水力计算案例分析
水力计算案例分析解答
案例一 年调节水库兴利调节计算要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料：(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=，)(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案，水库月末蓄水量分别为：32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。
（2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121()2A A A =+，即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准⨯月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量⨯渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M +=多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。
（3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。
（4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。
河岸溢洪道水力计算实例
河岸溢洪道水力计算实例一﹑ 资料及任务某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道，用弧形闸门控制泄流量，如图15.7所示。
溢洪道共三孔，每孔净宽10米。
闸墩墩头为尖圆形，墩厚2米。
翼墙为八字形，闸底板高程为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15.7。
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15.8。
当溢洪道闸门全开，要求： 1. 1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2. 2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3. 3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。
图7图8二﹑ 绘制库水位与溢洪道流量关系曲线 （一）确定堰流和孔流的分界水位宽顶堰上堰流和孔流的界限为=H e 0.65。
闸门全开时，闸孔高度e =38.0－33.0=5.0米，则堰流和孔流分界时的相应水头为H =7.765.00.565.0==e 米堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。
库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在40.7米以上按孔流计算。
（二）堰流流量计算堰流流量按下式计算：2/302H g mB Q σε=式中溢流宽度B=nb=3×10=30米。
因溢洪道上游为水库，0v ≈0则0H ≈H 。
溢洪道进口上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高a=33.0－32.5=0.5米，斜面坡度为1：5，则θctg =5（θ为斜面与水平面的夹角），宽顶堰流量系数m 可按H a及ctg θ由表11.7查得；侧收缩系数ε按下式计算：=ε1－0.2[(n －1)k ζζ+0]nb H 0其中孔数n=3；对尖圆形闸墩墩头，=0ζ0.25；对八字形翼墙，=k ζ0.7。
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；3.闸基渗流计算。
图1二、确定水闸溢流宽度及闸孔数平底水闸属无坎宽顶堰。
先判别堰的出流情况。
已知设计洪水流量Q=1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米。
闸坎高程为-1.00米，则宽顶堰堰上水头H = 7.18 –( -1.00) =8.18米 又知河宽0B = 160米，则0v =H B Q 0=18.8160680.1 =1.28米/秒g 2=8.92⨯=0.084米0H =H +g av 220=8.18+0.084=8.264米下游水位为6.89米，则下游水面超过堰顶的高度 s h =6.98-(-1.00)=7.98米0H h s =264.898.7=0.965>0.86由《水力计算手册》宽顶堰淹没系数表查得，该出流为宽顶堰淹没出流。
水力计算案例分析
西昌学院工程技术学院课程设计任务书2013年12 月2 日至2013 年12 月20 日课程名称：工程水文案例分析及实训专业班级：2011级水利水电工程1班姓名：李飘学号：1115030041指导教师：洪晓江2013年12月2日案例一流域产流与汇流计算习题4-2 某流域1992年6月发生一次暴雨，实测降雨和流量资料见表4-13。
该次洪水的地面径流终止点在27日1时。
试分析该次暴雨的初损量及平均后损率，并计算地面净雨过程。
案例二设计年径流量分析计算习题7-2 某水利工程的设计站，有1954~1971年的实测年径流资料。
