陡坡水力计算

溢洪道陡坡控制断面的水力计算

析。
制断面亦多为矩形断面，有＝ｑ／ｈ（ｑ — —单宽流量）。对式（１）求导数，并令其等于零，则有：
ｄＥＩｄｈ＝１＋ａＫｑ２１（ｇｈ）－ａｑ：／（ｇｈ。）＝０（２）
交界断面，完成了Ｍ２曲线向Ｓ２形降水曲线的过渡。将此交界断面称为控制断面，控制断面处水流
为临界流，水深为ｈｋ。
Ｋ —— 控制断面水流的平均曲率：重力加速度；
— —
—
—
水深：控制断面水流的平均流速。
运算。得到单位水重控制断面的比能公式：Ｅ＝（１－ａＫｖ）＋ｃ２／（２ｇ）式中：
— —
（１）
简便合理的计算方法以满足工程设计的基本要求。
２现行溢洪道陡坡控制断面水深计算方法分析
１前言
系．但所有实测的点都低于按缓变流方法算出的
Ｋ—
在溢洪道陡槽水力设计中。水面线的计算确定是主要的任务之一。而其水面线的计算首先要确定
陡坡起始断面水深（即控制断面水深）。现行的水力学教材及相关规范介绍的计算方法￣１－２］，不论溢洪道的控制建筑物是堰、闸、堰闸结合还是无控制建筑物，其陡坡控制断面水深都是以一般缓变流临界水
由于一般认为溢洪道控制断面处水流弯曲起主要作用，式（１）忽略了惯性力的影响，同时溢洪道控

跌水与陡坡

第六章
跌水与陡坡
3）平底胸墙孔口泄流计算
Q ab 2 gH 0 , a为孔口高度，b为孔口总净宽。对于胸墙底缘为1/4圆弧（半径为R），当 R 0.33时，采用下面公式： a
=0.615-0.23
a a R 0.75 0.5 （1-11 . ）（） H0 H0 H0
对于梯形缺口淹没泄流，可采用公式：
3 a a Q M 没 b平均 H 2，其中，M 没 M（1.1 - 0.1 ）（ 4.0） an an
a为淹没度， an 为极限淹没度，a H下 - P H下为下游渠道水深，P为跌水跌差
第六章
跌水与陡坡
二、闸门控制段的水力计算主要任务：确定闸孔数量和闸孔尺寸 1.堰流计算
解：应用试算法先假设b 平均 1.8m，代入公式：
M 2.25 - 0.15
计算H 1 和H 2 ：
b平均 H
1.8 2.25 - 0.15 0.716 1.79
H 1 H max 0.025(H max H min ) 1.79 - 0.25 （1.79 - 0.716） 1.521m H 2 H min 0.025(H max H min ) 0.716 0.025 （1.79 - 0.716） 0.985m
第六章
跌水与陡坡
2.菱形陡坡（图p140）布置形式：上部扩散下部收缩，在平面上呈菱形。在收缩段的边坡上设置导流肋。作用：减轻了对下游的冲刷。 3.陡坡段的人工加糙（图p140）作用：对促使水流紊动扩散，降低流速，改善下游流态及消能均起着重要作用。加糙形式：有交错式矩形糙条、单人字形槛、双人字形槛、棋布形方墩等。

陡坡水力计算
一、陡坡的纵横断面
陡坡段的主要水力特性是陡坡急流。流速高,紊动剧烈，惯性大，对边界条件的变化敏感。
陡坡纵断面，工程上常用1:2.5~1:5.0，软基上缓一些，岩基陡一些，应满足下式：
式中:矩形和梯形，土基上多为梯形，岩基上多为矩形，碎破程度较高的岩基也可为梯形。
式中：P为陡坡段总落差，m；
为陡坡的坡度
1、渠道小陡坡水力计算
陡坡为矩形断面，消力池为矩形断面，进口为扭坡。
（1）进口宽度计算
进口宽bc按下式计算：
(2)出口消力池深度计算
消力池深度按下式计算：
取 =1.0
陡坡、消力池为梯形，消力池深度按下式计算：
陡坡宽度需考虑消力池特性。主要控制消力池来流弗汝德数，其值应大于2.5，最好大于4.5.原因是小于2.5，消能率太低，在2.5~4.5之间消能率不高，在4.5~9.0之间消能率较高。一般底宽大，弗汝德数大，有利于消能。
二、陡坡水力计算
渠道上的陡坡，底坡都大于临界底坡，陡坡为急流，水面为b2型降水曲线。大落差长陡坡，降水曲线在陡坡途中结束，其后水流一般接近均匀流，末端水深等于均匀流水深，陡坡长度按下式计算：

