拦河溢流坝水力计算实例
溢洪道水力计算范文
溢洪道水力计算范文溢洪道是一种用于调节水库库容的重要设施，它能够确保水库在降雨较大时不会溢出，从而保护下游地区的安全。
溢洪道的水力计算是设计溢洪道的关键步骤之一，本文将详细介绍溢洪道水力计算的相关内容。
1.溢流量计算溢流量是指在水库库容达到最大限度时，通过溢洪道流出的水量。
计算溢流量的常用方法有经验公式法和理论计算法。
经验公式法是根据历史洪水资料和相关实测数据推导出的经验公式进行计算，适用于缺乏资料和经验的情况。
理论计算法则是利用流体力学原理进行计算，适用于条件较好且有丰富资料的情况。
2.溢流速度计算溢流速度是指水流通过溢洪道时的速度。
溢流速度的计算方法一般有两种：一是根据流量和槽底坡度计算，二是根据经验公式计算。
根据流量和槽底坡度计算需要确定槽底的摩擦系数和槽底的水流速度，然后应用流量公式进行计算。
根据经验公式计算则是根据经验公式直接计算溢流速度，相对简单但准确度较低。
3.堰顶宽度计算溢洪道的堰顶宽度是指溢洪道基底宽度和坡道宽度之和。
堰顶宽度的计算需要考虑上游河床的状况、上游输沙能力以及溢洪道的结构形式。
一般来说，堰顶宽度应满足以下几个方面的要求：满足流量要求、确保安全稳定、控制水流速度、减小溢洪道的地质灾害。
4.溢洪坝高度计算溢洪坝高度是指溢洪道堰顶相对于坝基的高度差。
溢洪坝高度的计算需要考虑上游河道流量、下游地势和地质条件。
一般来说，溢洪坝高度应满足以下几个方面的要求：确保下游地区不受洪水侵袭、防止溢洪坝溢流过高、满足溢洪道设计要求、减小溢洪坝的地质灾害。
总结起来，溢洪道水力计算是保证水库安全运行的重要环节。
通过合理的溢洪道水力计算，可以确保溢洪道的流量、速度、堰顶宽度和溢洪坝高度满足设计要求，从而保证溢洪道在大洪水冲刷下的安全性和稳定性。
为此，设计人员应根据具体情况选择适当的计算方法，并结合实际情况进行合理的参数取值，以提高计算结果的准确性和可靠性。
拦河坝设计规范中的水力学参数与水流计算方法
拦河坝设计规范中的水力学参数与水流计算方法在拦河坝设计规范中，水力学参数和水流计算方法是非常重要的，其确定和计算的准确性直接影响到工程的安全性和可靠性。
本文将对拦河坝设计规范中的水力学参数和水流计算方法进行详细的介绍和分析。
首先，水力学参数是指在拦河坝设计中用来描述水流特性的各种参数。
其中最重要的参数包括流速、流量、水沙含量、水位、水力坡度等。
这些参数的准确确定对于确定拦河坝的坝高、坝宽、过流能力等关键工程参数具有重要的意义。
对于水流计算方法而言，根据拦河坝的设计需求和实际情况，需要运用不同的计算方法。
其中最常用的方法有以下几种：1. 流量计算方法：根据拦河坝设计规范中所要求的流量值，可以采用不同的计算方法进行估算和确定。
常用的方法包括水位流量曲线法、流速面积法、河槽综合计算法等。
这些方法根据不同的参数和水力特性，灵活运用，以确保流量计算的准确性和合理性。
2. 流速计算方法：流速是拦河坝设计中的重要参数之一，它直接关系到水流对坝体的冲击力和破坏力。
常用的流速计算方法包括理论法、经验公式法、水力模型试验法等。
这些方法根据不同的条件和要求，计算流速的精度和可靠性也略有不同。
3. 水沙含量计算方法：水沙含量是指拦河坝下游水流中的悬浮颗粒物浓度，其大小直接影响到坝体的抵御冲刷和颗粒物淤积能力。
常用的水沙含量计算方法包括测量法、取样分析法、比较分析法等。
这些方法根据不同的水体条件和水沙含量的变化，选择合适的计算方法，以准确估算水沙含量的大小和变化趋势。
除了上述的计算方法之外，还有很多与水流有关的参数和计算方法在拦河坝设计中被广泛使用，如水位的测定与计算、水力坡度的确定、水流流向的分析等。
需要注意的是，在进行水力学参数和水流计算方法时，应考虑到所选用方法的适用性和可行性，并结合实际工程情况进行合理的选择。
同时，还应关注计算方法的精度和可靠性，并进行相应的校核和验证。
对于复杂工程和特殊情况，可以采用模型试验和数值模拟等先进的水力学研究方法，以获得更精确和可靠的结果。
溢洪道水力设计计算
一、泄槽水面线应根据能量方程，用分段求和法计算△l1-2=((h2cosθ+a2*v22/(2g))-(h1cosθ+a1*v12/(2g)))/(I-J)J=n2*v2/R4/3b Q13.732.15h2h1v2v1a2a1g0.430.845.4574782.793709 1.05 1.059.81R=0.576423v= 4.125593J=△l1-2= 3.696956式中：△l1-2--分段长度，m；0.838456h1、h2--分段始、末断面水深，m；v1、v2--分段始、末断面平均流速，m/s；a1、a2--流速分布不均匀系数，取1.05；θ--泄槽底坡角度，I---泄槽底坡，I=tgθ；J---分段内平均摩阻坡降；n---泄槽槽身糙率系数，v---分段平均流速R---分段平均水力半径。
1、泄槽上游接宽顶堰、缓坡明渠或过渡断时，h1=hk；2、泄槽上游接实用堰、陡坡明渠时，起始计算断面分别定在堰下收缩断面或泄槽首端以下3hk处，则：h1=q/(φ√2g(Ho-hkcosθ))q g Hoθφhk h1#DIV/0!式中：q---起始计算断面单宽流量，m3/(s*m)；Ho---起始计算断面渠底以上总水头，m；φ---起始计算断面流速系数，取0.95；θ---泄槽底坡坡角；二、泄槽断水流掺气水深的计算hb=(1+ζ*v/100)*hζv h hb式中：h、hb---泄槽计算断面的水深的掺气后水深；v---不掺气情况下泄槽计算断面流速；ζ---修正系数，取1~1.4m/s，流速大者取大值。
三、泄槽收缩段的计算1、波峰后的水深、流速。
h2=h1(√1+8Fr12sin2β-1)/2h1βv g Fr1h2#DIV/0!#DIV/0!v2=v1cosβ1/cos(β1-θ)v1β1θv2式中：β---冲击波波角θ---边墙偏转角Fr1---起始断面弗劳德数h1、h2---起始断面与波峰下游断面水深，m；v1、v2---起始断面与波峰下游断面流速，m/s；2、泄槽边墙收缩（扩散）角θ按经验公式：tgθ= √gh/(kv)g h k v tgθ9.813#DIV/0!式中：h---收（扩）断面首、末断面的平均水深v---收（扩）断面首、末断面的平均流速k---经验系数，可取k=3.03、弯道段最大横向水面差的计算Δh=Kv2b/(gr0)K v b r0gΔh#DIV/0!式中：Δh---弯道外侧水面与中心线水面的高差，m；b---弯道宽度，m；r0---弯道中心线曲率半径，m；K---超高系数，查P53《溢洪道设计规范》0.2442220.8656890.439754θI n R1R20.2442220.2491960.0330.7482444730.4046020.038638Q b v h224.615 5.350.9224.615 6.5626666670.7524.6157.5723076920.6524.6158.3423728810.5924.6159.1148148150.5424.6159.8440.524.61510.472340430.47。