其下游有一参证站，有1939~1971年的年径流系列资料，如表7-7所示，其中1953~1954年、1957~1958年和1959~1960年，分别被选定为P=50％、P=75％和P=95％的代表年，其年内的逐月径流分配如表7-8示。
试求：m s表7-7 设计站与参证站的年径流系列单位：3/注本表采用的水利年度为每年7月至次年6月。
（1）根据参证站系列，将设计站的年径流系列延长至1939~1971年。
（2）根据延长前后的设计站年径流系列，分别绘制年径流频率曲线，并分析比较二者有何差别。
（3）根据设计站代表年的逐月径流分配，计算设计站P=50％、P=75％和P=95％的年径流量逐月径流分配过程。
表7-8 设计站代表年月径流分配 单位：3/m s案例三 洪峰流量推求计算习题8-1 某河水文站有实测洪峰流量资料共30年（表8-10），根据历史调查得知1880年和1925年曾发生过特大洪水，推算得洪峰流量分别为32520/m s 和32100/m s 。
试用矩法初选参数进行配线，推求该水文站200年一遇的洪峰流量。
表8-10 某河水文站实测洪峰流量表案例四 暴雨资料推求设计洪水习题9-3 已知设计暴雨和产、汇流计算方案，推求P=1％的设计洪水。
资料及计算步骤如下。
（1）已知平恒站以上流域（2992F km =) 1%P =的最大24h 设计面雨量为152mm ，其时程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行（表9-9),Δt 取3h ，可求得设计暴雨过程。
各种水源各种条件下水力计算解析及实例
各种水源各种条件下水力计算解析及实例水力计算是水资源工程中的重要环节，准确的计算可以帮助工程师评估水源的供水能力和水力特性。
本文将对各种水源在不同条件下的水力计算进行解析，并提供实例说明。
1. 自流水源的水力计算自流水源是指可以自然流入输水工程的水源，例如溪流、河流等。
在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 水源的水量：通过对水位和流速的测量，可以确定水源的水量；- 水源的水头：水头是衡量水源供水能力的重要指标，可以通过测量水源的高差来计算；- 管道的水力特性：在自流水源的输水管道中，水力特性的确定可以通过实验或数值模拟方法得出。
以下是一个自流水源的水力计算实例：假设有一条水源自然流入一个水库，水库的水位为100米，水源的平均流速为2米/秒。
通过测量水库和水源之间的高差，可以计算出水源的水头为50米。
此时，可以利用水力公式计算水源向输水管道提供的水量和水压。
2. 泵站供水的水力计算泵站供水是指通过泵站将水源抽入输水工程中进行供水。
在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 泵站的抽水能力：通过泵的流量和扬程来确定泵站的抽水能力；- 输水管道的阻力：输水管道的阻力会影响泵站的供水能力，可以通过实验或计算方法进行估算；- 泵站的耗能：泵站在抽水过程中会消耗一定的能量，需要考虑泵站的效率问题。
以下是一个泵站供水的水力计算实例：假设有一个泵站，其泵的流量为100立方米/小时，扬程为50米。
通过计算泵站的抽水能力和输水管道的阻力，可以确定泵站的供水能力和水压。
3. 水源调蓄的水力计算水源调蓄是为了平衡供水和需水之间的差距而进行的水力调控措施。
在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 调蓄水源的容量：调蓄水源的容量决定了其可以调节的水量；- 调蓄水源的水头：水头是衡量调蓄水源调节能力的重要指标，可以通过测量水源的高差来计算；- 调蓄水源的供水时段：根据供水需求，确定调蓄水源的供水时段。
以下是一个水源调蓄的水力计算实例：假设有一个调蓄水源，其容量为立方米，水源的高差为20米。
9水力计算模板
初选管内流速 ，则实际 。取圆管断面直径 ，故实际流速 。
当量直径
按流速当量直径Dv=175mm及实际流速 ，查通风管道单位长度摩擦阻力线算图并进行粗糙度修正后的 ，该管道的摩擦阻力为 =0.495×6.0=2.97Pa.。
局部阻力计算如下：
（9-4）
式中：R — 单位长度的沿程阻力,又称比摩阻，Pa/m；
L — 管段长度，m；
③局部阻力:
（9-5）
式中 ξ — 局部阻力系数；
ρ — 水的密度，1000kg/m3；
V — 水流速,m/s；
9.2.2冷冻水管水力计算举例
根据前述关于水系统的设计论述，本设计各层水管初步布置如图9-8～图9-10所示。水管的水力计算以二层风机盘管系统为例进行计算。二层水管道布置如图9-8。
537.89
271.31
0.1
2110.13
27.13
2137.27
FH1
22140
2379.62
50
0.659
0.64
218.41
216.84
0
140.33
0
140.33
FH2
22140
2379.62
40
0.659
7.88
218.41
216.84
2
1721.95
433.67
2155.63
FH3
22140
Q≥12462KW, DN=150mm。
本设计中冷凝管沿水流方向保持0.3％的坡度，且保证没有积水部位，就近排入卫生间地漏。冷凝水管采用聚氯乙烯塑料管，在实际应用过程中，若冷凝水盘处于机组的负压段，凝水盘出口处应设置出口与大气相通的水封，其高度比凝水盘处的负压大50％左右。连接到设备冷凝水管的尺寸由设备决定。一般情况下，每1kw的冷负荷每小时约产生0.4kw左右的冷凝水，在潜热负荷较高的情况下，每1kw冷负荷约产生0.8kw的冷凝水。在本设计中，采用了根据机组的冷负荷，按上述（3）数据近似选定冷凝水的公称直径。本工程具体冷凝水管选择详见水平面图。
