消力池计算(201003修改版)

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消力池计算

挖深式消力池计算流程图1. 假设某一池深d ，计算从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋d ＋v o 2/（2×g ）计算示意图 12. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。

3. 计算池内跃后水深hc ″hc ″＝25.021321812−+b b ghc qhc α 其中：b 1――消力池首端宽度；b 2――消力池末端宽度。

4. 计算出池落差Δz :Δz ＝22)'(2hs g q ××ϕα－22)"(2hc g q ×α 其中：hs ′――出池河床水深（下游水深）。

5. 计算水跃淹没系数σσ＝（d ＋ hs ′＋Δz ）/hc ″当1.05≤σ≤1.10时假设正确，否则重新假设池深d 进行计算。

※ 本程序中各值采用国际单位制，不再说明。

参考文献：1.《水闸设计规范》（SL265－2001）2.《水力计算手册》第一版·武汉水利电力学院水力学教研室编·水利电力出版社3.《水力学》（上、下册）第二版·成都科技大学水力学教研室编·高等教育出版社4.《取水输水建筑物丛书· 水闸》第一版·陈德亮主编·中国水利水电出版社程序流程图如下：本文档及程序由龚艳光编制，由于本人水平有限，错误在所难免，欢迎大家试用，提出宝贵意见。

E-mail : **********************.cn坎式消力池计算流程图一、池内计算：1. 从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋v o 2/（2×g ）计算示意图22. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q ………………① 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。

消力池稳定计算.doc

***水库工程上坝址重力坝方案消力池稳定计算稿(可研阶段)************有限公司XXXX年11月审定：审查：校核：编写：目录1计算目的根据水工结构布置和水力学计算成果，计算可行性研究阶段上坝址重力坝方案消力池底板的抗浮条件，确定抗浮处理措施和工程量。

2计算要求满足可行性研究阶段要求。

3计算依据《混凝土重力坝设计规范》SL319-XXXX《水工建筑物荷载设计规范》SL744-XXXX《溢洪道设计规范》SL253-XXXX《***水库工程上坝址重力坝方案水力学计算稿》4计算过程4.1基本参数消力池底板总长30m，宽43m，底板厚2m，底板高程1349m。

消力池结合下游开挖布置，对基础进行固结灌浆处理，固结灌浆孔的间、排距均为2m，呈方形布置，坝基面孔深入基岩8m。

为增强护坦与基础连接布置基础插筋锚固，插筋为Φ25@2m×2m，入基岩深5.0m。

底流消能跃前水深按取泄槽末端的水深，根据泄槽水面线结果取末端水深。

4.2 计算公式消力池底板抗浮稳定复核计算按照不设排水孔考虑，计算工况： (1)宣泄消能防冲的洪水流量。

(2)宣泄设计洪水流量。

(3)宣泄校核洪水流量。

根据《溢洪道设计规范》SL 253-XXXX 规定，底板的抗浮稳定计算公式按照下式计算：12312f P P P K Q Q ++=+式中：P 1—底板自重，KN ；P 2—底板顶面上的时均压力，KN ；P 3—当采用锚固措施时，地基的有效重量，KN ； Q 1—底板顶面上的脉动压力，KN ； Q 2—底板底面上的扬压力； (1)护坦自重护坦长度30m ，宽度43m ，厚度2m ，混凝土容重24KN/m 3。

(2)时均压力时均压力的计算公式按《水工建筑物荷载设计规范》SL744-XXXX 中的要求，cos tr w p h γθ=式中：p tr —— 过流面上计算点的时均压强代表值(N/m 2)；w γ—— 水的重度，(kg/m 3)； h —— 计算点的水深；θ—— 结构物底面与水平面的夹角，θ=0。

