排洪系统水力计算

⑵排洪系统水力计算
截洪沟采用矩形断面，按以下公式进行水力计算：
流量公式：Q=ω·V
流速公式：V=I R C ⋅
曼宁公式：C= 式中：
Q —流量（m 3/S ）；
ω—过水断面面积（m 2）；
V —流速（m/s ）；
R —水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m ）； I —水力坡度；
C —流速系数（谢才系数）；
n —沟壁粗糙系数（据材料而定），毛石混凝土截水沟内壁n 取0.015、浆砌片石取0.025。

ω=bh
R=ω/(b+2h)
b —沟宽(m )；
h —水深(m )；
一号截洪沟根据其沿程的地形地质情况，其纵向坡度Ⅰ值取为0.03，采用M7.5水泥砂浆砌MU30块石结构，若沟净断面宽取1.5m 、高取1.4 m （充水高度按1.0m 考虑），则其流速和流量的计算如下：
ω=1.5×1.0=1.50(m 2)
R=1.50/（1.0×2+1.5)=0.429(m)
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1R n ⋅
V=34.738×(0.429×0.03)1/2=3.941(m/s)
Q=ω·V=1.50×3.941=5.912(m3/s)
截水沟过水流量已大于了该沟汇流区域的洪峰流量5.188m3/s，最大设计流速为3.941m/s，略小于于浆砌片石水渠允许的最大不冲流速（4m/s），考虑到流速计算未考虑水沟转弯对流速的影响，故该断面可行，可最大限度地排除该区域汇集的洪水。

2#截水沟根据其沿程的地形地质情况，其纵向坡度Ⅰ值取为0.03，采用C20毛石混凝土结构，若沟净断面宽取1.8m、高取1.6m （充水高度按1.2m考虑），则其流速和流量的计算如下：ω=1.8×1.2=2.16(m2)
R=2.16/（1.2×2+1.8)=0.514(m)
C=(1/0.015)×0.5141/6=59.667
V=59.667×(0.514×0.03)1/2=7.409(m/s)
Q=ω·V=2.16×7.409=16.003(m3/s)
截水沟过水流量已大于了该沟汇流区域的洪峰流量14.206m3/s，最大设计流速为7.409m/s，小于毛石混凝土水渠允许最大不冲流速（8m/s），故该断面可行，可最大限度地排除该区域汇集的洪水。

3#截水沟根据其沿程的地形地质情况，其纵向坡度Ⅰ值取为0.03，采用M7.5水泥砂浆砌MU30块石结构，若沟净断面宽取1.2m、高取1.2m（充水高度按0.8 m考虑），则其流速和流量的计算如下：ω=1.2×0.8=0.96(m2)
R=0.96/（0.8×2+1.2)=0.343(m)
V=33.466×(0.343×0.03)1/2=3.395(m/s)
Q=ω·V=3.395×0.96=3.259(m3/s)
截水沟过水流量已大于了该沟汇流区域的洪峰流量1.967m3/s，最大设计流速为3.395m/s，小于浆砌片石水渠允许的最大不冲流速（4m/s），故该断面可行，可最大限度地排除该区域汇集的洪水。

3、截水沟设计要点
因截洪沟沿程未进行工程地质勘察，基岩裸露或埋深情况不详，设计以强风化页岩做为截洪沟基础的持力层，因此，在现场施工前，须事先对基础部位的岩土层进行开挖或开挖后回填，要求基础要坐落在相对稳定和坚实的基岩层面上，要求其地基承载力特征值f ≥400kpa，个别地段基岩埋深过大，也要开挖揭露出强风化基岩顶面（开挖过程中应加强验槽工作，基坑开挖后，必须请甲方、设计和地勘部门现场验槽认可），然后再回填M7.5浆砌片石找平，再在其上做排洪构筑物的基础。

1#、3#截洪沟采用M7.5水泥砂浆砌MU30块石修筑，底部为200mm 厚M7.5浆砌片石找平，截洪沟浇筑完毕后沟外两侧开挖空间要用块石土回填压实。

截洪沟浇筑厚度为0.6m、底厚为0.6m。

2#截洪沟采用C20毛石混凝土浇筑，其内壁和侧壁顶面要采用1：2.5水泥砂浆抹面。

截洪沟为沟埋式，底部为200mm厚M7.5浆砌片石找平，截洪沟浇筑完毕后沟外两侧开挖空间要用块石土回填压实。

截洪沟浇筑厚度为0.4m、底厚为0.5m。

排洪系统布置、结构、工程量及平面布置见附图。