溢洪道水面线计算(分段求和法)
溢洪道泄槽水面线计算
1.下挖式消力池水跃形式2.综合式消力池水跃形式3.消力坎式消力池水跃形式假设坎高C1 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8试算：H10 3.3553 3.2553 3.1553 3.0553 2.9553 2.8553判断：hs/H100.65570.64510.63390.62190.60910.5954查表得：σs0.9550.9610.9640.7680.9720.98假设流量系数m0.420.420.420.420.420.42计算：H10 3.1642 3.151 3.1445 3.659 3.1272 3.1102计算坎高C2 1.4911 1.5043 1.51080.9963 1.5281 1.5451 C2-C10.19110.10430.0108-0.6037-0.1719-0.2549取出合适的值 1.4 1.5流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03重力加速度g 9.81下游底高程730.1跃前水深(m)h c 0.165062池宽(m)b 8水跃淹没系数σj 1.05收缩断面流速(m/s)v 125.44498收缩断面弗劳德数F r119.99605池出口下游水深(m)h t 1.93跃后水深(m)h c 4.585934水面跌差(m)ΔZ 0.228671消力池深度(m)S 2.66自由水跃长度(m)Lj 30.50402消力池长度(m)L k流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03重力加速度g 9.81下游底高程730.1跃前水深(m)h c 0.165062池宽(m)b 8坎后下游水深(m)h t 1.93水跃淹没系数σj 1.05单宽流量q 4.2流量系数m 0.42坎后收缩断面水深h c10.706708坎顶总水头(m)H 10 1.720945坎高（m）c 0.980438坎后自由水跃长度L j28.440713坎后消力池长度(m)L 2 6.76坎前收缩断面流速v 125.44498跃后水深(m)h c 4.585934收缩断面1弗劳德数F r 19.99605坎段流速v 20.872232坎段水深H 1 1.682169坎前消力池深度(m)S 2.152624坎后自由水跃长度L j130.50402坎后消力池长度(m)L 124.41流量(m3/s)Q 80下游水位23.5重力加速度g 9.81下游底高程20跃前水深(m)h c0.95消力池出口段流速系数φ0.95消力池出口段流速系数0.95φ一、基本参数0.95注：本公式池计算出的池深和池高是池内及坎后发生临界水跃的池深和池高，实际采用的池深比计算略大，实际采用的坎高比计算略小。
溢洪道
5.2.2溢洪道出险加固设计根据安全评价报告及鉴定结论及现场检查发现溢洪道存在以下主要问题：溢洪道位于大坝左侧山坳，人工开挖而成，为开敞式宽顶堰。
两侧为山体自然边坡衬砌，底板是全风化土，尾端无消能防冲设施。
无交通桥，行人从溢洪道上一座人工桥通过。
基于溢洪道存在上述问题，需要对溢洪道进行改造。
5.2.2.1溢洪道出险加固设计本次溢洪道出险加固主要包括：全面加固溢洪道、新建溢洪道交通桥。
（1）全面加固溢洪道溢洪道位于大坝左侧山坳，由人工开挖而成，为开敞式宽顶堰。
两侧为山体自然边坡为衬砌，底板无衬砌，尾端无消能防冲设施。
本次出险加固设计拟对溢洪道两侧和底板进行衬砌，两侧挡墙采用M7.5浆砌石重力式挡土墙，墙顶宽0. 5.2.2.2溢洪道泄流能力复核 （1）计算公式溢洪道能力根据《溢洪道设计规范》，开敞式溢流堰泄流能力按一下公式计算：2/312H g mb q s εσ=式中：s σ——淹没系数，取1.00； 1ε——侧收缩系数，取1.00； m ——流量系数，取0.34； b ——溢流堰净宽（m);b=8.0m H ——堰上总水头（m)。
（2）计算结果及分析溢洪道泄流能力复核计算成果见表5-2-13 表5-2-13 加固后溢洪道过流能力复核成果表 水位（m ） 60.8 61.0 61.50 62.0 62.50 63.0 63.5 对应库容V 28.6 30.0 33.5 37.4 41.3 45.5 50.0 泄量（m ³/s)2.015.034.058.085.0115上述结果和防洪要求，改建加固后溢洪道泄流能力满足要求。
5.2.2.3溢洪道水面线计算根据溢洪道设计规范（SL253-2000),水面线根据能量方程，用分段求和法计算，以起始控制断面为始计算断面，推算出陡槽段的水面线，再考虑掺气影响及安全超高，计算出边墙高度。
泄槽水面线计算公式如下：---+-+=∆J i gv a h g v a h l )2cos ()2cos 21122221θθ（---=Rv n J 22式中21-∆l ——分段长度，m ；h 1、h 2——分段始、末断面水深，m ；v 1、v 2——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，（0）；i ——泄糟底坡，θtg i =；-J ——分段内平均摩阻坡降；n ——泄糟糟身糙率系数；-v ——分段平均流速，2/)(21v v v +=-，m/s ； -R ——分段平均水力半径，2/)(21R R R +=-,m ；依据能量方程，由起始断面的水深和流量分别计算出泄糟段水面线，计算结果如下表5-2-14。
溢洪道水利计算书
1 溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：入口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求和消力池段消能防冲计算等。
按照调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=s ，50年一遇设计洪水流量Q =s ，500年一遇校核洪水流量Q =s 。
溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。
1.1 计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—2000。
1.2 溢洪道水面线推求1.2.1 计算方式及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方式，计算公式为：Ji E E s susd --=∆式中：△s ——上、下断面间长度（m ）;i ——渠底比降;J ——上、下断面间平均水力坡度; E sd 、E su ——上、下游断面的断面比能。
1.2.2 水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。