消力池计算

下游水深计算（校核工况）
消力池深度计算
收缩断面水深计算
堰顶行进流速 0 流速系数 0.9 堰高 0.3 流速 0
计算过水面积A 7.33606721 水力半径R 0.86865106
计算流量 27.78 消力池宽度B 6
Lk 3.90459198
取消力池长度5.0m
V X 3.14153439
水深 2
水深 0.742
单宽流量q 4.63
h1 1.031523034
消力池长度的计算 Fr1 Lj 1.41172322 4.880739975
Hk 1.008
Q 39.9
B 12.6
共轭水深的计算
跃前水深H1 0.13 流量Q 9.2 宽度B 8
校核工况时消力池堰顶总水头Ho计算堰宽B 12.6 堰前总水头Eo 9.699603387 收缩断面流速V 11.40320784 流量Q 74.29999907 糟率 0.017 4.129552 流量Q 74.3 收缩断面水深hc 0.517119874 弗洛的数Fr 5.06545414 下游水深ht 1.075437967 谢才系数C 57.99725361 单宽流量 5.896825397 跃后水深h2 3.454909932 溢洪道宽度B 12.6 坡比 0.00973 9.699552
C ik 14.616 0.868965517 57.4625 0.00344
R
单宽流量q 1.15
跃后水深H2 1.377346403
校核工况时消力池水面线堰顶行进流速 7.952 流速系数 0.85 堰高 5.57 流速 7.952
核工况）过水面积A 13.55051839 水力半径R 0.91862466

消力池计算

**********************************************************************计算项目：消能工水力计算1********************************************************************** ----------------------------------------------------------------------[ 消力池断面简图]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 计算条件]----------------------------------------------------------------------[基本参数]消能工类型:下挖式消力池计算目标:设计尺寸上游底部高程:1.000(m)下游底部高程:0.000(m)消力池首端宽度:6.000(m)消力池末端宽度:6.000(m)水流的动能校正系数:1.000泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950消力池出流流速系数:0.950水跃淹没系数:1.050是否计算消力池前段长度:交互消力池前段长度:0.000(m)自由水跃跃长计算系数:6.900水跃长度校正系数:0.750是否计算消力池底板的厚度:计算消力池底板计算系数K1:0.200消力池底板安全系数K2:1.300消力池底板的饱和重度:25.000(kN/m^3)脉动压强系数:0.050海漫长度计算系数Ks:10.000河床土质允许不冲流速:1.000(m/s)水位流量的组数:1序号单宽流量上游水位下游水位扬压力(m3/s*m) (m) (m) (kPa)1 6.500 3.020 2.020 1.000----------------------------------------------------------------------[ 计算过程]----------------------------------------------------------------------1、判断是否需要建消能工。

消力池

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
矩形断面共轭水深比与弗劳德数的关系 Fr " 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
2

η 1 0.170 0.305 0.425 0.530 0.626 0.705 0.785 0.860 0.935
Fr
2
η 1
Fr2 13 14 15 16 17 18 19 20 21
η 1 11.35 11.45 11.50 11.60 11.70 11.80 11.85 11.90 12.00 12.05 12.14 12.20 12.30 12.40 12.46 12.57
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.00 2.37 2.70 3.00 3.27 3.52 3.75 4.00 4.20 4.42
η 1 9.62 9.70 9.80 9.90 10.00 10.05 10.12 10.30 10.35 10.50 10.55 10.60 10.70 10.80 10.85 10.95 11.00 11.10 11.30
Fr2 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85
挖深式消力池池深计算
一、输入参数过闸流量闸宽消力池末宽上游水位底板高程 335.00 34.40 34.40 4.68 2.00 下游水位下游底高程重力加速度g 流速系数水流动能校正系数 1298.09 1292.00 9.81 0.95 1.00
二、计算过程 1、检查闸下水流衔接状态闸处单宽流量q 中间变量A 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 因hc" 故需设消力池 2、试求池深试算淹没系数下游水深hs 令d= T= 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 消力池末端单宽流量行进流速池后落差z 3、验算淹没安全系数淹没安全系数最终取池深d 1.458 0.500 1.050 6.090 0.373 3.180 1.894 1.423 4.451 9.738 2.084 -0.100 查表得η 1 2.350 取池深d= 0.500 9.738 5.356 2.931 0.384 6.155 > hc 查表得η 1 2.100 上游水深 2.680

单孔闸孔宽及消力池计算(自编)