水力计算及实例讲解

p dv 0.25 Q 2 T 6 K 6.9 10 ( 192 .2 ) l d Q d 5 T0
⑵铸铁管：
1 dv λ 0.102236 ( 5158 ) 0.284 d Q p dv 0.284 Q 2 T 6 1 6.4 10 ( 5158 ) 5 l d Q d T0
λ 0.03
Re 2100 65 Re 10 5
p 11 .8Q 7 10 4 dv Q 2 T 6 1.9 10 (1 ) 5 l 23Q 10 5 dv d T0
3、湍流状态（Re＞3500） ⑴ 钢管（PE管计算公式同钢管）：
λ 0.11(
K 68 0.25 ) d Re
1、设备负荷计算。要根据燃气压力、温度、热值换算工况流量。需要注意的是标准状态的定义。商业贸易中所说的标准状态一般是“20℃、1标准大气压”，而 “0℃、1标准大气压” 的标准状态的概念是用在实验室里的，这就需要在引用基础参数时查看当地供气公司提供的燃气参数的标注状态。同时我们计算用的热值应是燃气低热值，而非高热值，两者的区别就是：高热值多了燃烧产物冷凝成液态所放出的热量，目前这部分热量在日常生活中是不能利用的，所以在负荷计算中不能套用高热值。故公式计算中基准参数： T0＝273＋20＝293K， P0＝101.325×103Pa，燃气热值为低热值。
P 2 P22 dv 0.284 Q 2 T 9 1 1 1.3 10 ( 5158 ) L d Q d 5 T0
式中 P1—燃气管道起点压力（绝压KPa）； P2—燃气管道终点压力（绝压KPa）； Lபைடு நூலகம்燃气管道的计算长度（Km）。
水力计算注意事项
水力计算的目的就是选择合适的管径、设备来满足管线上所有用气设备的正常工作，即在经济、合理的前提下满足用气设备的压力和流量要求。水力计算书包括两方面内容： 1、管径选择计算； 2、设备选型计算。民用户一般直接套用水力计算图表即可，小于 2000户的负荷多采用燃具同时工作系数法来确定计算流量，大于2000户的多采用高峰系数法来确定计算流量。

流域坝系陡坡水力计算

陡坡水力计算a 、临界水深矩形断面临界水深按下式计算：32k g αq h =式中：k h —临界水深，m ；α—流速分布不均匀系数，可取1.1；q —陡坡单宽流量，m 3/（s.m ）；g —重力加速度，可取9.81m/s 2。

b 、正常水深正常水深按明渠均匀流公式计算：Ri ωC Q =式中：Q —陡坡最大泄洪流量，m 3/s ；ω—断面过水面积，m 2，对于矩形形ω=bh 0； b —陡坡底宽，m ；h 0—正常水深，m ；C —谢才系数，611R n C =；R —断面的水力半径，m ，为过水断面面积与湿周的比值，R=ω/χ；χ—湿周，即过水断面内水流与卧管接触线的长度，m ，矩形断面2h b χ+=；i —比降，比降视其地形地质条件，一般为1/3—1/5； n —糙率，0.017。

c 、水面曲线计算陡坡降水曲线随它本身长度和陡坡长度的不同，产生两种情况：一种是降水曲线长度小于陡坡长度，即降水曲线在陡坡中途结束，水深在此以下逐渐接近等速流，陡坡末端水等于正常水深；另一种是降水曲线大于陡坡长度，陡坡末端水深按明渠惭变流公式计算。

陡坡水面曲线采用逐段累计法计算，这种方法首先假定第一断面（即陡坡起始断面）水深为临界水深，然后向下按递减假定第二、第三¨¨¨直至末端段面水深，用下式求出相邻两段面间的斜距，最后把计算的斜距累加，与陡坡长比较。

J)ΔL(i )2gV α(h )2g V α(h 21212222-=+-+ 式中：h 1—断面1的水深，m ；V 1—断面1的平均流速，m/s ；α1—断面1流速不均匀系数；g —重力加速度，可取9.81m/s 2；h 2—断面2的水深，m ；V 2—断面2的平均流速，m/s ；α2—断面2流速不均匀系数；△L —1、2两断面间距离，m ；i —陡坡坡度；J —平均水面比降)J (J 21J 21+=，任意断面的水面坡降按下式计算：34222R ωQ n J。

