溢流坝水力计算说明书

水力计算手册

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60. 已知某重力坝剖面尺寸及计算点坐标如下图所示。取单位坝长分析：铅直力总和 Σ W=25129.5 （ kN ）（未计及扬压力，方向向下为正）水平力总和 Σ P=-10510 （ kN ）（指向上游为正）对坝底截面形心力矩总和 Σ M=-37561.8 （ kN.m ）（未计及扬压力，Σ M 的符号，
8
高程（米） 166.0 149.5 133.0 116.5 100.0
R外（米） 80 80 80 80 80
T （米）
4.5 10.9 17.3 23.6 30.0
表一
R内（米）
平均半径 R（米）
75.5
77.75
69.1
74.5562.7ຫໍສະໝຸດ 71.3556.4
68.2
50.0
65.0
半中心角（度）
2
19. 简述溢流重力坝的工作特点和类型。 20. 溢流重力坝孔口设计的影响因素有哪些？简述孔口形式类型及其特点。 21. 溢流重力坝通常设计成等同的奇数孔，为什么？ 22. 为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？ 23. 简述空化和空蚀的概念，流速大于多少时就可能发生空蚀？什么是引起溢流面发生空蚀的主要原因？空化数大于初生空化数时会发生空蚀现象吗？ 24. 掺气虽然可减少空蚀，但也存在什么不利之处？ 25. 水流脉动对溢流坝有什么害处？ 26. 溢流面体形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲线？ 27. 溢流坝常用的消能方式有哪几种？消能机理、适用条件如何？ 28. 折冲水流是如何形成的？有哪些防止措施？ 29. 为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？ 30. 简述坝身泄水孔的作用和特点及其分类。 31. 坝身泄水孔进口通常用什么曲线？为何需设平压管和通气孔？ 32. 画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置了封闭的灌浆帷幕、排水孔幕的布置和抽排水设施时的扬压力图形。 33. 重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？这些要求与天然地基的条件之间有哪些矛盾？ 34. 重力坝地基处理的措施有哪些？ 35. 固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？简述各自的设计内容、原则和方法。 36. 简述重力坝坝基的防渗与排水措施。 37. 陡、缓倾角顺流方向断层通常采用什么措施处理？横流方向断层又如何？ 38. 坝基软弱夹层有何害处？一般采用什么方法处理？ 39. 为什么要对坝体混凝土进行分区？ 40. 重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？ 41. 纵缝有哪几种？各有什么优缺点？ 42. 重力坝坝内廊道有哪些？各有什么作用？如何确定各种用途廊道的形式、尺寸和位置？布置廊道系统的原则是什么？ 43. 碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比，具有哪些优点？ 44. 碾压混凝土重力坝大面积快速施工与工作条件、孔口布置、地基性质、枢纽布置等方面存在哪些矛盾?你认为如何改进? 45. 碾压混凝土重力坝的高宽比：国外有些坝为 0.6，我国为 0.7～0.9，原因是什么?你有何改进建议? 46. 碾压混凝土重力坝横缝间距很大，有的甚至不分缝。请说明原因和存在问题。 47．混凝土重力坝的裂缝按其成因可分为哪几种？常用的处理方法有哪些？ 48．重力坝的岩基开挖已达到设计开挖高程，其下岩体变形模量低(例 3000MPa)、透水性大 (例 10-3cm/s)，是否继续开挖(若强度已达到要求)?为什么? 49．重力坝存在哪些病害?原因是什么?怎样设计才能避免这些病害? 50. 简述浆砌石重力坝的优缺点，其防渗设施有哪些？ 51. 浆砌石重力坝主要有哪些材料？ 52. 何为宽缝重力坝？并简述其优缺点? 53. 何为空腹重力坝？并简述其优缺点? 54. 何为支墩坝？并简述其结构形式? 55. 简述大头坝的头部和支墩形式。