计算公式单宽流量上游总能头 * 收缩水深跃后水深 q=Q/B To=H+aV2/2g+P hc（输入试算）[ hc3-To*hc2+aq2/2gφ 2=0 ] hc"=hc/2*[√1+8aq2/ghc3-1]*(b1/b2)0.25 0.25 1.08 0.06 0.43 不需设消力池
是否需设消力池：若hc">hs',需设消力池。
-0.13
-0.17
-1.83
பைடு நூலகம்不包括陡坡段的消力池长度
-1.37
此颜色为要输入的数值，其它处严禁改动
当第3次试算的池深和第二次试算的池深相等时，此池深即为所求（一般试算2～3次就可
备注
可采用1.0～1.05 一般取0.95
可采用1.05～1.1
0.000
当此框内等于“0”时及为收缩水深所求
-0.061
当此框内等于“0”时及为收缩水深所求
-0.070
当此框内等于“0”时及为收缩水深所求
色为要输入的数值，其它处严禁改动
此池深即为所求（一般试算2～3次就可满足要求）
基本资料及符号 * * * * * * * * * * * * 设计流量 Q 闸孔宽度 B 闸上游水深 H 闸下游水深 hs' 上游行径流速 V 上、下游渠底高差水流动能校正系数流速系数 φ 消力池首端宽度消力池末端宽度水跃淹没系数 σ 重力加速度 g
P a b1 b2 o
数值 0.15 0.6 1 0.7 1.22 0 1 0.95 0.6 0.6 1.1 9.81
第一次池深计算出池水位落差消力池深 △Z=aq2/2gφ 2*hs'2-aq2/2ghc"2 d=σ ohc"-hs'-△Z 第二次池深计算上游总能头 --(To) * 收缩水深 hc（输入试算）跃后水深 hc" 出池水位落差 △Z 消力池深 (d) 第三次池深计算上游总能头 --(To) * 收缩水深 hc（输入试算）跃后水深 hc" 出池水位落差 △Z 消力池深 (d) 水跃长度 Lj L 0.95 0.35 0.08 -0.44 0.86 0.36 0.08 -0.49 -0.01 -0.22

消力池深、长计算

抗冲要求消力池底板计算系数k1（0.15-0.200.15
消力池底板始端厚度 t 0.947676
抗浮要求消力池底板安全系数k2（1.1-1.3） 1.2
消力池底板面得扬压力U（kPa）220.5187作用消力池底板顶面的水重W(kPa)540.6986作用消力池底板上的脉动压力Pm 458.6341消力池底板的饱和重度（kN/m³）24消力池底板始端厚度 t -38.9407
计算系数λ
0.4垂直收缩系数ε′0.613055流量系数μ0.570935收缩水深hc
0.11035收缩断面流速Vc 11.50097跃后水深hc″
1.670754比值Z=（hs-hc″)/(H-hc″) 1.6488淹没系数σ′0.509584过闸流量Q
33.36815
说明：线性内插值依据黄色数据和表格手动计算
孔流
堰流
渠道正常
水深
说明：若已知流量Q求水深h，采用试算法即可
流量Q
1600假定水位过流量Q1600总净宽B（m）72堰顶高程（m）44.5堰前水深H（m） 6.160412堰前水位Z（m）50.66041上游行进流速 V。

3.167353计流速的堰前水头H。

6.671733自由溢流的流量系数m0.36
侧收缩系数σc0.93淹没系数σs0.935下游水位50.29 hs 5.79 hs/H0.867841翻板门系数0.93
0.833333
0.878333
下游底高程
138。

10 挖深式消力池水力计算

水力分析与计算子项目
=C4/A10 qQ
b
=$C$6*$D$6+($C$6 -1)*$E$6
B0 nb (n 1)d
=A4+B4+C10^2/(2*9.8)
H0

H
ห้องสมุดไป่ตู้

v02 2g
=C4/((A4+B4)*A10)
v0

(H
Q P1)B0
/
水力分析与计算子项目
试算池深值
=$D$4+$B$10^2/(2*9.
8*($F$4*$D$4)^2)
A

ht

qc2
2g( ' ht
)2
E0

d

hc1

q2
2
g
h2 2 c1
工作簿2（“02 自动迭代（勿动）”）
jhc1 '' 2g=('0qc2jh2c自1 '')动2 迭 d代（h勿t 动2g）(q'!cG2' h8t )2
在“需要修建消力池”结论的前提下，
将符合条件池深d的所对应的hc平均数
作为hc取值
=IF(F19="不需修建消力池","不需修建消力池",IF(COUNTIF(E19:E28,"是 ")>0,6.9*($F$10-$E$10),"没有符合要求的 hc1取值，请重新输入假设池深"))
在“需要修建消力池”和消力池深求出
水力计算Excel展示厅
之十挖深式消力池水力计算
/ 水利水电建筑工程
水力分析与计算子项目