水力坡度

水力坡度两相流中固体物料一般在紊流中输送，其悬浮程度主要取决于紊流扩散有关的浆体流速同时某一压力下，浆体在管道流动中必须克服与管壁产生的摩擦力和湍流时层间的阻力，统称摩擦阻力损失，也即水力坡度水力坡度，又称比降（WATER SURFACE SLOPE OR GRADIENT）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

如河道上A、B两点的距离为100公里，B点的水位比A点高20米，则水力坡度为万分之二（20米除以100公里，即20米除以100，000水力坡度，又称比降（WATER SURFACE SLOPE OR GRADIENT）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

在水力学中，水力坡度表明了实际液体沿元流单位流程上的水头损失，水力坡度也就是总水头线坡度。

它是单位重量液体沿流程单位长度上的机械能损失。

什么是水力坡度？可以用形像生动的语言描述一下吗？，“比降”就是上游水位减去下游水位的差，再除以两点间的距离。

比降越大，水位落差越大。

“长江三峡两岸都是高山峡谷，这对江水有较大的控制作用，使这一段江水的比降比平原型水库高得多，达到千分之一点九至千分之三左右，因此高峡平湖其实不平。

”水力坡度，又称比降（ＷＡＴＥＲＳＵＲＦＡＣＥＳＬＯＰＥＯＲＧＲＡＤＩＥＮＴ）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

如河道上Ａ、Ｂ两点的距离为１００公里，Ｂ点的水位比Ａ点高２０米，则水力坡度为万分之二（２０米除以１００公里，即２米除以１００，０００米。

）国外常用另一种表示方法，称每１００公里升高２０米）。

在自然状态下，在没有葛洲坝大坝时，从重庆到宜昌的平均水力坡度为万分之２．３，即１００公里长度中有２３米的水位差。

三峡水库的防洪库容是在大坝处海拔１４５米到１７５米之间的库容，当大坝处蓄水至海拔１７５米时，大坝上游的水位不是１７５米，而是高于１７５米，距大坝越远，水位增高越大。

消力井、陡槽水力计算

陡槽水力计算———参考《中小型水库设计》中册
以下进行水面曲线计算:
(一) 渐变槽计算
2
由公式Э
因Э1+iL与Э2+h f很相近，说明假设的 h2= 1.652米是合适的。

(二) 陡槽计算
4 陡槽流速及掺气水深
当陡槽中流速大于允许不冲流速时陡槽应采取以下措施：
（1）采用较高的混凝土衬砌；
（2）减缓陡槽坡度；
（3）当流量较小时，可采用人工加糙的措施。

(三) 消能计算
1 求第一共轭水深 h、和第二共轭水深 h＂
取陡槽末端水深为第一共轭水深 h、=0.585则ξ、=h、/h k=0.34由公式计算出第二共轭水深 h＂= 3.78h＂/hk= 2.21≤5故适用当h＂＞h b(为下游渠道水深)说明在陡槽末端不会立即产生水跃，需要设置消力池。

2 消力池深度 d的计算
下游渠道水深 (m) h b= 2.00
消力池深度(m)d=σh＂-h b= 2.16
3 消力池长度 L k的计算
因陡槽末端与消力池连接，故可取消力池长度等于水跃长度。

水跃长度的计算：
对于梯形断面渠床，单宽流量可按渠底及水面的平均宽度计算，即
q=Q/b+mh=
B1、B2为水跃前后两断面的水面宽度。

B1=b+2mh、=9.17
B2=b+2mh＂=15.57
水跃长度 L n=5h＂(1+4((B2-B1)/B1)^0.5)=82.11米
故消力池长度取为Lk=82米。

水循环知识：水循环中的陡坡

水循环知识：水循环中的陡坡水循环是地球生态系统中至关重要的一个环节，它是自然界中的一系列复杂的过程，包括水蒸气的升华、水的凝结变成云、雨水的降落、地表径流、地下水的补给和蒸发等。