确定溢流坝断面形式和水力计算

附录C 溢流坝段设计及水力计算不设闸门的堰顶高程就是水库的正常蓄水位，库水位超过堰顶后就溢过堰顶泄向下游，这种型式结构简单、管理方便，适用洪水流量大、上游淹没损失不大的中小型工程。

坝顶表孔溢洪道优点：（1）结构简单，检查维修方便，（2）水流平顺，（3）便于排除漂浮物，不易堵塞，（4）泄流量与堰顶水头H 的3/2次，超泄潜力大。

但表孔位置较高，在开始泄流时流量很小，不能及时加大泄量降低库水位。

另外它不能满足排砂、放库等要求。

溢流堰泄流能力计算基本公式： 232ws H g B Cm Q σ= (C-1) 式中：Q —流量，m 3/s ； B —溢流堰净宽，m ；H w —堰顶以上作用水头，H w = ⨯90%= g —重力加速度，m/s 2；m —流量系数，根据P/H d ≥3时，可取m=m d =～,本设计中坝高为=, H d =H w , P/ H d ==19,取；C —上游面为铅直时，C 取； ε—侧收缩系数； δs —淹没系数，取；曲线型实用堰设置中墩，共2孔，每孔净宽13m 。

曲线型实用堰的侧收缩系数可由以下公式计算：nbH n wk ])1([2.010ζζε-+⨯-= (C-2) k ζ为边墩形状系数，边墩取为圆弧形，系数为；0ζ为中墩形状系数，中墩也同样取为圆弧形，系数为。

所以原式代入数据:H w =⨯ s m H g B Cm Q ws /3132.38.922697.049.0232323=⨯⨯⨯⨯⨯==εσ有导流洞参加调洪，参加q=100m/m 3,故校核泄Q Q >=319m 3/s,满足要求。

溢流坝剖面设计溢流坝段的堰面曲线，当设置开敞式溢流孔时可采用实用堰WES 曲线。

设计水头可以取～倍的校核水位时的堰上水头。

H d =H max ×90%=溢流堰上游曲线堰顶o 点上游三段圆弧的半径及其水平坐标值为 X 1==×= R 1==×= R 2==×= X 2==×= R 3==×= X 3==×= 溢流堰下游曲线O 点下游的曲线方程为1.850.5dd y x H H ⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（C-3）即 ()1.851.850.850.5 5.43.2x x y =⨯= 按上式算得的坐标值如下表C-1：根据表中数值可绘得堰顶下游曲线OC坡度m a =的下游直线段CD 与曲线相切于C 点。

溢流坝段表孔设计计算说明

== 第4章溢流坝段表孔设计溢流坝段既是挡水建筑物，又是重力坝枢纽最中重要的泄水建筑物。

设计时，除了应满足稳定和强度要求外，还要满足因泄水带来的一系列要求，包括：(1 ) 具有足够的孔口体形尺寸和较高的流噩系数，，以使之具有足够的溢流能力。

( 2) 应具有良好的孔口体形，以使水流平顺地过坝，不产生有害的负压、震动和空蚀等。

( 3 ) 保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷。

( 4 ) 溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中的其他建筑物的正常运行。

(1) 又灵活可靠的下泄水流控制设备，如闸门启闭机等4. 1 确定溢流断面长度4.1.1 设计单宽流量溢流重力坝的单宽流量 q 需综合考虑地质条件、枢纽布置下、游河道水深和消能工设计等因素，通过技术经济比较后选定。

单宽流噩愈大，所需的溢流前缘愈短，对枢纽布置有利，但下泄水流动能大，对下游消能防冲不利，。

近年来随着消能工技术的进步，选定的单宽流量也不断增大。

本设计中，三峡坝之下游段地质条件优良，故可假定单宽流盐q=200m 3 /s , 据此可假定溢流坝段长度。

(1 ) 设计洪水位工况下： Q = 23540 m3/s则可假定 Q 23540 L = — == 117 .7 m200( 2 ) 校核洪水位工况下： Q = 3526 0 m3/s则可假定Q 35260L = — == 176 .3m200选取二者中的最大值，确定溢流段长度为176. 3m本设计选用平面钢闸门形式，因其结构简单，而且闸墩受力条件良好。