案例分析——拦河溢流坝水力计算
某拦河溢流坝水力计算一、基本资料为了解决某区农田灌溉问题，于某河建造拦河溢流坝一座，用以抬高河中水位，引水灌溉。
相关资料有：1、设计洪水流量为550m3/s；2、坝址处河底高程为43.50m；3、由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00m；4、为减小建坝后的壅水对上游的影响，根据坝址处河面宽度采用坝的溢流宽度B=60m；5、溢流坝为无闸墩及闸门的单孔堰，采用上游面铅直的三圆弧段WES型实用堰剖面，并设有圆弧形翼墙；6、坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图1；7、坝下水位与河道流量关系曲线，见图2。
二、水力计算任务1、确定坝前设计洪水位已知设计流量，则设计洪水位=坝顶高程+坝的设计水头H d 。
已知坝顶高程为48.00m ，求出H d 后，即可确定坝前设计洪水位。
溢洪坝设计水头d H可用堰流基本方程3/20Q σε=计算。
因式中0H ，ε及σ均与d H 有关，不能直接解出d H ，故用试算法求解。
2、确定坝身剖面尺寸坝顶上游曲线BO 段（参考教材p252图9.6）为三段圆弧组成，有关数据要求如下：10.5d R H = 20.2d R H = 30.04d R H =水平 10.175d b H = 20.276d b H = 30.2818d b H =坝顶下游OC 段曲线方程为 1.850.852dx y H = 接着是下游堰面直线段CD 段连接。
最后是反弧段DE 段连接，因下游坝高1 4.510a m m =<，故取坝末端圆弧半径为10.5R a =要求按上述计算结果绘制坝身剖面图。
3、绘制坝前水位与流量关系曲线不同水头H的溢流坝流量仍按3/20Q σε=计算。
因0A 为未知，无法计算0v 及0H ，故先取0H H ≈。
又因下游水位与Q 有关，尚无法判别堰的出流情况，可先按自由出流算出Q 后，再行校核。
对于自由出流，σ=1；根据0dH H ，由《水力计算手册》流量系数图查得m 值；侧收缩系数0010.2[(1)]k H n nbεζζ=--+可以计算。
建筑内给水系统计算-水力计算
公共设施给水系统计算需要了解设施规模和使用频率，根据实际情况选择合适的管材和管径，同时还需要考虑安全卫生要求，设置水处理和消毒设施，以保证供水质量。
公共设施给水系统
06
结论
水力计算能够确定管网的供水能力，确保在用水高峰期仍能满足用户需求，保障供水安全。
确保供水安全
通过精确计算管网中的水头损失和流量分配，可以优化水资源调度，提高水资源利用效率。
住宅楼给水系统
办公楼给水系统
总结词
办公楼给水系统计算需要考虑办公人员数量、用水习惯、消防需求等因素，以确保供水安全、舒适、节能。
详细描述
办公楼给水系统计算需要了解办公人员数量和用水习惯，根据实际情况选择合适的管材和管径，同时还需要考虑消防需求，设置消防用水和灭火设施，以保证供水安全。
总结词
公共设施给水系统计算需要考虑设施规模、使用频率、安全卫生等因素，以确保供水可靠、高效、环保。
目的和背景
背景
目的
1
2
3
准确的水力计算能够确保供水压力和流量的稳定性，满足用户对水量和水质的需求。
满足用户需求
合理的水力计算有助于降低能耗和减少不必要的供水损耗，提高整个给水系统的效率。
提高系统效率
通过水力计算，可以及时发现和解决潜在的设计问题，降低系统故障的风险，保障供水安全。
保障系统安全
重要性
02
给水系统概述
01
引入管
将外部水源引入建筑内部的管道，通常包括总进水管和进户管。
02
输水管
将水从引入管输送到各个用水点的管道，包括干管、立管和支管。
03
配水管
连接用水设备与输水管的管道，负责将水分配到各个用水点。
10747各种堰流各种条件下水力计算解析及实例
宽顶堰流的水力计算如图所示，水流进入有底坎的堰顶后，水流在垂直方向受到堰坎边界的约束，堰顶上的过水断面缩小，流速增大，势能转化为动能。
同时堰坎前后产生的局部水头损失，也导致堰顶上势能减小。
所以宽顶堰过堰水流的特征是进口处水面会发生明显跌落。
从水力学观点看，过水断面的缩小，可以是堰坎引起，也可以是两侧横向约束引起。
当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)的进口等建筑物时，由于进口段的过水断面在平面上收缩，使过水断面减小，流速加大，部分势能转化为动能，也会形成水面跌落，这种流动现象称为无坎宽顶堰流，仍按宽顶堰流的方法进行分析、计算。
（一）流量系数宽顶堰的流量系数取决于堰的进口形状和堰的相对高度，不同的进口堰头形状，可按下列方法确定。
1、进口堰头为直角(8-22)2、进口堰头为圆角(8-23)3、斜坡式进口流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。
在公式（8-22）、（8-23）中为上游堰高。
当≥3时，由堰高引起的水流垂向收缩已达到相当充分程度，故计算时将不考虑堰高变化的影响，按=3代入公式计算值。
由公式可以看出，宽顶堰的流量系数的变化范围在0.32～0.385之间，当=0时，=0.385，此时宽顶堰的流量系数值最大。
比较一下实用堰和宽顶堰的流量系数，我们可以看到前者比后者大，也就是说实用堰有较大的过水能力。
