m ×2.0m （宽×高），设计下泄流量Q 为5.2m 3/s ，过流能力满足要求。
2、结构计算
**堤防洪闸均为钢筋砼箱涵结构，对防洪闸进行抗滑稳定、抗倾覆稳定和墙基应力计算。
（1）抗滑稳定计
1）计算工况及荷载组合
工况一：施工完建期，荷载组合为自重+土压力
工况二：外河设计洪水位，荷载组合为自重+土压力+扬压力+相应的闸前闸后静水压力+风浪压力
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2002-07-29
作者简介:吴门伍(1976-),男,四川安岳人,硕士研究生,从事水力学及河流动力学研究.
文章编号:1671-8844(2003)05-051-04
大和水闸过闸流量分析
吴门伍,陈 立,周家俞
(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉 430072)
摘要:
着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在此基础上,根据实验结果,给出了修正的计算公式,检验结果表明所建立的修正公式较适用大和水闸过闸流量的计算.
关键词:水闸;闸孔出流;回流;过闸流量
中图分类号:T V132+.13 文献标识码:A
Analysis of water discharge through Dahe sluice
WU Men -w u ,CHEN Li ,ZHOU Jia -yu
(State K ey Labo rato ry of Water Resources and Hydropower Engineering Science ,
W uhan U niversity ,Wuhan 430072,China )
A bstract :The influence of the channel forms near the sluice 's upperstrem and dow n stream on the flow struc -ture is mainly considered ,i .e .,w hen flows direction of the progressive flow departure the sluice log nitudinal axis ,back flow and asymmetry of the flow throug h the sluice w ill decrease the w ater discharge .The law s of the back flow and its asymmetry that influences the discharge have been analyzed based on the experimental data of Dahe sluice at the Guanlan River .The experimental results show that the modified calc ulation formula of the w ater discharge of Dahe sluice is reasonable and has enough accurac y .
Key words :sluice ;flow out of gate ;back flow ;w ater discharge through sluice 水闸在引水工程、泄水工程、水位流量控制工程中应用广泛.闸孔出流流量的精确确定又是保证工程安全运行、发挥应有效益的关键.
影响闸孔出流流量的因素很多.闸门类型、闸底坎形式、闸门上下游水深及其差值、出孔水流是否受下游水深影响、闸门宽度、闸门开启度、闸上游行近段的河道形态等都将影响闸孔出流量的大小.对于较为平顺的闸孔出流,文献[1]、[2]等都做了一定研究,得到了一些理论公式.但是由于闸孔出流具有很强的三维特征,特别是受到闸上下游行近段的河道形态的影响时,其能量(水头)损失的机理及规律异常复杂,所以目前的研究成果还不能给出
适合所有情形的表达式.
本文采用理论分析与模型实验相结合的方法进行研究,找到影响闸孔出流流量偏离与闸门上下游水位、闸门开启度等因子的关系,建立它们之间的定量关系式.在理论分析的基础上,采用模型实验的方法,模拟了水闸及其上游河道,研究了不同闸前水位、闸门开启度、不同流量条件下水闸实际过闸流量,给出了确定水闸过闸流量的方法.
1 工程概况
大和水闸位于深圳市观澜河上,与提水泵站和观澜水库组成观澜引水工程.由于观澜水库的库容
第36卷第5期2003年10月武汉大学学报(工学版)
Engineering Journal of W uhan U niversity Vo l .36N o .5Oct .2003
不能满足当地工农业用水需要(加高改造后为1800×104m3,改造前仅为900×104m3),因此需要在每年4～10月间,当雨季(暴风雨、台风雨)来临时,根据水质情况水闸下闸蓄水,通过引水渠和提水泵站将水闸内的蓄水抽到观澜水库,为观澜、龙华两镇供水的观澜水厂补充自来水水源.
大和水闸为有坎宽顶堰无胸墙4孔弧形门水闸,水闸长70m,最大闸高为10.5m,闸门尺寸(长×高)为10m×5.3m.其工程特性如表1所示.