消力池计算

3. 计算池内跃后水深hc ″hc ″＝25.021321812−+b b ghc qhc α 其中：b 1――消力池首端宽度；b 2――消力池末端宽度。

4. 计算出池落差Δz :Δz ＝22)'(2hs g q ××ϕα－22)"(2hc g q ×α 其中：hs ′――出池河床水深（下游水深）。

5. 计算水跃淹没系数σσ＝（d ＋ hs ′＋Δz ）/hc ″当1.05≤σ≤1.10时假设正确，否则重新假设池深d 进行计算。

※ 本程序中各值采用国际单位制，不再说明。

计算消力池长度深度

G ∑∑±水跃淹没系数，可采用—）（），消力池池深（—）（式中④出池落差式③关于跃后水深的方程，②跃后水深①池深计算消力池深度计算│〓消力池计算m d ghcq hs g q Z Z g q hc T hc b b ghc q hc hc hc Z hs hc d d 10.105.10212222'222:02222034121132812":"'"0:1.1.1--=∆∆=+-*-+=∆--=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛σαφαφαασAG∑∑±式①～③的要求：选定的跌砍高度符合公跌水计算示意图如下，）量（为上游护底首端单宽流跌砍计算1.4/'.4s m m q4.2选定的跌砍坎顶仰角θ宜在0〇～10〇范围内（计算示意图如下）式①～③的要求：选定的跌砍高度符合公跌水计算示意图如下，）量（为上游护底首端单宽流）刷速度（为上游护底首端河床冲式中：跌砍计算1.4/3''']0['8.0'.4s m m q m m d mh m q m d -=）的高差（为闸坎顶面与下游河底⑸）为跌砍后河床水深（⑷）为跌砍上的收缩水深（⑶为跌砍上的临界水深⑵）为跌砍高度（⑴式中＞③＜②①m Pd m dsh m dch m kh m P P k h s d h k h P P k h ds h k h P dch kh P .)(..16.1d81.138.284.0d48.124.275.175.2186.0--⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯--⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯≥⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4.3选定的跌砍反弧半径R不宜小于跌砍上收缩水深的2.5倍。

4.4选定的跌砍长度Lm不宜小于跌砍上收缩水深的1.5倍。

max minM GPc∑∑±=P c maxmin。

excel表格计算,消力池

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篇一：消力池计算
（2）消能计算
本消力池计算时采用的洪水标准为10年一遇，边墙高度复核采用洪水标准为200年一遇。

本消力池设计为底流消能，设计采用下挖式消力池，等宽矩形横断面，其共轭水深h2按下列公式计算：
hh1
2
2(8F2r11)(a.5.1-1)
Fr1V1/gh1(a.5.1-2)
式中：Fr1——收缩断面弗劳德数h1——收缩断面水深，mV1——收缩断面流速，m/s水跃长度l按下式计算：l=6.9(h2-h1)消力池池深、池长按下列公式计算：
dh2htzzq22gb2(112h22
)t2h2
lk0.8l
式中：d——池深，m
s——水跃淹没度取s=1.05
h2——池中发生临界水跃时的跃后水深，mht——消力池出口下游水深，m
a.5.3-1）
a.5.3-2）
(a.5.1-3)
（（
△z——消力池尾部出口水面跃落，mq——流量，m3/sb ——消力池宽度，m
φ——消力池出口段流速系数，取0.95l——自由水跃的长度，m
篇二：消力池计算问题
水库出险加固。