对此，可以这样来理解：实用堰顶水流是流线向上弯曲的急变流，其断面上的动水压强小于按静水压强规律计算的值，即堰顶水流的压强和势能较小，动能和流速较大，故过水能力较大；宽顶堰则因堰顶水流是流线近似平行的渐变流，其断面动水压强近似按静水压强规律分布，堰顶水流压强和势能较大，动能和流速较小，故过水能力较小。
（二）侧收缩系数宽顶堰的侧收缩系数仍可按公式（8-21）计算。
（三）淹没系数当堰下游水位升高到影响宽顶堰的溢流能力时，就成为淹没出流。
试验表明：当≥0.8时，形成淹没出流。
淹没系数可根据由表查出。
无坎宽顶堰流在计算流量时，仍可使用宽顶堰流的公式。
各种湖泊各种条件下水力计算解析及实例
各种湖泊各种条件下水力计算解析及实例引言湖泊是一种重要的水体，其水力特性对于水资源管理和环境保护至关重要。
本文将介绍在不同条件下，如湖泊尺寸、流域面积和湖泊类型等，如何进行水力计算，并通过实例进行解析。
湖泊尺寸与流域面积对水力计算的影响湖泊尺寸和流域面积是水力计算的重要参数之一。
较大的湖泊和流域面积通常具有更大的水容量和更高的流量。
在进行水力计算时，我们需要考虑湖泊和流域的整体水力特性，包括湖泊水位变化、溢流和排泄等。
湖泊类型对水力计算的影响不同类型的湖泊具有不同的水力特性，这也影响着水力计算的方法。
常见的湖泊类型包括淡水湖、咸水湖和人工湖等。
对于不同类型的湖泊，我们需要采用不同的水文参数和模型，以准确计算湖泊的水力情况。
水力计算的实例分析以下是几个水力计算实例，以帮助读者更好地理解水力计算的过程和方法：1. 湖泊流量计算实例：- 湖泊尺寸：1000平方公里- 流域面积：2000平方公里- 湖泊出口水位：20米- 流入湖泊的总流量：1000立方米/秒通过根据湖泊尺寸和流域面积计算出湖泊的水容量，再结合给定的水位和流入湖泊的总流量，可以计算出湖泊的出流量。
2. 湖泊水位变化计算实例：- 湖泊尺寸：500平方公里- 流域面积：1000平方公里- 湖泊流入流量：500立方米/秒- 湖泊流出流量：200立方米/秒通过根据湖泊尺寸和流域面积计算出湖泊的水容量，再结合湖泊流入和流出的流量，可以计算出湖泊的水位变化情况。
以上仅为水力计算的简单实例，实际的水力计算需要根据具体情况而定。
在进行水力计算时，需要考虑到湖泊的特点和实际情况，并选择合适的水文参数和模型进行计算。
结论本文介绍了在不同条件下进行湖泊水力计算的方法和实例。
湖泊尺寸、流域面积和湖泊类型等因素对水力计算有重要影响。
通过合适的水文参数和模型，可以准确计算湖泊的水力情况。
根据本文的介绍和实例分析，读者可以更好地理解和应用水力计算的知识。
参考文献- [引用的参考文献1]- [引用的参考文献2]- [引用的参考文献3]。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制河流或运河的水位，以保证安全和管理水资源。
水闸的水力计算是评估水闸性能并确定其设计参数的重要步骤。
下面将介绍一个水闸的水力计算实例。
假设其中一水闸位于一条宽度为10米，深度为4米的河流中。
设计要求该水闸能够在最大流量为100立方米/秒的情况下保持河流水位在一定范围内变化。
根据这些设计要求，需要进行水闸的水力计算。
首先，我们需要估计水闸的有效面积。
有效面积是指水闸开启时真正控制水流的面积。
假设水闸的开启宽度为6米，根据几何学原理可以计算出水闸的有效面积为24平方米。
接下来，我们需要计算水闸的流量特性。
流量特性是指水闸在不同开启条件下的流量变化规律。
根据流体力学原理，流量与水头差呈线性关系。
当水闸完全关闭时，水头差为最大，流量为0。
当水闸完全开放时，水头差为最小，流量为最大。
假设水闸的流量特性满足一个线性关系，我们可以使用公式Q=KA√2gH来计算在不同开启条件下的流量。
其中，Q为流量，K为系数，A为水闸的有效面积，g为加速度重力常数，H为水头差。
假设水闸完全关闭时，水头差为4米。
代入公式，可以计算出此时的流量为0。
假设水闸完全开放时，水头差为0.5米。
代入公式，可以计算出此时的流量为100立方米/秒。
接下来，我们可以根据流量特性计算水闸在其他开启条件下的流量。
假设水闸开启宽度为3米，根据几何学原理可以计算出此时的有效面积为12平方米。
代入公式，可以计算出此时的流量为50立方米/秒。
根据以上计算，我们可以得到水闸在不同开启条件下的流量。
然后，我们可以根据设计要求评估水闸的性能。
在最大流量为100立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为6米，流量为100立方米/秒，满足设计要求。
在最小流量为0立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为0米，流量为0立方米/秒，满足设计要求。
在其他流量条件下的计算结果也在设计要求范围内。
综上所述，通过水闸的水力计算，我们可以确定水闸的设计参数，以满足设计要求。
各种水体各种条件下水力计算解析及实例
各种水体各种条件下水力计算解析及实例水力计算是在各种水体条件下分析水流运动及其相关参数的过程。
根据不同的条件和场景，需要采取不同的方法和模型来进行水力计算。
本文将为您介绍各种水体条件下常用的水力计算方法，并提供相应的实例。
1. 自由水面流动自由水面流动是指水流在自由表面上流动的情况，如河流和湖泊等。
在自由水面流动的情况下，常用的水力计算方法包括：1.1 流量计算流量是水体在单位时间内通过某一截面的体积。