取孔口净宽为b = 8 米。

a 、计算孔口数：(1 )设计洪水位工况下·. n =117 .7= 14 .71( 2 ) 校核洪水位工况下： 176 .3n 21 .94由此可确定孔口数为22 孔。

据此计算Q 溢 = 22X 8X200 = 35300 m3/s, 满足设计洪水位和校核洪水位工况下所需的下泄流量。

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 。

溢洪道水力计算(报告部分)

4、溢洪道水面线推算
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 。

第四章溢流坝段设计说明

第四章溢流坝段设计4.1孔口设计1.确定工程等级本工程基本资料防洪要求减轻洪水对A市和A平原的威胁，在遇到5000年一遇和1000年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来的12100立方米/秒、10900立方米/秒分别削减为6350立方米/秒、5750立方米/秒。

要求设计洪水时最大下泄流量限制为6550立方米/秒。

其他参数见表4。

4-1由此可以确定水工建筑物工程等级为Ⅰ级。

2.孔口形式选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。

因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型，以满足泄水的要求；且使水流平顺，不产生空蚀破坏。

溢流坝的泄水方式主要有以下两种：（1）开敞溢流式除泄洪外，它还可排除冰凌或其它漂浮物，如图 1 所示。

堰顶可设置闸门，也可不设。

不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常高水位，泄洪时库水位雍高，从而加大了淹没损失，但结构简单，管理方便，适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程；设置闸门的溢流坝，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量，适用于大型工程及重要的中型工程。

闸门在顶部，操作方便，易于检修，工作安全可靠，所以，开敞溢流式得到广泛采用。

（2）大孔口溢流式为了降低堰顶闸门的高度，增大泄流可采用带有胸墙的溢流堰，如图2 所示。

这种型式的溢流孔可按洪水预报提前放水，从而腾出较大库容蓄纳洪水，提高水库的调洪能力。

为使水库具有较大的泄洪潜力，宜优先考虑开敞式溢流孔。

(3)综合上面所述，本设计采用开敞式溢流设闸门。

图1开敞溢流式堰图2孔口溢流式堰3.孔口尺寸确定从基本资料中得知，本电站4台5万千瓦机组。

正常蓄水位为2184.5米，汛期限制水位为2182米，死水位2163米，4台机满载流量332立方米/秒，相应尾水位2103.5米。

（1）单宽流量的确定。

通过调洪演算，可得出枢纽的总下泄流量Q总（坝顶溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的总和），通过溢流孔口的下泄流量应为Q 溢=Q总−αQ式中；Q0为经过电站和泄水孔等下泄的流量，α为系数，正常运用时取0.75~0.9，校核运用时取1.0。