水循环的过程中，涉及到不同形态和形式的水，其中有一种地形——陡坡，它在水循环中有着重要的作用。

陡坡是地形上的一个重要特征，在水循环中扮演着重要的角色。

陡坡指的是地形高差较大，坡度较陡的山坡或斜坡。

在水循环过程中，陡坡可以影响水的循环和改变水的流动路径。

陡坡上的降雨水会在坡面上流动，形成溪流、河流等，进而形成水系，最终流向大海或高处形成湖泊、沼泽等水域。

在这个过程中，陡坡扮演了重要的角色，它使水流速度加快，流向更加明显，因此在水文循环和生态循环中，陡坡的地形特征会影响许多水文因素，包括降水量、径流量、水的保留时间、水的净变化等。

陡坡对水文循环的影响可以从多个方面进行分析。

首先，陡坡的高差较大，坡度较陡，导致了水在陡坡上流动速度加快。

在连续的弯道中，水会形成瀑布、瀑布或其他水的形式，加剧了水的流动，并增加了水的能量。

这一点对于河流或流水水域（如溪流、小河等）尤为重要，因为水流的快慢和不同的纵向降落，会对其所经过的地形产生不同的冲击力。

其次，在陡坡上，因为水流速度加快，水的冲刷力大，容易形成沟谷，造成土壤侵蚀和水土流失。

这对于水文循环和生态环境产生了负面影响，因为它使水的保留时间缩短，土壤质量下降，使陡坡上的生物栖息地遭受破坏。

如果沟谷发展到一定阶段，就必须采取相应的治理措施，如植被覆盖、垂直措施等，以保护土地和水的循环。

陡坡还可以影响水文循环的渗透性。

陡坡通常是由坡面和坡脚组成，坡脚部分处于低洼地带，通常容易积水。

如果土地在坡脚上被开垦或大量采伐，将会影响到水的渗透性和路径，使水很容易积聚并无法真正进入地下水层中。

由于地球表面流水的时间相对很短，这使得水更难被地面吸收，且增大了同时就会使地下水紊流增多。

因此，陡坡的土地使用和环保状况对水文循环的影响是极大的。

水力坡度

水力坡度两相流中固体物料一般在紊流中输送，其悬浮程度主要取决于紊流扩散有关的浆体流速同时某一压力下，浆体在管道流动中必须克服与管壁产生的摩擦力和湍流时层间的阻力，统称摩擦阻力损失，也即水力坡度水力坡度，又称比降（WATER SURFACE SLOPE OR GRADIENT）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

如河道上A、B两点的距离为100公里，B点的水位比A点高20米，则水力坡度为万分之二（20米除以100公里，即20米除以100，000水力坡度，又称比降（WATER SURFACE SLOPE OR GRADIENT）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

在水力学中，水力坡度表明了实际液体沿元流单位流程上的水头损失，水力坡度也就是总水头线坡度。

它是单位重量液体沿流程单位长度上的机械能损失。

什么是水力坡度？可以用形像生动的语言描述一下吗？，“比降”就是上游水位减去下游水位的差，再除以两点间的距离。

比降越大，水位落差越大。

“长江三峡两岸都是高山峡谷，这对江水有较大的控制作用，使这一段江水的比降比平原型水库高得多，达到千分之一点九至千分之三左右，因此高峡平湖其实不平。

”水力坡度，又称比降（ＷＡＴＥＲＳＵＲＦＡＣＥＳＬＯＰＥＯＲＧＲＡＤＩＥＮＴ）：河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

如河道上Ａ、Ｂ两点的距离为１００公里，Ｂ点的水位比Ａ点高２０米，则水力坡度为万分之二（２０米除以１００公里，即２米除以１００，０００米。

）国外常用另一种表示方法，称每１００公里升高２０米）。

在自然状态下，在没有葛洲坝大坝时，从重庆到宜昌的平均水力坡度为万分之２．３，即１００公里长度中有２３米的水位差。

三峡水库的防洪库容是在大坝处海拔１４５米到１７５米之间的库容，当大坝处蓄水至海拔１７５米时，大坝上游的水位不是１７５米，而是高于１７５米，距大坝越远，水位增高越大。