常用的流量计算方法有剖面法和速度积分法。
剖面法是通过测量流体在不同位置上的水深，计算出流体的流量。
速度积分法是通过测量流体在不同位置上的流速，计算出流体的流量。
在计算流量时，需要考虑水的动力学性质以及流动截面的形状。
1.2 动力计算动力计算是指根据水动力学原理计算水流的水深、流速和压力等参数。
常用的动力计算方法包括雷诺方程和伯努利方程。
雷诺方程是描述流体运动的基本方程之一，可以用于计算水流的流速和水深。
伯努利方程是描述流体在不同位置上的能量变化的方程，可以用于计算水流的压力和速度等参数。
2. 封闭水管流动封闭水管流动是指水流在封闭的管道内流动的情况，如给水管道和排水管道等。
在封闭水管流动的情况下，常用的水力计算方法包括：2.1 流量计算流量计算方法和自由水面流动相似，仍然使用剖面法和速度积分法来计算水流的流量。
不同的是，在封闭管道内，需要考虑水的黏性和管道的摩擦阻力。
2.2 压力计算压力计算是指根据水动力学原理计算水流的压力和流速等参数。
常用的压力计算方法包括达西-魏塞尔斯公式和曼宁公式。
达西-魏塞尔斯公式是计算水管流动压力损失的经验公式，可以用于计算水流在管道中的摩擦阻力和流速。
曼宁公式是计算水流在开放渠道中的流速和水深的经验公式，可以用于计算水流的流速和水深。
3. 非均匀流动非均匀流动是指水流在非均匀介质中流动的情况，如土壤中的渗流和多孔介质中的流动等。
在非均匀流动的情况下，需要采用数值模型来进行水力计算。
水力计算案例分析
案例一 年调节水库兴利调节计算要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料：(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=，)(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案，水库月末蓄水量分别为：32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。
（2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121()2A A A =+，即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准⨯月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量⨯渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M +=多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。
（3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。
（4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。
排水管道水力计算实例
管道埋深（米） 起端 迄端 （米） （米） 5.826 1.500 2.953 1.500 1.500 1.500 1.500 1.576 1.576 1.444 1.544 2.000 2.100 2.200 2.200 2.500 2.600 4.850 4.850 3.900 3.900 1.216
700 400 500 800 600 600 800 800 1000 1000
1 2 2 1 1.3 1.3 2 2 1 1
0.7 1.159279 0.79134 227.702 0.65 1.266104 0.75655 65.4166 0.7 1.159279 0.89425 131.282 0.7 1.159279 0.86501 325.096 0.7 1.159279 0.81414 172.113 0.7 1.159279 0.81414 172.113 0.7 1.159279 1.22331 459.755 0.7 1.159279 1.22331 459.755 0.75 1.047198 1.01604 641.987 0.75 1.047198 1.01604 641.987
设计流量
设 计 管 段 地面标高 管内底高程（米） 流速v 流量Q 起端 迄端 地面坡度 起端 （米/秒） （升/秒） （米） （米） （‰） （米） 0.723 28.807 122.60 117.60 13.06 116.774 0.723 28.807 117.60 115.00 12.40 114.647 0.590 23.520 115.00 109.10 16.84 113.5 0.590 23.520 109.10 107.40 3.56 107.600 0.757 65.417 107.40 106.00 3.93 105.824 0.757 65.417 106.00 105.00 5.78 104.456 1.494 129.187 105.00 104.00 5.19 102.900 1.494 129.187 104.00 103.00 5.87 101.800 1.151 243.404 103.00 104.65 -45.21 100.400 1.151 1.151 243.404 243.404 104.65 103.20 103.20 95.44 5.28 166.17 99.800 99.300
第六章_燃气管网的水力计算案例