溢流重力坝的设计工程说明

溢流重力坝的设计工程说明溢流重力坝是一种常见的水利工程结构，用于调节和控制河流的水位。

它通过溢流坝顶的溢洪道将多余的水流引导到下游，以防止洪水泛滥，并保护下游地区免受洪水的侵袭。

以下是对溢流重力坝设计工程的详细说明。

1. 引言溢流重力坝是一种基于重力原理的大型水利工程结构，主要用于调节河流的水位，防止洪水泛滥，并保护下游地区免受洪灾侵袭。

其设计工程需要考虑多个因素，包括地质条件、河道特征、设计洪水等。

2. 工程背景在进行溢流重力坝设计之前，需要对工程背景进行详细了解。

这包括研究河道的地质条件、附近地区的人口密度、经济活动等因素。

还需了解历史上可能发生过的洪灾情况，以便确定合适的设计标准和安全系数。

3. 水文学分析在进行溢流重力坝设计之前，需要进行详细的水文学分析。

这包括研究河流的径流量、洪峰流量、洪水历时等参数。

通过分析这些数据，可以确定设计洪水的大小，以便确定溢流重力坝的尺寸和容量。

4. 地质勘察地质勘察是溢流重力坝设计中至关重要的一步。

通过对工程区域进行地质勘察，可以了解地下水位、土壤类型、岩石层位等信息。

这些信息对于选择合适的坝址和确定抗滑稳定性非常重要。

5. 坝址选择根据地质勘察结果和水文学分析数据，可以进行坝址选择。

合适的坝址应具备以下特点：地势相对平缓，土壤稳定性好，附近无大规模开采活动等。

还需要考虑施工便利性和工程造价等因素。

6. 结构设计溢流重力坝通常由混凝土或砌体构成。

在进行结构设计时，需要考虑到坝体的自重和水压力对结构的影响。

根据设计洪水和河道特征，确定坝顶宽度、坡度、防渗措施等参数。

7. 溢洪道设计溢流重力坝的溢洪道是将多余的水流引导到下游的关键部分。

在进行溢洪道设计时，需要考虑洪水流量、坝顶高程、溢洪能力等因素。

通常情况下，溢洪道采用自由溢流或控制性溢流方式。

8. 坝基处理坝基处理是确保溢流重力坝稳定性的重要措施之一。

通过对坝基进行处理，可以提高坝体与地基之间的摩擦力，增加整个结构的稳定性。

水力计算实训报告

溢流坝水力计算说明书基本资料：某水利工程在台地形河谷筑坝，主槽设溢流坝。

溢流坝为WES型，上游面垂直，下游直线段坡度为1:0.7，上下游堰高相等，溢流坝共5孔，每孔净宽为8m，闸墩头部采用半圆形，墩厚为2m，边墩采用圆弧形，其宽度为1m，由平面闸门控制。

坝址附近河段较为顺直，断面为有主槽和边滩的台地形，主槽断面近似为矩形，并且断面变化较小，平均槽深为9.62m，平均宽度为52m。

拟采用底流式衔接与消能形式。

（1）根据《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000）规定，本工程等级为五等，主要建筑物属于五级。

（2）水库水位：正常蓄水位：434.20m设计洪水位：435.00m防洪限制水位：432.00m（3）五十年一遇设计洪水位对应的下泄流量为1250.00m3/s；（4）百年一遇校核洪水的下泄流量为1400.00m3/s。

（5）坝址上下游河床高程均为405.0m。

（6）溢流坝轮廓尺寸如下图1所示（7）河道平均坡降i=0.001，糙率n=0.04。

一．溢流坝下游河槽的水力计算由“基本资料”可知，溢流坝坝址处附近河段较为顺直，河槽按矩形断面计算。

河道的比降i为0.001，糙率n为0.04，河槽宽度b 为52m，河槽深度为9.62m。

河槽的设计流量按五十年一遇的设计洪水位435.00m对应的下泄流量设计，即Q设为1250.00m3/s;坝址处下游河底的高程均为405.0m。

1. 计算水库在设计洪水位（五十年一遇）即下泄流量为Q设=1250.00m3时河槽正常水深的计算河槽正常水深应按明渠均匀流计算，对矩形断面，各水力要素为：过水断面面积: A=bh过水断面湿周: x=b+2hA水力半径：R=x1R1/6谢才系数：C=n断面平均流速：v=AC Ri河槽流量：v=AC Ri河槽这一正常水深h t，要求采用试算法。

计算：当Q流=1250.00m3/s时，依据上述公式，河槽正常水深h t计算结果如表1所示：表1：水库设计洪水位时，河槽正常水深h试算表。

溢流坝水力计算实例.doc

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。

进行水力计算的有关资料有：设计洪水流量为550m 3／s ；坝址处河底高程为43.50m ；由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00m ；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 ；溢流坝为无闸墩及闸门的单孔堰，采用上游面铅直的三弧段WES 型实用堰剖面，并设有圆弧形翼墙；坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图15.2；坝下水位与河道流量关系曲线，见图15.3；坝基土壤为中砾石；河道平均底坡;00127.0=i 河道实测平均糙率04.0=n 。