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。
溢流坝水力计算说明书
溢流坝水力计算说明书基本资料见《任务指导书》一、 按明渠均匀流计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线 （1） 由《资料》可知，坝址处河道断面为矩形断面 （2） 计算公式（按明渠均匀流计算，即谢才公式计算）： V=C RiQ=AC RiC=n1R 6/1 A=bn X=b+2h R=XA （3） 计算（五十年一遇Q 和一百年一遇Q 相对应的水深，采用迭代法计算水深，即矩形断面迭代公式为：bh b inQ h 5/25/3)2()(+=a 、迭代法计算五十年一遇 Q=12503m /s 的水深h将已知数据代入公式（Q=12503m /s ，i=0.001,n=0.04，b=52m ）得：52)2.52()001.0125004.0(5/35/3h h +⨯= 首先设水深h 01=0,代入上式，则得h 02=7.759,再将h 02代入上式得h 03=8.613,用同种方法可有：h 04=8.699,h 05=8.708,h 06=8.709,h 07=8.709,综上所述最后得h=8.709m. b 、用迭代法计算一百年一遇Q=14003m /s 相对应水深h如a 所示，用同种方法可解得一百年一遇Q=14003m /s 相对应水深h=9.395m. (4)计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线(图一):溢流坝剖面图下游河道水位与流量关系计算表（表一）（图二）二、 确定溢流堰得堰顶高程并溢流面剖面 （1） 坝顶高程的确定（参考例8-5） a 、 坝上水头H 0计算:3/2)2(0gmB QH σε=计算：1、初步估算 H 0可假定H O ≈H,由于侧收缩系数与上游作用水头有关，侧可先假设侧收缩系数ε，求出H ，再校核侧收缩系数的值。
因堰顶高程和水头H0未知，先按自由出流计算，取σ=1.0，然后再校核。
由题意可知Q=12503m /s ,设ε=0.90，则;3/2)8.9285502.090.00.11250(0⨯⨯⨯⨯⨯⨯=H =6.25(m)2、计算实际水头H 。
各种堰流各种条件下水力计算解析及实例pxs
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。
溢洪道水力计算(报告部分)
溢洪道水面线根据能量方程，用分段求和法计算，公式如下：
式中：
△l1-2：分段长度，m；
h1、h2：分段始末断面水深，m；
v1、v2;分段始末断面平均流速，m；
α1、α2:流速分布不均匀系数，1.05；
θ：溢洪道底坡角度，（0）；
i：底坡，i＝tgθ；
J：分段内平均摩阻坡降；
n：糙率系数；
桩
水深(m)
流速(m/s)
设计底高程(m)
水面线（m）
号
0+000
1.100
1.548
1.540
1.840
0+020
1.100
1.548
1.540
1.840
0+040
0.733
2.681
1.029
3.178
0+060
0.468
4.853
0.730
5.176
0+080
0.918
2.783
1.289
3.298
1.1溢洪道
溢洪道基本情况说明
1.1.1溢洪道水力计算
1、临界水深计算
采用以下公式计算：
式中：
hk:临界水深，m；
α：不均匀系数，取1.05；
q：单宽流量，m/(s.m)；
计算得：hkm。
2、正常水深计算
采用以下公式计算：
Q=CA Ri
式中：
3
Q：溢洪道200年一遇泄量，m/s；
C：谢才系数，采用曼宁公式计算，C=1R1/6
式中：
△S：上、下游断面间的水平距离，m；
Z1，Z2：1、2断面水位，m；
3
溢洪道水力计算(刚刚来过)
水深
流速
h
v
1.95287844 4.27147255
1.72941966 4.82339067
1.50596089 5.53909915
1.28250211 6.50421283
1.05904333 7.87660564
0.83558455 9.98303122
修正系数 ζ
1 1.1
掺气后水深 hq
1.04773326 4.99995434
0.85847701 4.99974549
0.75538783 4.99982403
0.68861078 5.00000288
0.64150427 5.00016856
0.60652796 5.0000632
0.57966032 5.00041114
0.55851644 5.00021162
1.95287844 1.72941966 1.50596089 1.28250211
1.14246 0.92734289
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 2.73450856 0.39564601 50.0503807 0.45575143
出口断面 0.83558455 5.01350731 9.98303122 5.33353506 6.07627707
泄槽段水位差：
计算式
hk
h0
△h
不均匀系数 α
△h=hk-h0 1.95287844 0.83558455 1.11729389 1.05
分段并确定各段计算水深：
h1
h2
h3
h4
h5
水库溢洪道水力计算201204
《水力计算与测试技术》课程实训指导书
指导教师：赖永辉
二○一二年四月二十日
水库溢洪道水力计算
位于某水库的带胸墙宽顶堰式河岸溢洪道，采用弧形闸门控制泄流量。
溢洪道共4孔，每孔净宽8米。
闸墩墩厚2米，墩头为尖圆形。
翼墙为八字形，闸底板高程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1（图1打印为A3纸）。
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2。
当溢洪道闸门全开，要求：
1.
绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2.
绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3.
计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。
图1
图2。
六股河拦河闸溢流坝除险加固设计与计算分析
３ 除险加 固方案
鉴 于坝体 仅 为 外 包 结 构 破 损 ， 填 心 部 位 大 部 分 筋混 凝土 护面 ， 拆 除和新 浇 混凝 土厚 度均 为 ０ ． １ ０ ｍ。 由于 冲沙 闸位 置 进 行 了调 整 ， 将右侧 靠近河岸 的 ３
因此本次除险加固将溢流面拆 除， 重新浇筑钢 闸孔 宽 １ ． ４ １ ｍ， 共 设 ９个 中墩 ， 中墩 宽 ０ ． ５ ０ ｎ ｌ ， 边 墩 完好 ，
左 侧边跨 溢 流 坝 、 ｌ ５跨 ２ Ｏ ． ０ ０ ｉ ｎ中跨 溢 流 坝 、 ｌ ０孔 跨 溢 流坝 ， 右侧 宽 ８ ０ ． ０ ０ ｉ ｎ ， 由 ４跨２ ０ ． Ｏ ０ ｍ宽左 侧 边 ２ ０ ． ８ ２ １ ｍ 冲沙 闸 及 ４跨 ２ ０ ． ０ ０ ｍ 右 侧 边 跨 溢 流 坝 跨 溢 流坝 组成 ， 溢 流坝 坝 顶 高 程 为 １ ４ ． ３ ５ ｍ， 坝 基 高
摘
要： 葫芦 岛市绥 中县六股河拦河 闸位 于葫芦 岛市绥 中县境 内 ， 六股河干流上 。工程地处绥
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中县城防洪段 ， 肩负着灌 溉、 防洪和县 城生 态景 观 的任 务。拦 河 闸建成 后运行 了３ ３ ａ ， 由于冻
融破坏 ， 闸门渗漏严重 ， 不能正常运用 。文章对拦 河 闸溢 流坝存 在的主要 问题进行 了阐述 ， 提 出了除险加 固设计方案 ， 并进 行了工程 布设 与水力计算 与分析 ， 最后工程除 险加 固设计满足 工
组成。
１ ． １ 溢 流坝
程为１ ３ ． １ ０ ｍ， 堰型为曲线型驼峰堰 ， 底宽 ｌ ２ ． Ｏ ０ ｍ，
中间为砂 砾料 填心 ， 外 包混凝 土 结构 。
溢流坝坝顶高程为 １ ４ ． ３ ５ ｍ， 坝基高程为 １ ３ ． １ Ｏ 目前 ， 拦 河 闸坝 体 的混 凝 土 抹 面 脱 落 ， 裂 缝 严 ｉ ｎ ， 堰 型 为 曲线 型驼 峰 堰 ， 底宽 １ ２ ． ０ ０ ｍ， 中间 为 砂砾 重 ， 局部坝内填料掏空 。铺盖表层混凝土发生剥蚀 ， 料填心 ， 外包混凝土结构 。 粗 骨料外 露 。下 游消 能设 施 被 冲毁 。坝 基 防 渗木 板
溢流坝水力计算说明书
溢流坝水力计算说明书基本资料见《任务指导书》一、按明渠均匀流计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线（1）由《资料》可知，坝址处河道断面为矩形断面（2）计算公式（按明渠均匀流计算，即谢才公式计算）：V=C Ri Q=AC Ri C=1R1/6A=bn X=b+2h R=-n X（3）计算（五十年一遇Q和一百年一遇Q相对应的水深，采用迭代法计算2/5a迭代法计算五十年一遇Q=1250m3/s的水深h将已知数据代入公式（Q=1250m3/s，i=0.001,n=0.04, b=52m）得：3/5h _（0.04 1250）3/5 （52. 2h）Jo.001 52首先设水深h°1=0,代入上式，则得h°2=7.759再将h°2代入上式得h°3=8.613用同种方法可有：血4=8.699门05=8.708,压=8.709加=8.709综上所述最后得h=8.709m.b、用迭代法计算一百年一遇Q=1400m3/s相对应水深h如a所示，用同种方法可解得一百年一遇Q=1400m3/s相对应水深h=9.395m. （4）计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线水深，即矩形断面迭代公式为: h =(门Q)3/5 (b 2h)设计店巾说43$•「心f（图一）：溢流坝剖面图下游河道水位与流量关系计算表序 号 水深h 面积A湿周X水力半径R 谢才系 数C流速 v 流量Q水位▽备注1 1.000 52.00054.0000.963 24.843 0.771 40.088 406.0002 2.000 104.000 56.000 1.857 27.717 1.194 124.223 407.0003 3.000 156.000 58.000 2.690 29.482 1.529 238.522 408.0004 4.000 208.000 60.000 3.467 30.756 1.811 376.656 409.0005 5.000 260.000 62.000 4.194 31.747 2.056 534.525 410.0006 6.000 312.000 64.000 4.875 32.554 2.273 709.160 411.0007 7.000 364.000 66.000 5.515 33.230 2.468898.283412.0008 8.000 416.000 68.000 6.118 33.809 2.644 1,100.077 413.00098.709452.868 69.418 6.524 34.174 2.760 1,250.004 413.70950年一遇10 9.000 468.000 70.000 6.686 34.313 2.806 1,313.059 414.00011 9.395 488.540 70.790 6.901 34.495 2.866 1,399.992 414.395 100 年一遇 12 9.620500.240 71.2407.022 34.595 2.899 1,450.178 414.620槽深13 10.000 520.000 72.0007.22234.7582.954 1,535.998415.000（表一）（图二）416.000 m （ 位 单 位 水水位▽水位〜流量关系曲415.000 414.000 413.000 412.000 411.000 410.000 409.000 408.000 407.000 406.000 405.000流量单位（m3/s ）二、确定溢流堰得堰顶高程并溢流面剖面(1)坝顶高程的确定(参考例8-5)a、坝上水头H o计算：H0=(——Q)2/3二mB、2g计算：1、初步估算H。