表1 大和水闸工程特性
序号名称单位技术指标
1水闸以上流域面积km2118.8
2水闸有效库容104m353.7
3正常蓄水位m40.500
4设计洪水位(P=0.05)m41.000
5校核洪水位(P=0.02)m41.700
6最大泄洪流量m3/s998.0
7泄洪闸门尺寸m10×5.3
8最大闸高m10.500
9水闸长度m70.0
在实际调度运行中,由于大和水闸位于观澜河上,因此在满足引水的同时,还必须考虑观澜河的正常泄洪。当上游来流流量超过提水泵站的引水流量时,水闸必须开启闸门泄洪。闸门的开启度应该在满足泄洪需要的同时,保证提水泵站最大限度地抽水,因此需要准确确定闸门开启度与过闸流量之间的关系,否则就会造成或者水闸开启过大,影响引水工程效率;或者水闸泄洪能力不足,导致洪水漫闸、危及水闸安全及造成水闸上游洪水损失。
考虑到大和水闸的实际运用情况,本文着重研究了大和水闸闸孔自由出流和淹没出流的情况.
2 模型设计及实验
2.1 模型设计
2.1.1 模型设计原则
(1)传统的水闸模型属于水工水力学模型,一般不考虑上下游河道的影响.而本河段由于问题的针对性很强:水闸过闸流量的大小受到上游河道影响比较大,所以在进行模型设计及实验时必须考虑上下游河道.
(2)由于大和水闸属于河道型水闸,必须考虑河道的泄洪问题.而在一定闸门开启度条件下水闸过流能力还受到下游河道水位的影响,因此进行模型设计及实验时还必须留有足够的下游段以控制闸下游水位.
(3)大和水闸总长度为70m,其中过流弧形闸门4个,总宽度为40m;水闸高度为10.50m.考虑到模型制作的精度以及本模型还要考虑上下游河道影响的实际情况,模型应该为正态,河道的河床为定床,其几何比尺确定为50比较合适.
2.1.2 模型比尺计算
针对水闸的实际情况,采用λl=λh=λ=50.
由惯性力重力比相似可以得到流速比尺:
λu=λ1/2l=7.07
由水流连续可以得到流量比尺:
λQ=λlλhλu=17675
其中:λl、λh分别为水平几何比尺和垂直比尺;λ为几何比尺;λu为流速比尺;λQ为流量比尺.
水闸模型采用有机玻璃材料制作,现有的研究成果表明:有机玻璃材料制作的水闸能够满足阻力相似.
河道模型采用混凝土制作.河道地形按照水闸设计使用的1/1000河道地形资料制作.由于缺乏河道水下地形资料,因此模型制作时在2条水边线之间人为塑造出深槽,深槽的深泓高程取低于水闸底板高程0.5m进行制作.
上游河道的模拟范围为包括上游急弯在内的约200m河道.由于缺乏下游河道的地形资料,而且下游主要是控制水位,所以在海漫以下未按照河道地形资料塑造河床,而只是用粗颗粒铺设河床,与尾门一起调节控制下游水位.
2.2 实 验
根据大和水闸的实际运用情况,本实验对于同时开启2闸和同时开启4闸的两种开启状况,有针对性的做了一系列实验,实验组次如表2.
模型由供水系统、流量测量控制系统、河道模型、水闸模型、回水系统组成.模型流量采用精度较高的三角流量堰控制,精度可以达到1%;水位测量采用水位测针,精度为0.01mm(即原型精度为0.5mm);垂线平均流速测量采用M LV-1流速仪.
实验时,当闸门开启度较小的时候,控制水闸下游自由出流;当闸门开启度较大时,由自由出流逐渐过渡到淹没出流.
2.3 实验结果分析
自由出流情况下实际过闸流量与计算值的对比:
(1)无论开度如何,也无论流量大小,水闸实际过流能力小于计算值.
52武汉大学学报(工学版)2003