二、水力计算任务：1．确定坝前设计洪水位； 2．确定坝身剖面尺寸；3．绘制坝前水位与流量关系曲线； 4．坝下消能计算； 5．坝基渗流计算；6．坝上游壅水曲线计算。

三、水力计算1、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4800m ，求出d H 后，即可确定坝前设计洪水位。

溢流坝设计水头d H 可用堰流基本方程(10.4)3202H g mB Q ⨯=σε计算．因式中图15.2图15.3σε及、0H 均与d H 有关，不能直接解出d H ，故用试算法求解。

设d H ＝2.53m ，则坝前水位＝48.00+2.53＝50.53m ．按坝前水位由图15.2查得河道过水断面面积A 0＝535m 2，又知设计洪水流量，则s m Q /5503=mgav H H m g av s m A Q v d 586.2056.053.22056.08.9203.10.12/03.1525550202000=+=+==⨯⨯====按设计洪水流量Q ，由图15.3查得相应坝下水位为48.17m ．下游水面超过坝顶的高度15.0066.0586.217.017.000.4817.480<===-=H h mh st 下游坝高0.274.1586.250.450.400.4300.4801<===-=H a ma 因不能完全满足实用堰自由出流条件:故及,0.215.0010≥≤H aH h s 为实用堰淹没出流。

溢流坝水力计算实训报告

一、实训目的通过本次溢流坝水力计算实训，使学生掌握溢流坝水力计算的基本原理和方法，提高学生解决实际工程问题的能力，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。

二、实训背景溢流坝是一种常见的水利枢纽建筑物，主要用于控制洪水、调节流量、发电、灌溉等。

溢流坝水力计算是水利工程设计中的重要环节，关系到工程的安全和经济效益。

本次实训以某溢流坝工程为例，进行水力计算。

三、实训内容1. 溢流坝基本参数（1）坝高：H = 30m（2）坝顶宽度：B = 10m（3）坝底宽度：B' = 50m（4）坝上游水位：Z = 100m（5）坝下游水位：Z' = 70m2. 溢流坝水力计算（1）计算流量根据溢流坝的水头损失公式，计算流量：Q = CQ^(2/3) H^(3/2)其中，CQ为流量系数，取0.62；H为水头损失。

（2）计算溢流坝上游水位根据流量和溢流坝的流量公式，计算溢流坝上游水位：Q = A (Z - Z') V其中，A为溢流坝过流面积；V为溢流坝过流流速。

根据上式，可得：A = Q / [(Z - Z') V]将已知数据代入上式，计算得到：A = 0.62 100^(3/2) / (100 - 70) V（3）计算溢流坝过流流速根据水力学原理，溢流坝过流流速V与水头损失H的关系为：V = √(2gH)其中，g为重力加速度，取9.81m/s^2。

将已知数据代入上式，计算得到：V = √(2 9.81 30) ≈ 11.84m/s（4）计算溢流坝过流面积将已知数据代入A的计算公式，计算得到：A = 0.62 100^(3/2) / (100 - 70) 11.84 ≈ 72.68m^2（5）计算溢流坝下游水位根据流量和溢流坝的流量公式，计算溢流坝下游水位：Q = A (Z - Z') V将已知数据代入上式，计算得到：Z' = Z - (Q / (A V))Z' = 100 - (0.62 100^(3/2) / (100 - 70) 11.84) / (72.68 11.84) ≈ 76.82m四、实训结果分析1. 计算得到的溢流坝上游水位为100m，与设计值一致。