流域坝系陡坡水力计算

流域坝系陡坡水力计算流域坝系是指在同一个流域内有多个堰坝依次排列或相互交错的一系列建筑物，起到调节和利用水资源的作用。

流域坝系的设计和计算是保证坝系安全稳定运行的重要工作。

在流域坝系的设计中，陡坡水力计算是一个关键环节。

陡坡水力计算是指在坡降较大、水流速度较快的水力条件下，对水流进行计算分析，为坝系的设计和运行提供相关的水力参数。

陡坡水力计算的主要内容包括流速计算、水力坡降计算、液面计算等。

首先，流速计算是陡坡水力计算的基础。

流速是指单位时间内通过单位面积的水流量，是陡坡水流速度的重要参数。

流速计算涉及到陡坡几何条件、水流量、水流形态等方面的参数，常用的计算方法有曼宁公式、庞德尔-艾略特公式等。

其次，水力坡降计算是陡坡水力计算的关键。

水力坡降是指单位长度内水位的下降高度，反映了水流通过陡坡时的能量损失。

水力坡降计算需要综合考虑河道几何形状、水流速度、流量等参数，常用的计算方法有切比雪夫公式、庞德尔-艾略特公式等。

最后，液面计算是陡坡水力计算的重要内容。

液面是指水流通过陡坡时的水面高度。

液面计算主要考虑到河道几何形状、水流速度等参数，常用的计算方法有流速定深法、丘测公式等。

在进行陡坡水力计算时，需要注意以下几个方面：1.确定坡降较大的段落进行计算，对于长、陡且变化较大的河段，可以采取分段计算的方法。

2.根据实际情况确定计算使用的公式和方法，不同的水体和河道形态可能需要选择不同的计算方法。

3.在计算过程中应考虑坡降、流速、流量等参数的变化情况，尽量保证计算结果的准确性。

4.针对不同的计算参数，可以进行不同的验证和校正，以提高计算精度和可靠性。

总之，陡坡水力计算是流域坝系设计的关键环节，准确的计算结果是保证坝系安全稳定运行的基础。

通过合理选择计算方法和准确确定输入参数，可以得到可靠的计算结果，为流域坝系的设计和运行提供依据。

陡槽水力计算

陡槽水力计算(宽12m)计算公式需输入的数值((Hi+Vi^2/(2*g)-((hi-1+Vi-1^2/(2*g))/L=I-J 流量Q（m3/s）840陡槽底宽B0（m）12陡槽水力坡降I0.5陡槽角度26.565°角度余弦值0.89443陡槽首部水深HL（m）7.301陡槽边坡(m)0陡槽首端过水断面AL（m2）87.612陡槽首端流速VL（m/s）9.587728陡槽长度L（m）88.516陡槽分段数N10分段后每段陡槽长度(m)8.8516陡槽首端湿周X(m)26.602陡槽首端水力半径R(m) 3.293437糙率系数n0.014C值87.12581自上而下第一段计算自上而下第二段计算假设水深H1'（m） 4.037假设水深H2（m） 3.528假设的水位差H1（m）-7.6898假设的水位差H1（m）-4.9348陡槽第一段过水断面A1（m2）48.444陡槽第二段过水断面A1（m2）42.336陡槽第一段流速V1（m/s）17.33961陡槽第二段流速V1（m/s）19.84127陡槽第一段湿周X1(m)20.074陡槽第二段湿周X1(m)19.056陡槽第一段水力半径R1(m) 2.413271陡槽第二段水力半径R1(m) 2.221662糙率系数n0.014糙率系数n0.014 C1值82.72555C2值81.59276平均流速V01(m/s)13.46367平均流速V12(m/s)18.59044平均C值C0184.92568平均C值C1282.15916平均水力半径R01(m) 2.853354平均水力半径R12(m) 2.317467流段平均水力坡度0.008808流段平均水力坡度0.022093公式左值0.491638公式左值0.477996公式右值0.491192公式右值0.477907结果结果实际水深（M） 4.037实际水深（M） 3.528掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!安全超高(M) 1.651155安全超高(M) 1.74903挡墙高度(M) 6.164644挡墙高度(M) 5.693442I-J自上而下第三段计算自上而下第四段计算假设水深H2（m） 3.214假设水深H2（m）假设的水位差H1（m）-4.7398假设的水位差H1（m）陡槽第二段过水断面A1（m2）38.568陡槽第二段过水断面A1（m2）陡槽第二段流速V1（m/s）21.77971陡槽第二段流速V1（m/s）陡槽第二段湿周X1(m)18.428陡槽第二段湿周X1(m)陡槽第二段水力半径R1(m) 2.092902陡槽第二段水力半径R1(m)糙率系数n0.014糙率系数nC2值80.78489C2值平均流速V12(m/s)20.81049平均流速V12(m/s)平均C值C1281.18882平均C值C12平均水力半径R12(m) 2.157282平均水力半径R12(m)流段平均水力坡度0.030455流段平均水力坡度公式左值0.469483公式左值公式右值0.469545公式右值结果结果实际水深（M） 3.214实际水深（M）掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）安全超高(M) 