溢流坝水力计算
任务一拦河溢流坝水力计算实例1. 设计洪水流量为511 62. 坝址处河底高程为43.50m 8843. 由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00m 885.54.为减少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 155.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. 坝下水位与河道过水断面面积关系曲线，见图1； 8. 坝基土壤为中砾石；9. 河道平均低坡i=0.00127 0.037 10.河道实测平均糙率n=0.00127：35040045050055030048.048.549.049.550.050.551.0010020030040050044.044.545.045.546.046.547.047.548.048.5河道过水断面面积(m/s)坝前水位（m )坝下水位（m )河道流量（m/s)水力计算任务：1. 确定坝前设计水位：2. 绘制坝前水位与流量关系曲线：3.坝前消能计算：分析1，确定坝前的设计洪水位：一，根据题意可知，坝前设计洪水位取决与坝顶高程及设计水头H d ，已知坝顶高程为48.00mm,求出H d 即可确定坝前设计洪水位。
溢流坝设计水头H d 用堰流的基本公式Q=ϕεσB g 2H 230计算：因式中H 0，ε，及ϕ均与H d 有关，不能直接求出H d ，故用试算法求解。
设H d =2.41m,则坝前水位=48.00+2.41=50.41m按坝前水位由图一可以查的河道过水断面的面积A 0=500m 3,又知道设计洪水流量Q=511m 3/s.则V 0=0A Q =500511=1.02m/s gav 22=0.053m H 0= H d +gav 22=2.41+0.053=2.46m按设计洪水流量Q,由图二，查的相应坝下水位47.8m ，下游水面没有超过坝顶高度：H T =47.8-4.80=-0.2m: A 1=48-43.5=4.5mA 1/ H 0=4.5/2.463=1.83<2.0: H T / H 0=-0.2/2.463<0.15可以判断为淹没出流：根据公式ε=1-0.2)([[][εηϕ+*-1n NBH 0]代入数值可知ε=1-0.2*0.7*2.46/60=0.994由A 1/ H 0：H T / H 0查表可知ϕ=1:对于WES 为实用堰，当水头为设计水头时，流量系数m=0.502: Q=ϕεσB g 2H 230=0.994*1*0.502*60*6.19*2.4623 =511.4 m 3/s.设计结果与设计水流量基本相同，说明假设H d 值是正确的，故设计水头H d =2.46m.坝前设计洪水位=坝顶高程+ H d =48.00+2.46=50.46m 分析2，绘制坝前水位与流量关系曲线：（1） 分析，设H 0=H=2:为自由出流，则φ=1则H 0/H d =2/2.41=0.83；查表可知m=0.49 则流量的第一次运算值：ε=1-0.2)([[][εηϕ+*-1n NBH 0]=1-0.2*0.7*2/60 =0.99532H θε==0.995*0.49*606.19*322=366 m 3/s 则坝前水位=48+2=50m:查表可知0A =4702mV 0=0A Q =366470=0.78 m/s ： g av 22=0.03H 0= H d +gav 22=2+0.03=2.03m则流量的第二次计算；ε=1-0.2)([[][εηϕ+*-1n NBH 0]=1-0.2*0.7*2.0360=0.99532Hθε==0.995*0.49*606.19*322.05=374.5 m3/s验证：Q=374.5 m3/s查坝下水位为47.20mm则sh=47.20-48.00=-0.8m 0shH=1000.80 4.50.390.15; 2.22 2.02.03 2.41sh aH H=-=-<==>符合实用堰自由出流的条件：为自由出流，原假设的出流情况是对正确的。
溢洪道水力计算书
1.基本资料1.1 水文规划资料根据调洪计算成果，后胡水库溢洪道消能防冲按30年一遇洪水标准设计，其相应下泄流量为204m3/s，50年设计洪水其相应下泄流量为234.5m3/s。
1000年洪水校核，其相应下泄流量为651.7m3/s。
1.2 溢洪道现状溢洪道位于大坝左岸，为开敞式，进口高程153.50m，下游河底高程136.00m，总落差17.50m，溢洪道总长457.4m，最大泄量651.7m3/s。
现状溢洪道一级明渠段右岸边坡进行了护砌，左岸边坡未防护，一级陡坡以下工程均未修建。
2. 设计标准本次设计溢洪道轴线结合工程现状布置进行布置，溢洪道总长度为396.581m，底宽28.0m。
溢洪道工程共分9个部分，具体设计如下。
1、进水渠段位于溢洪道桩号0+000～0+038.8之间，总长38.8m，底宽28.0m，底坡为-1/1000，底部不护砌。
进水渠段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
2、控制段位于溢洪道桩号0+038.8～0+058.8之间，总长20m，底宽28.0m，底坡为平坡，采用M7.5浆砌石护底，厚30cm。
控制段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
3、一级明渠段位于溢洪道桩号0+058.8～0+148之间，总长89.2m，底宽28.0m，底坡1/1000，底部在桩号0+138.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护底，厚30cm，其余不护砌。
明渠段右岸边坡桩号0+058.8～0+076之间维持现状护坡不变；右岸桩号0+076～0+148采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1:1。
明渠段左岸桩号0+058.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。