溢洪道设计水力计算

起始断面宽度B 末端断面宽度b扩散角θ1.536流量Q 起始断面水深h 1V 1V 24.82 1.053.060317467.303030303平均谢才系数C 两断面间能量损失h f 渐变段底坡i 不均匀系数α52.60.2181246980.20.9流量Q 底宽b 单宽流量q 4.82 1.5 3.213333333流量Q 底宽b 边坡系数m4.821.50.5过水断面积A kα1.85181.1A kχkR k1.5756169653.600822620.437571392χk R kC k 2.440.75893442661.6陡槽段总落差p 陡槽段底坡i20.2底宽b 边坡系数m底坡i 30.2过水面积A 0水力半径R 0谢才系数C 00.480.14457831359.9注： 1、规范规定扩散角θ在6°～10°之间。

1、渐变段长度注: 1、α3、临界水深说明: 1、不均匀系数α与谢才系数C需查阅相关手册。

2、渐变段底坡i应大于临界底坡ik。

此时h 1＝h k （临界水深）。

3、已知h 1，假设h 2，如起始断面能量与末端断面能量相近，说明假设的h 2合适，否2、渐变段末端水深矩形梯形陡槽水力计算矩形5、陡槽长度L s 梯形4、临界坡降注: 1、已知Q、b、m、i等。

m＝0时，渠道断面为矩形2、假设h 0，求得相应A 0、R 0、并查阅相关资料得C 0，最终得Q 0。

若Q O 与Q相近，说明假设h 0合6、正常水深h 0注：以上水力参数均为相应于临界k 的参数。

V 未掺气时水深h7.20.5V 23V≤20m/s1、陡槽水面线计算可用PC1500程序中2、陡槽首端断面水深h 0按如下原则确定：如溢流堰后紧接陡槽，且两者底宽相同，则h 0＝h k ，h k 为临界水深；如溢流堰与陡槽之间有渐变槽，当渐变槽底坡坡度i＜i k 时，则h 0＝h k当渐变槽底坡坡度i≥i k 时，则陡槽首端断面水深h 0取渐变槽末端断面的计算7、陡槽水深和水面线计算考虑掺气影响后,陡槽的衬护高度为B +△式中：△为安全超高,在正常情况下,△=1.0m；在非常情况下,△=0.7m。

溢洪道设计计算说明

岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪，土石坝不允许水过坝顶，需要专门修建泄洪建筑物。

根据本工程的地形条件，上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽，所以选择溢洪道设置在大坝左岸，为带胸墙孔口式岸边溢洪道。

溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。

6.3.2 溢洪道引水渠为了使水流平缓，减小或不发生漩涡和翻滚现象，进口采用喇叭口，进口宽度B=50m.设计流速4m/s，横断面在岩基上接近矩形，边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5；采用梯形断面，进水渠的纵断面做成平底。

在靠近溢流堰前断区，由于流速较大，为了防止冲刷和减少水头损失，可采用混泥土护面厚度为0.5m。

6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。

溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，溢流堰作用是控制泄流能力，本次设计采用实用堰，优点是流量大，在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长，工程量小。

采用弧形闸门。

初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0堰顶高程H=1838=1858.22—H 0，则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为：320=Q ε溢式中：ε ——闸墩侧收缩系数，0.9； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ； B ——堰宽，12m;水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.表6.3-1溢洪道宽顶堰堰宽计算（忽略流速）计算取b=28m,孔口数2孔，弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。

中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m.堰面曲线的确定开敞式堰面曲线，幂曲线按式（7-2）计算：1n n d x KH y -= （7-2）式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头，对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰，取Hd=(0.75～0.95)Hmax ，对于P1<1.33Hd 的低堰，取Hd=(0.65～0.85)Hmax ，Hmax 为校核流量下的堰上水头.x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标； n ——与上游堰坡有关的指数，见表A.1.1；k ——当p1/Hd>1.0 时，k 值见表A.1.1，当P1/Hd ≤1.0 时，取k=2.0～2.2。