1.822059安全超高(M)挡墙高度(M) 5.415409挡墙高度(M)自上而下第五段计算自上而下第六段计算2.989假设水深H2（m） 2.814假设水深H2（m）-4.6508假设的水位差H1（m）-4.6008假设的水位差H1（m）35.868陡槽第二段过水断面A1（m2）33.768陡槽第二段过水断面A1（m2）23.4192陡槽第二段流速V1（m/s）24.87562陡槽第二段流速V1（m/s）17.978陡槽第二段湿周X1(m)17.628陡槽第二段湿周X1(m)1.995105陡槽第二段水力半径R1(m) 1.915589陡槽第二段水力半径R1(m)0.014糙率系数n0.014糙率系数n80.14312C2值79.6017C2值22.59946平均流速V12(m/s)24.14741平均流速V12(m/s)80.464平均C值C1279.87241平均C值C122.044004平均水力半径R12(m) 1.955347平均水力半径R12(m)0.038593流段平均水力坡度0.046744流段平均水力坡度0.461824公式左值0.452439公式左值0.461407公式右值0.453256公式右值结果结果2.989实际水深（M） 2.814实际水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）1.882147安全超高(M) 1.934357安全超高(M)5.22394挡墙高度(M) 5.080495挡墙高度(M)计算自上而下第七段计算自上而下第八段计算2.672假设水深H2（m） 2.552假设水深H2（m）H1（m）-4.5678假设的水位差H1（m）-4.5458假设的水位差H1（m 断面A1（m2）32.064陡槽第二段过水断面A1（m2）30.624陡槽第二段过V1（m/s）26.1976陡槽第二段流速V1（m/s）27.42947陡槽第二段流速V1（X1(m)17.344陡槽第二段湿周X1(m)17.104陡槽第二段湿周X1(m 半径R1(m) 1.848708陡槽第二段水力半径R1(m) 1.790458陡槽第二段水力半径0.014糙率系数n0.014糙率系数n79.13162C2值78.7105C2值25.53661平均流速V12(m/s)26.81354平均流速V12(m/s)79.36666平均C值C1278.92106平均C值C12R12(m) 1.882149平均水力半径R12(m) 1.819583平均水力半径R12(m)0.055004流段平均水力坡度0.063438流段平均水力坡度0.445176公式左值0.435036公式左值0.444996公式右值0.436562公式右值结果结果2.672实际水深（M） 2.552实际水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）1.980872安全超高(M)2.023516安全超高(M)4.968249挡墙高度(M) 4.87673挡墙高度(M)下第八段计算自上而下第九段计算深H2（m） 2.449假设水深H2（m） 2.3585水位差H1（m）-4.5288假设的水位差H1（m）-4.5163二段过水断面A1（m2）29.388陡槽第二段过水断面A1（m2）28.302二段流速V1（m/s）28.5831陡槽第二段流速V1（m/s）29.67988二段湿周X1(m)16.898陡槽第二段湿周X1(m)16.717二段水力半径R1(m) 1.739141陡槽第二段水力半径R1(m) 1.693007数n0.014糙率系数n0.01478.32993C2值77.97974速V12(m/s)28.00628平均流速V12(m/s)29.13149 C值C1278.52022平均C值C1278.15483力半径R12(m) 1.7648平均水力半径R12(m) 1.716074均水力坡度0.072086流段平均水力坡度0.0809610.427871公式左值0.4189430.427914公式右值0.419039结果深（M） 2.449实际水深（M） 2.3585深（M）0.125504掺气水深（M）0.206964高(M) 2.062876安全超高(M) 2.099809度(M) 4.926437挡墙高度(M) 4.943647自上而下第十段计算假设水深H2（m） 2.278假设的水位差H1（m）-4.5063陡槽第二段过水断面A1（m2）27.336陡槽第二段流速V1（m/s）30.72871陡槽第二段湿周X1(m)16.556陡槽第二段水力半径R1(m) 1.651123糙率系数n0.014 C2值77.65484平均流速V12(m/s)30.2043平均C值C1277.81729平均水力半径R12(m) 1.672065流段平均水力坡度0.090101公式左值0.41072公式右值0.409899结果实际水深（M） 2.278掺气水深（M）0.265455安全超高(M) 2.134703挡墙高度(M) 4.947031。