4、一级陡坡段位于溢洪道桩号0+148～0+198之间，长50m，底宽28m，为梯形断面，底坡1/5，落差7.85m。
水力计算案例分析解答
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。
溢流坝水力计算707
溢流坝水力计算1.确定坝前的设计洪水位利用堰流的基本公式Q=σεmB H03/2计算：因式中H，，及σ均与H有关，不能直接求出Hd，故用试算法求解。
故列表1如下水）H(m)m σQ(m/s)2.562 0.502 0.996 1 543.8由于已知流量Q=550 m/s，故以H d=2.55来计算。
设Hd=2.55m,则坝前水位=48.00+2.55=50.55m由坝前水位图一查的河道过水断面的面积A=540m,已知设计洪水流量Q=550m/s.则v0=Q/A=550/540=1.02m/sH1=αv2/2g=0.053mH0= Hd+H1=2.55+0.052=2.587m由设计洪水流量Q,由图二，查的相应坝下水位48.05m，下游水面超过的坝顶高度：h s=48.05-48.0=0.05ma1=48-43.5=4.5m∴该淹流为淹没出流∴a1/ H=4.5/2.587=1.739<2.0 h s/ H=0.05/2.587=0.02<0.15，查表可知此淹没系数σ接近1，故σ=1根据公式=1-0.2[﹙n-1﹚*ζ0+ζk ]*H0/nB代入数值可知=1-0.2*0.7*2.587/60=0.996对于WES为实用堰，当水头为设计水头时，流量系数m=0.502:Q=σεmB H3/2=0.996*1*0.502*60**2.5873/2=550.1m/s.最后结果与设计水流量基本相同，说明假设Hd的值是正确的，故设计水头H=2.587m.坝前设计洪水位=坝顶高程+ Hd=48.00+2.55=50.55m2.确定坝身剖面尺寸及绘出坝身剖面图相关数据:R1=0.5Hd =1265㎜ R1=0.2Hd=506㎜ R1=0.04Hd=101.2㎜水平：b1=0.175Hd =442.75㎜ b1=0.276Hd=698.28㎜ b1=0.2818Hd=712.945㎜大坝顶下游OC段方程为：y=x1.85/(2*H0.85)=x1.85/(2*2.530.85)接着是下游堰面直线CD，最后是反弧段DE,由于下游a1=4.5m＜10m,故反弧段得半径R=0.5a1=2.25m 所以坝身剖面图为图1：图13.绘制出坝前水位与流量的关系曲线（1）分析，设H0=H=2 为自由出流，则σ =1则H0/Hd=2/2.55=0.78；所有查表可知m=0.48则流量的第一次运算值：=1-0.2[﹙n-1﹚*ζ0+ζk ]*H0/nB =1-0.2*0.7*2/60=0.995Q=σεmB H3/2 =0.995*0.48*60*=358.8 m/s则坝前水位=48+2=50m:查图可知A=470V0=Q/A=358.8/470=0.764 m/s： H1=αv2/2g =0.03H= H+H1=2+0.03=2.03m流量的第二次计算；=1-0.2[﹙n-1﹚*ζ0+ζk ]*H0/nB=1-0.2*0.7*=0.995Q=σεmB H=0.995*0.48*60*2.033/2=366.9 m/s 流量的第三次计算；验证： v0= Q/A=366.9/470=0.78 m/s：H2=0.03H= H+H2=2+0.03=2.03m所以Q=366.9 m/s查图得到坝下水位为47.15m则hs=47.15-48.00=-0.85m符合实用堰自由出流的条件,为自由出流，所以原假设的出流情况是对正确的。
水闸综合水力计算实例
水闸水力计算一、基本资料某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务。
在汛期，当邻闸泄流量达5000m 3／s时，本闸开始泄洪。
根据工程规划，进行水力计算的有关资料如下：1．水闸宽度设计标准．(1)设计洪水流量为1680m 3／s，相应的上游水位7.18m，下游水位为6.98m；(2)校核洪水流量为l 828m 3／s，相应的上游水位为7.58m，下游水位为7.28m．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5000m 3／s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5.50m，下游水位为2.50m，并规定闸门第一次开启高度m。
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6.50m，下游水位为-1.20 m：(2)校核情况：上游水位为7.00m，下游水位为-120m。
4．水闸底板采用倒拱形式，底板前段闸坎用浆砌块石填平。
为了与河底超高相适应，闸坎高程定为-1.00m，倒拱底板高程为-1.50m．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m．翼墙为圆弧形，圆弧半径m．6闸址处河道断面近似为矩形，河宽m．7．闸基土壤为中等密实枯土．8．水闸纵剖面团及各部分尺寸见图15.1。
二、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．三、水力计算：1、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＝1680m 3／s，相应的上游水位为7.18m，闸坎高程为-1.00m，则宽顶堰堰上水头m又知河宽m，则下游水位为6.98m，则下游水面超过堰顶的高度由表10.9知，为宽顶堰淹没出流．据堰流基本公式 (10.4)；可得水闸溢流宽度对无坎宽顶堰。
溢洪道水力计算