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。

雨水水力计算说明书

1.量出雨水设计管段的长度和地面标高，各管段的汇水面积计算表2.表3-4中的2，3，13，14项分别从表3-1，3-2，3-3中取得3.本设计中采用的暴雨强度公式：q0=850（1+lgp）/tº`其中p=0.5，t1=15 由t=t1+nt2 ，n=2如；q8’-7’=850（1+lg0.5）/(15+2×0)=164.02 l/(shm²)并将其填入表3-4中第7项4.根据求得各设计管段的设计流量；参考地面坡度，查满流水力计算图,确定处管段的设计管径，坡度和流速5.根据设计管段的设计流速求本管段内雨水流行时间t0 ，例如，管段8’-7’的馆内雨水流行时间t2=L8’-7’/60·12=0.47将其填入表3-4中第5项6.求降落量，由设计管段的长度及坡度，求出设计管段上，下端的设计高差，如，管段8’-7’的降落量I·L=0.003·35=0.11m，将其值填入表3-4中第12项。

7.确定管道埋设深度及衔接；在满足最小覆土厚度的条件下，考虑冰冻情况，承受荷载及管道衔接，并考虑地下管线交叉的可能，确定管道起点的埋深或标高，本设计中埋深为0.8m,列如表3-4中第17项。

8.求各设计管段上，下端的管内底标高，用8’点的地面标高减去该点管道的埋深，得到该点的馆内底标高，即：18.02-0.8=17.22m将其例如表3-4中第15项再用该值减去该管段的降落量（设计降落量小于实际坡度时候要用实际值），得到终点馆内底标高，即：17.22-0.29=16.39m，将该值例如表3-4中第16项用7’点的地面标高减去该点的管内底标高得到7’点的埋深，即；17.73-16.93=0.8m ,将该值例如表3-4中第18项。

其余各管段的计算方法与此相同，知道完成表3-4所有项目9.水力计算后，要进行校核，使设计管段的流速，标高及埋深符合设计规定。

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。

重力坝计算书

第一章非溢流坝设计计算
1.1堤顶及防浪墙顶高程确定
1.1.1堤顶高程计算公式
本工程设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，坝顶高程应大于坝前水位+坝顶超高。而坝顶超高=累计频率1%的波高+风壅高度+安全加高
（1.1）
1.1.2安全加高
本工程堤防级别为4级，设计洪水时，安全加高应为0.40m，校核洪水时，安全加高应为0.30m。
下游水位218.00m，下游水深218.00-210.50=7.50m
水平向：
一区：
三区：
垂直向：
二区：
四区：
表1.10正常使用工况下静水压力汇总表
分区
水平力(kN)
垂直力(kN)
力臂(m)
力矩(kN m)
一区
4562.88
10.17
-46404.49
二区
684.43
12.88
8815.46
三区
-275.91
1.82
1.76
1.70
1.66
1.52
1.45
1.34
1.00
0.4
2.01
1.78
1.68
1.64
1.60
1.56
1.44
1.39
1.30
1.01
0.5
1.80
1.63
1.56
1.62
1.49
1.46
1.37
1.33
1.25
1.01
1.1.4坝顶超高的计算
表1.3超高值Δh 的计算的基本数据
设计洪水位
9643.65
三区
-593.51
3.67
2178.18

水力学基础溢流坝设计说明书

水力学基础溢流坝设计说明书
溢流坝段表孔设计：溢流坝段既是挡水建筑物，又是重力坝枢纽中最重要的泄水建筑物。

设计时，除了应满足稳定和强度要求外，还要满足因泄水带来的一系列要求，包括：具有足够的孔口体形尺寸和较高的流量系数，，以使之具有足够的溢流能力。

应具有良好的孔口体形，以使水流平顺地过坝，不产生有害的负压、震动和空蚀等。

保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷。

溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中的其他建筑物的正常运行。

又灵活可靠的下泄水流控制设备，如闸门启闭机等。