第六章_燃气管网的水力计算案例燃气管网的水力计算是指在一定工作条件下，通过计算管网中的流量、压力等参数，来判断管网运行的性能和工况的稳定性。
水力计算是燃气管网设计和运行的重要依据，能够保障管网的正常运行和安全性。
下面将以一个燃气供气管网的水力计算案例来进行详细介绍。
案例：小区的燃气供气管网有3条支路管线，分别是A、B、C。
管线A和管线B通过阀门1相连接，管线B和管线C通过阀门2相连接。
管线A上有一个燃气表，管线C上有一个燃气应急放散阀。
已知各管段的长度、直径、流量和压力差，要求通过水力计算来判断各个管段的流量、压力和流速。
首先，我们需要列出各个管段的参数：管段A：长度L1，直径D1，流量Q1，压力差ΔP1管段B：长度L2，直径D2，流量Q2，压力差ΔP2管段C：长度L3，直径D3，流量Q3，压力差ΔP3根据水力计算的基本原理，我们可以利用管网模型和压力平衡方程来进行计算。
首先计算管段A的流量、压力和流速。
通过压力平衡方程可以得到：Q1=(π/4)*(D1^2)*v1ΔP1=λ*(L1/D1)*(v1^2)/2其中，v1为管段A的流速，λ为管道摩阻系数。
接下来计算管段B的流量、压力和流速。
通过阀门1和压力平衡方程可以得到：Q2=Q1ΔP2=ΔP1+λ*(L2/D2)*(v2^2)/2其中，v2为管段B的流速。
最后计算管段C的流量、压力和流速。
Q3=Q2ΔP3=ΔP2+λ*(L3/D3)*(v3^2)/2其中，v3为管段C的流速。
根据以上方程，我们可以利用迭代法或数值计算方法来求解各个管段的流量、压力和流速。
首先可以假设一个初始值，然后通过迭代或者数值计算逐步逼近求解。
在实际运算中，还需要考虑管道材料的摩阻系数、流量的单位换算、附加阻力等因素，以提高计算的精确性。
通过上述的水力计算，我们可以得到燃气供气管网各个管段的流量、压力和流速参数。
然后可以根据这些参数来判断管网的流动状态和工况是否正常，以及是否需要进行管网的优化和调整。
小型水电站水能计算案例分析
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（m3/s）
解：(1)由表 1 可假设供水期为 10 月份到次年 5 月份，所以供水期 8 个月的调节流量为 Qp 供= W供+V兴 10+5+5+5+5+5+5+10+110 = =20 m3/s T供 8
此流量与天然来水量比较发现和九月份天然流量一样， 所以九月份也 属于供水期。 所以从新计算供水期的调节流量得到 Qp 供为 20 m3/s 因为供水期为 9 到次年 5 月份所以蓄水期为 6 到 8 月份 8
W蓄-V兴 70+80+80-110 3 Qp 蓄= = =40 m /s 3 T蓄 （2）因为供水期上下游平均水位分别为 40m 和 20m 所以净水头 Hp=40-20=20（m） 水电站保证出力 Np=A·Qp·Hp=7×20×20=2800 kw （3）N 装=C·Np=3.0×2800=8400 kw 因为装机容量为 100kw 的倍数且考虑到套用定型机组所以选择装机 容量为 8500kw ，可安装 3 台 2000kw 的和 1 台 2500kw 的机组。 （4）3 月份的发电量 E 月=30.4×24×2800=204.4 万 kw·h。
小型水电站水能计算案例分析
某以发电为主的年调节水电站，其设计枯水年各月来水量如表 1 所 示，该水库的兴利库容为 110（m3/s）·月，供水期上游平均水位为 40m， 下游平均水位 20m， A=7， 出力倍比系数 C=3.0。 每月可按 30.4d 计算。 （1） 推求水库供水期和蓄水期的调节流量（不计损失）。 （2） 该水电站保证出力是多少？ （3） 水电站得装机容量是多少（100kw 的倍数）？ （4） 3 月份的发电量是多少？ 表1 月份 流 6 量 70 7 80 8 80 9 20 10 10 11 5 12 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 10
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。
水力计算及实例讲解
2、管道水力计算中，设备阻力降要考虑，尤其是低压供 气的情况。 日常工作中需要考虑的设备阻力降包括：流量计、过滤 器、电磁阀及其他一些管径或流向发生巨大变化的管道 设备。这部分阻力降在低压管道中所占比例很大，如忽 略，可能会造成用气设备前的压力、流量满足不了设备 正常燃烧的要求。 3、设备选型计算要重视。 设备选型不光要考虑压力、流量、计量精度满足，同时 还要考虑价格因素，有些人不重视设备选型计算，其实 调压计量设备在整个管网系统中是很重要的环节，且对 工程造价有很大的影响。
目
录
水力计算基本步骤 水力计算基本公式 水力计算注意事项
水力计算实例讲解
水力计算基本步骤
1、与用户协商确定用气地点பைடு நூலகம்设备型号、适用气种、负荷、 用气压力等技术参数（需要书面确认，避免基础数据出问 题）； 2、制定供气方案及路线图，并与用户沟通确认（初步进行设 备选型）； 3、根据管线布置图编号； 4、计算各管段计算流量； 5、初选管径，计算各管段实际阻力损失△P； 6、根据允许阻力降△Pd来调整管段管径； 7、设备选型计算。
式中 Re—雷诺数； △P—燃气管道摩擦阻力损失（Pa）； λ—燃气管道摩擦阻力系数； l—燃气管道的计算长度（m）； Q—燃气管道的计算流量（m3/h）； d—管道内径（mm）； ρ—燃气的密度（kg/m3）； T—设计中所采用的燃气温度（K）； T0—标准状态的温度（K）；