一、设计依据：二、基本资料：第一段泄槽的角度 2.2906°糙率：0.015闸孔数3闸孔宽10.00闸墩厚1.50堰顶高程929.00m Q=196(m 3/s)校核洪水位931.35m Q=102(m 3/s)设计水位930.52m Q=87.3(m 3/s)30年一遇水位930.37m2.35m 1.52m下游水位：设计902.65m 校核904.04m 30年一遇水位902.4m 30年一遇水位到堰顶高差 1.37m 三、计算内容：1、溢洪道泄流能力计算：溢流堰采用驼峰堰面曲线：H max —校核水位下的堰上水头 2.35m H d —堰面曲线定型设计水头（取0.75H max )H d =1.76m流量系数的计算为：m=0.385+0.224(P 1/H 0)0.934m=0.448下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算：3、水文资料2、《溢洪道设计规范》1、《水力学》30年一遇水位下的流量：设计水位到堰顶高差：P1/H0=0.255<0.34校核水位下的流量：设计水位下的流量：校核水位到堰顶高差：泄流量的计算：2/302Hg B m Q e =式中：Q—B—30mb—10.00mn—3H 0—计入行近流速水头的堰上总水头，(m)2.35mg—重力加速度，（m/s 2)； g=9.81m—堰流量系数；m=0.448ε—ε=0.975ζ0—ζ0=0.45ζK —ζK =0.7Q=208.858m 3/s2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：临界水深及临界底坡的计算公式为：式中：校核设计α—α= 1.05 1.05q—q= 6.533 3.400x k —x k =36.31935.147R—R= 1.508 1.008C k —C k =71.38866.755b k —b k =3333校核设计闸孔数目；闸墩侧收缩系数，由下式计算得：流量，m 3/s溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb 单孔宽度，(m)中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得：边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：临界谢才系数临界水深对应水面宽（m ）流速不均匀系数泄槽单宽流量（m 3/sm ）临界湿周（m ）水力半径（m ）根据以上参数计算得：由上计算得：2/302Hg B m Q e =nbH k n 0])1([2.010z z e -+-=32gq k h a =kK kbC gx k i 2a =h k = 1.659h k =1.074i k =0.0020176i k =0.0022330式中：校核设计30年一遇q—q=5.939 3.091 2.645H 0—H 0=2.952.121.97θ—θ= 2.2906oφ—φ=0.95校核设计30年一遇h 1=1.0150.5950.523泄槽起始断面水深：h 1=1.0150.5950.5234、泄槽段水面线的推算：3、泄槽段起始水深h 1计算：水面曲线的推算见附表一：起始计算断面渠底以上总水头，（m ）；假定一个初始值h 1(m)起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：泄槽水面线根据能量方程，采用分段求和法进行计算，计算公式如下：计算结果如下：起始计算断面流速系数；泄槽底坡坡角；起始计算断面单宽流量，m 3/(s.m)；)cos (2110q fh H g qh -=Ji h h gv gv l -+-+-=D )cos ()cos (212211122222a a q q 3/422R v n J =21i i v v v +-=21ii R R R +-=5、泄槽由缓变陡时抛物线的推求：泄槽在（泄0+037.156)段由缓变陡,采用抛物线连接，方程为：式中：x 、y—以缓坡泄槽段末端为原点的抛物线横、纵坐标，m ；θ—缓坡泄槽底坡坡角，θ= 2.2961004°H 0—抛物线起始断面比能，m ；h—抛物线起始断面水深，m ；v—抛物线起始断面流速，m/s ；α—流速分布不均匀系数，取α=1.0K—系数，K=1.3以设计水位来推求抛物线：h=0.446m v=14.591m/s所以：H 0=11.308m1/K(4H 0cos 2θ)=0.03864598y=0.04x+0.03865x2求切点得：后接陡坡坡度为K=0.4所以y=0.4x+b 求切点得：由（1）、（2）式得：x= 4.657y=1.025挑流水舌外缘挑距按下式计算：6、挑流消能计算：])cos (2sin cos cos sin [212211211h h g v v v L +++=q q q q q )cos 4(202q q H K x xtg y +=gvh H 202a +=)2(4.0®=¢y )1(0773.004.0®+=¢x y冲刷坑最大水垫深度计算公式为：式中：L—挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m ）；θ—θ=20h 1—设计校核30年一遇h 1=0.3660.6130.327h 2—h 2=2.3mv 1—鼻坎坎顶水面流速，（m/s ），可按鼻坎处平均流速v 的1.1倍设计校核30年一遇v 1=20.42223.4519.599T—自下游水面至坑底最大水垫深度，（m ）；q—鼻坎末端断面单宽流量，m 3/(s.m)；设计校核30年一遇q= 6.813.0675.820设计校核30年一遇Z—Z=27.8727.3127.97k—k=1.4由上可得：设计校核30年一遇L=33.29042.70030.987T=8.38811.5697.767根据《规范》A.3.2的计算公式：7、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：上、下游水位差，（m ）；鼻坎坎顶至下游河床高程差挑流鼻坎末端法向水深（m ）；])cos (2sin cos cos sin [212211211h h g v v v L g+++=q q q q q 4/12/1Z kq T =hh vb )1(100z +=式中：h 、h b —v —ζ—ζ=1.4s/m由上计算可知，h b 最大值为1.308m,所以考虑泄槽边墙的超高，所以泄槽的边墙高度取2.5m 。
拦河溢流坝水力计算实例
拦河溢流坝水力计算实例一、一、资料和任务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。