消力池收缩面的水深采用水力学p5的公式：
eo=hc+q^2/(2g*φ^2*hc^2)算得收缩面水深hc的值
与溢洪道水面线计算的收缩面水深hc相差太大。

请教一下：是不是消力池比较长，而且不同坡比，在渠道中又有水头损失。

这时候能量公式就不准确了啊？！
一般收缩水深就是泄槽末端的水深吗？！
另外：出池河床水深hs这个值对消力池深度影响很大。

对Δz 也有影响。

消力坎式消力池淹没系数和坎高的计算

消力坎式消力池淹没系数和坎高的计算张志昌，李若冰，赵莹，傅铭焕【摘要】摘要：为了研究消力坎式消力池淹没系数和消力坎高度的简化计算方法，以取代传统的试算法。

综合前人对消力坎淹没系数的研究成果，对淹没系数进行优化拟合，进而推求淹没系数的迭代公式；分析了消力池坎高的简化计算方法；通过动量方程研究消力坎的阻力系数。

研究给出了淹没系数的拟合公式和迭代公式、坎高的简化公式以及消力坎阻力系数的计算公式，并通过实例验证了公式的正确性。

结果表明，淹没系数的迭代公式和坎高的简化公式形式简单，避免了试算的困难。

【期刊名称】长江科学院院报【年(卷),期】2013(030)011【总页数】5【关键词】关键词：消力坎式消力池；淹没系数；坎高；阻力系数；迭代计算1 问题的提出底流消能是水工建筑物的三大消能方式之一，历史悠久，应用广泛，适合于大、中、小型水利工程［1］。

苏联的萨杨舒申斯克坝、印度的巴克拉坝、巴西的河床式水电站，我国的安康水电站、五强溪水电站、长江葛洲坝河床式水电站、二江泄洪闸、三江冲沙闸、荆江分洪闸等均采用底流消能［2］。

底流消能的形式之一是消力坎式消力池［3］，适应于河床不宜开挖或开挖太大造价不经济的情况。

消力坎的作用是壅高坎前的水位形成消力池，其水力计算的主要任务是确定坎高e和池长Lk［4］。

本文主要研究坎高的确定方法。

目前对消力坎式消力池坎高的计算主要为传统的试算法，其过程繁琐。

为了简化计算，文献［5］介绍了一种简化计算方法，也称为巴什基洛娃表解法，此方法根据传统计算方法的原理，事先计算成表格，在计算时查用。

文献［6］根据巴什基洛娃对消力坎淹没系数的研究成果，给出了淹没系数的三次方程，经分析该方程误差较大。

文献［7］根据坎控水跃的原理，计算了坎高和水跃长度，认为坎高比传统计算方法略高了7%。

文献［8］根据级数展开方法，把求解跃前水深的三次方程变成了显式计算，使跃前水深的计算得到了简化。

文献［9］在消力坎的淹没出流计算中，按照传统试算法的过程计算淹没系数。

消力池护坦荷载计算

消力池底板抗浮计算书一.概述紧邻厂房的泄洪冲沙闸室后接消力池，消力池长45m，宽12m，深 3.5m,底板高程为466.00m，消力池底板厚度为2.5m。

其余泄洪闸段后设混凝土底板，底板长45m，宽28m，混凝土底板厚度为1.5m。

底板设置排水孔，孔排距均为4m，成梅花型布置，其下设置砂卵砾石反滤垫层，层厚1.00m。

泄洪冲沙闸消力池和泄洪闸底板后接防冲海漫，海漫长30m。

海漫采用铅丝笼块石，厚1m。

海漫后设抛石防冲槽，口面宽15m。

闸后消能防冲总长121.00m。

二、主要设计依据及参数选取2.1特征水位及流量电站水库正常蓄水位488.00m，相应库容161.0万m3，校核洪水位491.36m，对应库容238万m3。

电站引用流量230.4m3/s，装机容量2×12.4 MW，额定水头12.3m，年发电量1.14亿kW·h。

洪水流量及水位见表2-1。

2.2主要设计参数底板采用C20混凝土: 容重2.4t/m3, fc =10.0 N/mm2, ft=1.1N/mm2；弹性模量Ec=2.55×104；基岩与混凝土面的抗剪断强度ƒ=0.4～0.7，粘滞力c=0.06～0.2Mpa；Ⅱ级钢筋，fy =fy′=310 N/mm2三、设计工况本次分析主要计包括坝后消力池底板的结构设计及配筋计算，具体计算工况如下：（1）工况一：正常蓄水位+自重+扬压力+脉动压力（基本荷载组合）（2）工况二：设计洪水位+自重+扬压力+脉动压力（基本荷载组合）（3）工况三：校核洪水位+自重+扬压力+脉动压力（特殊荷载组合）四、底板荷载计算4.1计算公式及参数选取本次计算选取单块底板进行计算：（1）自重G=γc×A×hG —底板自重，（KN）；A —底板面积（m2）；487.14m2；h —底板厚度，（m）； 2.5m；γC—C20混凝土容重，取值24KN/m3；带入数据求的底板自重为29228.4KN。