ν—标准状态时燃气的运动粘度（m2/s）； K—管壁内表面的当量绝对粗糙度。
管道允许阻力降△Pd＝0.75Pn＋150 Pn－低压灶具的额定用气压力（Pa），要根据不同气种、 不同灶具来确定。 天然气灶具一般为2000Pa，故△Pd＝1650Pa，旧燃规里 根据经验把1650划分成庭院＋户内各分别占多少帕，新 规范里没有明确提出，只是要求分配时要根据情况，经 技术经济比较后确定。 对于高层民用户采用二次调压供气时，应根据低低压调 压器的进口压力范围来确定一二级调压间管道的允许阻 力降。 高差大时，水力计算中应考虑附加压力的影响。
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案例一 年调节水库兴利调节计算要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料：(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=，)(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案，水库月末蓄水量分别为：32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。
（2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121()2A A A =+，即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准⨯月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量⨯渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M +=多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。
（3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。
（4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。
（5）校核：由于表内数字较多，多次运算容易出错，应检查结果是否正确。
水库经过充蓄和泄放，到6月末水库兴利库容应放空，即放到死库容330m 万。
V '到最后为300，满足条件。
另外还需水量平衡方程0=---∑∑∑∑弃损用来WW W W ，进行校核010854431257914862=---，说明计算无误。
(6)计算正常蓄水位，就是总库容所对应的高程。
表2 水库特性曲线，即图1-1,1-2。
得到Z ～F ，Z ～V 关系。
得到水位865.10m ，即为正常蓄水位。
表1-3计入损失的年调节计算表见下页。
图1-2 水库Z-V 关系曲线图1-1 水库Z-F 关系曲线案例二 水库调洪演算要求:(1)推求拦洪库容； (2)最大泄流量 qm 及相应时刻； (3)水库最高蓄水位； (4)绘制来水与下泄流量过程线资料：开敞式溢洪道设计洪水过程线如下表1，水库特征曲线如表2，堰顶高程140m ，相应容305×104m 3，顶宽10m ，流量系数m=1.6，汛期水电站水轮机过水流量QT=5m 3/s ，计算时段△t 采用1h 或0.5h 。
表1 洪水过程线 (P=1%)时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7 流量/(m 3/s)5.030.355.537.525.215.06.75.0表2 水库特性曲线库水位 H/m 140 140.5 141 141.5 142 142.5 143 库容 /(104m 3)305325350375400425455解:根据已知条件计算并绘制q=f （V ）关系曲线由321BH M q =益，6.11=M ，m B 10=，根据不同库水位计算H 与q ，再由表2 水库特性曲线得相应V 并将结果列于下表，绘制q=f （V ）关系曲线如2-2图。
曲线计算表中第一行为堰顶高程m 140以上的不同库水位；第二行堰顶水头H ，等于库水位Z 减去堰顶高程；第三行溢洪道下泄流量由321BH M q =益，求得第四行为发电量为sm /53；第五行为总的下泄流量；第六行为相应的库水位Z 的库容V ，由表2 水库特性曲线查得，即图2-1。
图2-1 水库Z-V 关系曲线表2-3 某水库q=f （V ）关系曲线计算表库水位)(m Z 140 140.5 141 141.5 142 142.5 143 溢洪道堰顶水头)(m H 0 0.511.522.53溢洪道泄量)/(3s m q 溢 0.00 5.66 16.00 29.39 45.25 63.25 83.14 发电洞泄量)/(3s m q 泄 5 5 5 5 5 5 5 总泄流量)/(3s m q 5 11 21 34 50 68 88 库容)(3m V 万305325350375400425455（2）确定调洪起始条件。
由于本水库溢洪道无闸门控制因此起调水位亦即防洪限制水位取为与堰顶高程齐平，即m 140。
相应库容为3410305m ⨯，初始下泄流量为发电流量s m /53。
（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量。