b2型水面曲线在陡坡水面线计算中的应用

b2型水面曲线在陡坡水面线计算中的应用关华平（云南省丽江市水利水电勘测设计研究院674100）摘要：本文介绍了b2水面曲线在陡坡水面线推求计算中的实践与应用。

用b2型水面曲线确定出陡坡末端水深的精度完全能够满足设计要求，而且安全可靠，同时这种方法简单、实用，计算简便，工作量小，易于掌握和应用。

关键词： b2型水面曲线陡坡水面线推求计算1概述对于长期从事中小型水力水电工程设计的技术人员，常常会碰到陡坡的设计。

在进行陡坡设计时，都离不开陡坡水面线的推求计算，即陡坡沿程水深的推求计算。

在实际工作中，在进行陡坡水面线的推求计算时常常是采用水力指数法等其他方法进行推求计算。

这种些方法虽然概念明确，计算结果精确，但计算繁琐，工作量大，费时，效率低。

因此，在确定陡坡水面线时，可以采用b2型水面曲线进行推求计算。

首先计算出陡坡起始断面的水深，然后采用明渠均匀流公式计算出陡坡正常水深h0。

根据b2型水面曲线的特点，将陡坡正常水深h0近似认为是陡坡末端的水深h c（即h c=h0）。

然后根据陡坡起始断面水深和末端水深即可确定出陡坡的水面线。

2计算依据在中小型水利水电工程中，陡坡底坡一般都大于临界底坡，即i＞i k，陡坡中的水流均为急流，水面线为b2型水面曲线。

也就是说，从陡坡起始断面开始，直至陡坡末端，水深从控制断面到陡坡末端，水深由控制断面水深逐渐向正常水深趋近，在无限远处趋近于正常水深，如图1所示。

在实际工程中，由于所涉及到的陡坡一般都是较大落差的陡坡，陡坡中的水流在其末端接近均匀流，水深接近正常水深，即满足b2型水面曲线的条件。

因此，在陡坡水面线的推求计算时，直接计算陡坡的正常水深h0，并近似地取末端水深等于正常水深，即h c=h0。

3陡坡水面线的推求计算3.1陡坡起始断面水深陡坡水面线的推求计算的首先是确定起始断面和起始断面水深。

起始断面一般都在陡坡的起点，并且陡坡的上游一般是宽顶堰或是缓坡明渠，所以近似的认为起始断面水深为临界水深h k。

流域工程消力池设计

消力池设计
1）消力池水力计算
陡坡中的急流过渡到尾水渠的缓流，水流状态急剧变化，将使下游河床遭受冲刷破坏，可设消力池，以促使在陡坡末端产生水跃，集中消能，达到保护河床的目的。

消力池的水力计算，主要确定池深和池长，可按下式计算： d=1.1h 2-h
)181(230
2
02-+=gh q h h α 式中：d —消力池深，m ；
h 2—第二共轭水深，m ；
h —下游水深，m ；
h 2—陡坡末端水深，m ；
α—流速不均匀系数，可取，1.0~1.1；其它符号意义同前。

消力池长度按下式计算：
L 2=（3~5）h 2
式中：L 2—消力池长，m ；
其它符号意义同前。

2）消力池结构设计
a 、消力池侧墙结构设计
消力池侧墙按重力式挡土墙结构设计。

b 、消力池底板结构设计
消力池底板的首端设置力排排水孔，使首端渗透压力水头显著减小，以增加底板的抗浮稳定性。

消力池首端齿墙，应量修的深一些，一般不小于1.0—1.5m，以消渗压水头，且增加底板重量，有利于抗浮，钢筋砼底板厚度0.3—0.5m。

陡坡后消力池水流数值模拟计算中模型选择研究

实际工程中消力池设计的尺寸参数对消能起着重
跃长度。并将计算得出的数据与物理模型实测所得数据进行对比。２数学模型及边界条件２．１标准一紊流模型的基本表达式如下连续方程：
塑＋
连续方程：
＋
轰（
吒
（７）边界为速度出口，给定速度大小为下游水深对应速度。
：０
ｆ１）
型¨ ２Ｊ，计算不同的陡坡消力池内部水力学试验数据，
得出的数据与物理模型试验数据进行对比，从而得出
动量方程：
对陡坡消力池内水流模拟更为准确的计算模型。本文试验成果为后期通过数值模拟的研究方法，设计消力
池尺寸提供了理论基础。后期消力池设计中，可直接
＋ｐｕｉｕ／）、＝一筹＋高ｌｃ＋ｔｘ八筹＋券
＋（
，
（２）方程：

