渡槽水力计算书

渡槽水力计算书

项目名称_____________日期_____________

设计者_____________校对者_____________

一、示意图：

二、基本设计资料

1．依据规范及参考书目：

武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）

中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：

计算目标:已知槽身比降及水深，求槽宽及水头损失。

渡槽断面型式: U形渡槽。

进口渐变段型式: 扭曲面；出口渐变段型式: 扭曲面。

设计流量Q = 50.000 m3/s

槽内水深h = 3.200m；槽身比降i = 1/1000

洞身长度L = 131.020m糙率n = 0.0140

上游渠道水深h1 = 2.958m；下游渠道水深h2 = 3.038m

上游渠道流速v1 = 1.000m/s；下游渠道流速v2 = 1.000m/s

上游渠道底部高程▽1 = 497.150m

三、计算过程

1．断面尺寸计算

槽身宽度需采用试算法求得。假定槽身宽度B = 6.440m，流量计算过程如下：

半水面线所在半弦长c = 3.220m，圆心角θ= 3.129 弧度

断面面积：A = θ×B2/8-c×(B/2-h)

= 3.129×6.4402/8-3.220×(6.440/2-3.200) = 16.158 m2

渠道湿周：X = θ×B/2 = 3.129×6.440/2 = 10.076 m

水力半径：R = A/X = 16.158/10.076 = 1.604m

谢才系数：C = 1/n×R1/6 (曼宁公式)

代入上式：C = 1/0.0140×1.6041/6 = 77.278

计算流量：Q' = A×C×(R×i)0.5

= 16.158×77.278×(1.604×0.00100)0.5 = 50.002 m3/s

Q'=50.002m3/s与设计流量Q=50.000m3/s近似，

渡槽宽度B=6.440m即为所求。

2．进口水头损失（水面降落）计算

洞身流速：

v = Q/A = 50.000/16.158 = 3.094 m/s

进口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ1 = 0.10进口水头损失（水面降落）计算公式为：

z1 = (1+ξ1)×(v2-v12)/2/g

= (1+0.10)×(3.0942-1.0002)/2/9.81 = 0.481 m 3．出口水面回升（恢复落差）计算

出口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ2 = 0.30出口水面回升（恢复落差）计算公式为：

z2 = (1-ξ2)×(v2-v22)/2/g

= (1-0.30)×(3.0942-1.0002)/2/9.81 = 0.306 m 4．总水头损失（上下游总水面降落）及各部位高程计算总水头损失（上下游总水面降落）值为：

z = z1 + i×L - z2

= 0.481 + 0.0010000×131.02 - 0.306 = 0.306 m 上游渠道水位为：

▽2 = ▽1+h1 = 497.150+2.958 = 500.108m 槽身进口水位为：

▽3 = ▽2-z1 = 500.108-0.481 = 499.627m

槽身进口底部高程为：

▽4 = ▽3-h = 499.627-3.200 = 496.427m

槽身出口水位为：

▽5 = ▽3-i×L = 499.627-1/1000×131.02 = 499.496m 槽身出口底部高程为：

▽6 = ▽5-h = 499.496-3.200 = 496.296m

出口渐变段末端(下游渠道)水位为：

▽7 = ▽2-z = 500.108-0.306 = 499.802m

出口渐变段末端(下游渠道)底部高程为：

▽8 = ▽7-h2 = 499.802-3.038 = 496.764m