进行水力计算的有关资料有：1．1．设计洪水流量为550米3/秒；2．2．坝址处河底高程为43.50米；3．3．由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00米；4．4．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=60米；5．5．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；6．6．坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图1；7．7．坝下水位与河道流量关系曲线，见图2；8．8．坝基土壤为中砾石；9．9．河道平均底坡i=0.00127；图1图210.河道实测平均糙率n=0.04。
水力计算任务：1．1．确定坝前设计洪水位；2．2．确定坝身剖面尺寸；3．3．绘制坝前水位与流量关系曲线；4．4．坝下消能计算；5．5．坝基渗流计算；6．6．坝上游壅水曲线计算。
二、 二、 确定坝前设计洪水位坝前设计洪水位决定于坝顶高程及设计水头d H ，已知坝顶高程为48.00米，求出d H 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2/302H g mB Q 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。
设d H =2.53米，则坝前水位=48.00+2.53=50.53米，按坝前水位由图1查得河道过水断面面积A 0=525米2，又知设计洪水流量Q=550米3/秒，则0v ＝0A Q ＝525550＝ 1.03米/秒 g av 220＝8.9203.10.12⨯⨯＝0.056米0H =d H +g av 220=2.53+0.056 = 2.586米按设计洪水流量Q ，图2查得相应坝下水位为48.17米。
下游水位超过坝顶的高度s h =48.17－48.00=0.17米o s H h =586.217.0=0.066＜0.15下游坝高1P =48.00—43.50=4.50米o H P 1=586.250.4=1.74＜2.0因不能完全满足实用堰自由出流条件: o s H h ≤0.15及o H P 1≥2.0,故为实用堰淹没出流。
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拦河溢流坝水力计算实例一、一、资料和任务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。
进行水力计算的有关资料有：1．1．设计洪水流量为550米3/秒；2．2．坝址处河底高程为43.50米；3．3．由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00米；4．4．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=60米；5．5．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；6．6．坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图1；7．7．坝下水位与河道流量关系曲线，见图2；8．8．坝基土壤为中砾石；9．9．河道平均底坡i=0.00127；图1图210.河道实测平均糙率n=0.04。
水力计算任务：1．1．确定坝前设计洪水位；2．2．确定坝身剖面尺寸；3．3．绘制坝前水位与流量关系曲线；4．4．坝下消能计算；5．5．坝基渗流计算；6．6．坝上游壅水曲线计算。
二、 二、 确定坝前设计洪水位坝前设计洪水位决定于坝顶高程及设计水头d H ，已知坝顶高程为48.00米，求出d H 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2/302H g mB Q 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。
设d H =2.53米，则坝前水位=48.00+2.53=50.53米，按坝前水位由图1查得河道过水断面面积A 0=525米2，又知设计洪水流量Q=550米3/秒，则0v ＝0A Q ＝525550＝ 1.03米/秒 g av 220＝8.9203.10.12⨯⨯＝0.056米0H =d H +g av 220=2.53+0.056 = 2.586米按设计洪水流量Q ，图2查得相应坝下水位为48.17米。
下游水位超过坝顶的高度s h =48.17－48.00=0.17米o s H h =586.217.0=0.066＜0.15下游坝高1P =48.00—43.50=4.50米o H P 1=586.250.4=1.74＜2.0因不能完全满足实用堰自由出流条件: o s H h ≤0.15及o H P 1≥2.0,故为实用堰淹没出流。
根据o s H h 及o H P 1值由《水力计算手册》曲线型实用堰的淹没系数图查得σ=0.999。
因溢流坝为单孔堰，溢流孔数n=1；溢流宽度B=b=60米。
按圆弧形翼墙由边墩系数表查得边墩系数ζk =0.7，则侧收缩系数nbH n k 00])1[(2.01ζζε+--==1－0.2×0.7×601586.2⨯=0.994对于WES 型实用堰，当水头为设计水头时，流量系数m =d m =0.502，于是可得溢流坝流量2/302H g mB Q σε==0.999×0.994×0.502×602/3586.28.92⨯⨯=550.6米3/秒计算结果与设计洪水流量基本相符，说明假设的d H 值是正确的，故取设计水头d H =2.53米。
坝前设计洪水位=坝顶高程+d H=48.00+2.53=50.53米三、 三、 确定坝身剖面尺寸坝顶上游曲线的有关数据计算如下：1R =0.5d H =0.5×2.53=1.265米2R =0.2d H =0.2×2.53=0.506米3R =0.04d H =0.04×2.53=0.101米1b =0.175d H =0.175×2.53=0.443米2b =0.276d H =0.276×2.53=0.698米3b =0.2818d H =0.2818×2.53=0.713米坝顶下游曲线方程为y =85.085.12dH x =85.085.153.22 x =402.485.1x按上式计算的坝顶下游曲线坐标x ，y 值列于表1。