将洪水过程线划分计算时段，初选计算时段s h t 36001==∆填入第一列，表中第二列为按计算时段摘录的入库洪水流量，计算时段平均入流量和时段入库水量，分别填入三四列。
例如第一时段平均入库流量)/(65.1723.3052321s m Q Q =+=+，入库水量为：)(354.665.1736002321m t Q Q 万=⨯=∆+ （4）逐时段试算求泄流过程q ～t 。
因时段末出库流量q 2与该时段内蓄水量变化有关， 例如，第一时段开始，水库水位m Z 1401=，0=H ，s m q /531=，31305m V 万=。
已知s m Q s m Q /3.30,/53231==，假设s m q /05.632=，则)(989.1525.536002321m t q q 万=⨯=∆+，第一时段蓄水量变化值)(365.42232121m t q q Q Q V 万=∆+-+=∆，时段末水库蓄水量图2-2 某水库q=f （V ）关系曲线321305 4.365309.365(m )V V V =+∆=+=万，查V=f （Z ）曲线得m Z 13.1402=，查上图q=f （V ）关系曲线，得s m q /05.632=，与原假设相符。
如果不等需要重新假设，直到二者相等。
以第一时段末2V ，2q 作为第二时段初1V ,，1q ，重复类似试算过程。
如此连续试算下去，即可得到以时段为1h 作为间隔的泄流过程q ～t 。
由V 查图2-1V=f （Z ）关系分别将试算填入表2-5中。
第0～1h 试算过程见表2-4。
表2-4 （第0～1h ）试算过程 （5）根据表2-5中（1）、（5）栏可绘制下泄流量过程线；第（1）、（9）栏可绘制水库蓄水过程线；第（1）、（10）栏可绘制水库调洪后的水库水位过程。
(6)绘制Q ～t ，q ～t 曲线，推求最大下泄流量m ax q按初步计算时段h t 1=∆，以表2-5中第（1）、（2）、（5）栏相应数值，绘制Q ～t ，q ～t 曲线，如图2-6。
由图可知，以h t 1=∆，求得的s m q m /06.173=未落在Q ～t 曲线上（见图虚线表示的q ～t 段），也就是说在Q ～t 与q ～t 两曲线得交点并不是m q 值。
说明计算时段t ∆在五时段取得太长。
将计算时段t ∆在h 4与h 5之间减小为h 4.0与h 2.0，重新进行试算。
则得如表2-5中的第（6）栏相应h t 4.4=、h 6.4、h 8.4的泄流过程。
以此最终成果重新绘图，即为图2-6以实线表示的q ～t 过程。
最大下泄流量m q 发生在h t 8.4=时刻，正好是q ～t 曲线与Q ～t 曲线得交点即为所求。
时间 )(h t )/(3s m Q)(m Z )(3m V 万 )/(3s m q )/(3s m Q )/(3s m q )(3m V 万0 5 140 305 517.655.5254.365130.3140.16309.3656.05表2-5 水库调洪计算表时间 )(h t 入库洪水流量 )/(3s m Q时段平均入库流量)/(3s m Q 时段入库水量t Q ∆ )(3m 万 下泄流量)/(3s m q时段平均下泄流量)/(3s m q 时段下泄水量t q ∆ )(3m 万 时段内水库存水量变化V∆)(3m 万水库存水量V)(3m 万 水库水位)(m Z（1） （2）（3） （4）（5） （6） （7） （8） （9） （10） 0 5.0 17.65 6.4 5.005.532.0 4.4 305 140 1 30.3 6.05309 140.16 2 55.5 42.90 15.4 9.65 7.85 2.8 12.6 322 140.41 3 37.5 46.50 16.7 14.14 11.90 4.3 12.5 334 140.66 4 25.2 31.35 11.3 16.53 15.34 5.5 5.8 340 140.777 4.4 21.0 23.10 3.3 16.93 16.73 2.4 0.9 341 140.7953 4.6 19.0 20.00 1.4 17.00 16.97 1.2 0.2 341 140.7997 4.8 17.0 18.00 1.3 17.06 17.031.2 0.1 341 140.8011 5 15.0 16.00 1.2 17.02 (17.0617.041.2 -0.1 341 140.7996 6 6.7 10.85 3.9 16.10 16.56 6.0 -2.1 339 140.7586 7 5.05.852.1 14.70 15.405.5-3.4336140.6900（7）推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z 。
利用表2-5中的第（9）栏各时段末的库容值V ，由库容曲线上即可查得各时段末的相应水位Z ，即表中第（10）栏。
)/(06.173max s m q =的库容为341.341m 万减去堰顶高程以下库容3305m 万，即：341.36m V 万设=，而相应于341.36m 万的库水位，即为m Z 80.140=设。
图2-6 水库设计洪水过程线与下泄流量过程线案例三 小型水电站的水能计算11-15. 某以发电为主的年调节水电站，某设计枯水年各月来水如表11-10所示，该水库的兴利库容为)/(1003s m ，供水期上游平均水位m 40，下游平均水位m 20，7=A ，处理倍数0.3=C 。
每月按30.4d 计算。
(1).推求水库供水期和蓄水期的调节流量（不计损失）。