采用数值模拟的计算方法进行消力池尺寸设计。
２．２ＲＮＧｋ— 模型的基本表达式如下：
（６）
相，其密度为１０００ｋｇ／ｍ；次相为空气。Ｊ。
１）进口边界。水流进口设置为速度进口边界条件，以进入消力池方向为水流运动方向，给定速度大小为物理模型试验所得。２）出口边界。由于下游出口水深限制，给定出口

各种河流各种条件下水力计算解析及实例

各种河流各种条件下水力计算解析及实例背景水力计算是一种重要的工程技术手段，它可以用来评估河流中的水流速度、流量和水位等参数。

不同的河流及其特定的条件会影响水力计算的结果。

本文将解析各种河流在不同条件下的水力计算，并通过实例进行说明。

河流类型根据河流的形状和地质特征，我们可以将河流分为以下几种类型：1. 直线型河流：河流的流程相对直接，河道中没有明显的曲线。

2. 弯曲型河流：河流的流程弯曲多变，常常出现明显的曲线。

3. 分支型河流：河流呈现出多个分支的情况，水流在各个分支之间分流。

4. 山谷型河流：河流经过山谷地形，水流受到地形的影响较大。

5. 冲积平原型河流：河流经过冲积平原，水流相对平缓。

水力计算方法在进行水力计算之前，我们需要获取以下参数：1. 河流的水位：根据实测数据或模型计算得到。

2. 河流横截面的形状和尺寸：包括河道的宽度、深度等。

3. 河流底面的摩擦系数：摩擦系数的大小影响水流的流速。

4. 河流的坡度：河流的坡度越大，水流的速度越快。

根据以上参数，可以使用下列水力计算方法之一进行计算：1. 曼宁方程：该方程可以通过给定的河流横截面参数、摩擦系数和水位等参数，计算得到水流速度和流量。

2. 流量-水位曲线：根据已知的河流横截面参数和摩擦系数，绘制流量-水位曲线，从曲线上可以读取不同水位下的流量。

3. 水动力公式：根据动力学原理，利用质量守恒和动量守恒等方程来计算水流速度和流量。

实例以下是一个使用曼宁方程进行水力计算的实例：假设有一个弯曲型河流，其河道宽度为10米，深度为3米。

已知河流底面的摩擦系数为0.03，水位为2.5米。

根据曼宁方程，可以计算得到水流速度和流量。

根据曼宁方程，水流速度可以通过以下公式计算：V = (1 / n) * R^(2/3) * S^(1/2)其中，V为水流速度，n为摩擦系数，R为河流横截面的水力半径，S为河流的坡度。

水流速度的计算结果为：V = (1 / 0.03) * (10 / 9)^(2/3) * S^(1/2) ≈ 2.37 m/s根据流量的定义，流量可以通过以下公式计算：Q = A * V其中，Q为流量，A为河流横截面的面积。

较长陡坡沟道防洪中的水力学计算和实际应用

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防洪排水
城市道桥与防洪
２１年７０１月第７期
较长陡坡沟道防洪中的水力学计算和实际应用
周毅
（甘肃省水利水电勘测设计研究院，肃兰州７００）甘３００摘要：区城市两岸的沟道一般有纵坡大、计洪峰流量大，洪沟内水流流速较大的特点，较长大纵坡沟道的防洪中，山设排在
２１１计算公式．．采用渠道恒定渐变流逐段求水深计算方法进
深、流速作为排洪渠道的初始流速，进行分段计算。
２１４计算结果．．初始水深、速按进口断面采用实测断面估算流
行水面线推算，给定各断面位置，从控制断面先再
定，计算过程繁琐，采用计算机程序计算，也需要分段计算多次。另外，了得到初始流速，要加为需测治理段上游的断面，作量较大。因此，于采工对用较为均一的排洪沟或排洪渠，是否可近似采用明渠均匀流计算，以简化所需资料和易得出接近实用的计算结果，从而缩短该类河道防洪工程的设计过程，非常必要的。是
收稿日期：０１０－１２１— ６０作者简介：毅（９１）男，周１７一，甘肃会宁人，高级工程师，事从水利规划、水利工程设计与研究工作。
图２三眼峪排洪明渠典型横断面图（单位：ｍｌｃ