因下游坝高1P=4.5米<10米，故取坝末端圆弧半径为 R =0.51P =0.5×4.5=2.25米按上述数据绘制的坝身剖面图见图3。
图3四、 四、 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2/302H g mB Q σε=计算。
现以H =2.0米为例说明求流量的方法。
因0A 为未知，无法计算0v 及0H ，故先取0H ≈H =2.0米。
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d H H /0=53.20.2=0.791，由《水力计算手册》流量系数图查得m =0.485。
则侧收缩系数nb H n k 00])1[(2.01ζζε+--==1－0.2×0.7×6010.2⨯=0.995则流量的第一次近似值2/302H g mB Q σε==1×0.995×0.485×602/328.92⨯⨯=362.6米3/秒按坝前水位=48.0+2.0=50.0米，由图1查得0A =459米2， 则0v ＝0A Q =4596.362=0.79米/秒 g av 220＝8.9279.00.12⨯⨯＝0.031米0H =H +g av 220=2.0+0.031=2.031米ε=1-0.2×0.7×601031.2⨯=0.995则流量的第二次近似值Q=1×0.995×0.485×608.92⨯×2/3031.2=3713米/秒因流量的微小变化，对0v 及0H 影响甚小,故以上所求Q 值可认为正确。
校核出流情况，按Q =371米3/秒由图2查得相应的坝下水位位47.20米。
则s h =47.20-48.00= -0.80米0H h s =031.280.0-= －0.394＜0.15 01H P =031.250.4=2.22＞2.0满足实用堰自由出流条件，为自由出流，原假设的出流情况是正确的。
再设几个H ，按上法计算相应的Q ，计算成果列于表2。
按表2的数据绘制坝前水位与流量关系曲线于图4。
表 2图4五、坝下消能计算(一)确定消能设计流量设一系列流量Q ,求出一系列相应的临界水跃跃后水深 "c h 及t h c -"(t 为下游水深)。
绘出（t h c -"）～Q 关系曲线，由该曲线找出相应于(t h c -")为最大值时的流量即为消能设计流量.现以Q =229.9米3/秒为例求(t h c -")值。
单宽流量q =B Q =609.229=3.833米/秒﹒米临界水深k h =32g aq =328.983.30.1⨯=1.144米由表2查得0H =1.516米，则0T =0H +1P =1.516+4.5=6.016米k o h T =144.1016.6=5.26按k o h T 及ϕ=0.90由矩形断面底流式消能水力计算求解图查得k c h h ''=2.2 ，则"ch =2.2k h =2.2×1.144=2.517米按Q=229.9米3/秒由图2查得相应坝下水位为46.2米，则相应下游水深t =46.2－43.5=2.7米于是183.07.2517.2"-=-=-t h c 米设一系列Q 值，按上述方法求得一系列相应的(t h c -") 值,计算结果列于表3。
由表3可知,相应于(t h c -") 最大值时的Q=80米3/秒,故采用消能设计流量为80米3/秒。
当Q=80米3/秒时,下游发生远离水跃,需做消能工，现拟做消力池。
(二)求消力池深度d已知Q =80米3/秒,由表3查得q =1.333米3/秒/米, k h =0.566米，0T =5.288米, t =1.25米，则k o h T =566.0288.5=9.342 k h t =566.025.1=2.208按k o h T ,k h t 及90.0=ϕ由矩形断面底流式消能水力计算求解图查得 k h d=0.55,则池深d = k k h h d =0.55×0.566=0.311米采用d=0.4米。
消力池池底高程=河底高程d -=43.5－0.4=43.1米 (三)求消力池长度lk h d T +0= 566.04.0288.5+=10.05按k h d T +0及ϕ=0.90由矩形断面底流式消能水力计算求解图查得k c h h =0.25, k c h h "=2.70，则c h =kk ch h h =0.25×0.566=0.142米"c h =kkch h h ''=2.70×0.566=1.528米则水跃长度j l =6.9("ch －c h )=6.9(1.528－0.142)=9.563米故池长L=0l +0.8j l =0+0.8×9.563=7.65米采用l =8米。
(四)求海漫长度p lp l Hq k ∆=式中q 为相应于设计洪水流量时的单宽流量,由表3查得q =9.177米3/秒/米;上下游水位差H ∆=50.53－48.12=2.41米；河床土壤为中砾石,取系数K=8。
故得p l 20.3041.2177.98.0==米采用p l =30米。
六、坝基渗流计算坝基渗流主要是计算渗径长度和坝底渗流压强。
因本工程对控制渗流量要求不高,故不必计算渗流量。
坝基渗流按上下游最大水位差的情况计算。
最大水位差出现在坝前水位与坝顶齐平、坝下无水的情况,即最大水位差5.430.48-=H =4.5米(一) (一) 计算渗径长度为增加渗径长度和减小坝底渗流压力,于坝前增设一长5米厚0.5米的重粘土防渗铺盖层。
初步拟定的坝底轮廓线如图3所示。
折算渗径长度L=铅直L +水平L 31其中铅直L =21-l +43-l +65-l +87-l +109-l +1413-l=1.0+1.0+225.00.1++225.05.0++0.2+1.7=5.73米水平L =32-l +54-l +76-l +98-l +1110-l +1211-l +1312-l=5.0+1.0+3.0+7.5+3.0+224.05.0++0.5=20.64米则L=5.73+31×20.64=12.61米坝基土壤为中砾石（有反滤层），由表查得渗径系数0C ＝2.5，则 H C 0=2.5×4.5=11.25米因L ＞H C 0，坝底轮廓线长度满足防渗要求。
（二）计算坝底渗流强度按计算坝底渗流压强的方法求得坝底各点的渗流压强p ，列于表4。