本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的大体数据。
由明渠水流分析知，溢洪道明渠段结尾即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。
1.2.2.1 程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程转变的微分方程进行推求，公式如下：Jf i ds dEs-= 其差分格式为：Jf i s Es-=∆∆即：()s Jf i E E ∆⋅-+=12式中：RC vJf gv h E g v h E ⋅=+=+=222111222222αα()()()121212212121R R R C C C v v v +=+=+=其中：h 1为已知，h 2为欲求之水深 为此，将差分方程改成下列函数表达式()()()s Jf i E E h E ∆⋅-+-=212为求h 2设试算水深h 下限与h 上限，用二分法求解()下限上限h h h +=212()()()()()()h F F 2~1212~11G s J i h E E D s J i h E E h f f =∆⋅-+-==∆⋅-+-=上限上限上限若D 、G 同号，令h 上限= h 2；D=G若D 、G 异号，令h 上限= h 下限；h 上限= h 2；D=G 继续二分，直到∣h 1-h 2∣≤允许误差为止1.2.2.2 临界水深计算临界水深计算公式如下：kk B A g Q 32=α 式中：Q ——计算流量（m 3/s ）；A k ——临界水深时的过水断面面积(m 2)；B k ——临界水深时的水面宽度(m)；G ——重力加速度，g=s 2。
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。
捉马沟水库侧槽溢洪道水面线计算
捉马沟水库侧槽溢洪道水面线计算作者：王栋郝露宇来源：《建筑工程技术与设计》2014年第36期摘要：本水库为除险加固工程，其侧槽溢洪道水面线计算不同于一般新建工程，它通过对现有溢洪道建筑质量判断，并结合现场实际地形，尽可能额不改变原有建筑物的结构布置形式的前提下，确定适合的加固方式，然后计算其水面线，以解决工程中存在的问题。
该文以捉马沟水库溢洪道加固部分为例，简要介绍了侧槽式溢洪道水面线计算。
关键词：水库，侧槽，溢洪道，水面线侧槽式溢洪道适宜于在山坡陡峻的岸坡上修建，傍山开挖溢洪道侧槽段、调整段、泄槽段、效能段等部分。
其特点是侧槽段基本沿等高线布置，水流过堰后进入侧槽段，经过下游调整段调节水流形态，再进入泄槽段泄流。
1.概况捉马沟水库，是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合效益的小（2）型水库。
水库总库容41.9万m3，调洪库容9.9万m3，兴利库容24.0万m3，死库容8.0万m3。
水库坝址距商南县城6km，距下游西安——南京铁路及“312”国道1.0km，坝址处在商南县捉马沟村北，控制流域面积8.5km2。
捉马沟水库原由于当时群众运动期建设，水库工程前期工作基础差，仓促上马。
该工程于1974年开工兴建，1977年建成蓄水，水库的主要任务是下游1500亩弄年灌溉。
2.溢洪道情况捉马沟水库现状侧槽式溢洪道紧靠右岸山体，由侧槽式溢流堰、泄槽段、陡坡段组成。
溢洪道侧堰长22.5m，堰顶宽度1.5m，堰顶高程596.57m，侧槽首段宽2m，末端宽5.8m，泄洪槽下端接陡坡段，陡坡长30.4m，坡比1：2。
溢洪道在右岸岩石岸坡上开凿而成，溢洪道边墙为浆砌石砌筑而成。
加固处理后，溢洪道侧堰长22m，侧槽始端底宽b=1.9m，末端底宽B=5.8，侧槽比降为0.002，泄槽段维持原设计不变，长37.5m，底宽5.8m，边墙为直墙；陡坡段长度24.5m，底宽5.4m。
3.泄水流量根据本水库校核洪水来水量为138m3/s，用加固的新方案中溢流堰进行调洪水迹，调洪后确定水库校核水位598.65m，相应最大下泄流量118m3/s。
溢洪道设计
某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制，所以工程质量较差，加之近40年的运行，反复冻融破坏，结构、设备老化，水库诸多隐患，水库经专家鉴定，评价为：溢洪道无底板，右侧边墙短，破坏严重，安全评定为C级。
根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》（SL253-2000），对溢洪道进行计算和设计。
该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。
（一）、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。
溢洪道开挖后，为减轻糙率和防止冲刷，需进行衬砌，糙率取n=0.016。
溢洪道为3级建筑物，按10年一遇设计，20年一遇校核的洪水标准。
（二）、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），进水渠的布置应依照以下原则：选择有利的地形、地质条件；在选择轴线方向时，应使进水顺畅。
进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。
进水渠的地基为土基，故采用梯形断面；底坡为平底坡，边坡采用m=0.5。
根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）进水渠设计流速宜采用3~5m/s，渠内流速取υ=3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是18.259m。
进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1-2。
表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m （为了安全），引渠长L=10m 。
（二）、控制段的设计控制段也叫溢流堰段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，其作用是控制泄流能力。
本工程是以灌溉为主的小型工程，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，开敞式溢流堰有较大的超泄能力，故堰型选用开敞式宽顶堰，断面为矩形。
顶部高程与正常蓄水位齐平，为18.80m 。
堰厚δ拟为8米（2.5H<δ<10H ）。
堰宽由流量方程求得，具体计算见表1-3。
表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知，控制堰宽取b=15m 为宜。
溢洪道水面线计算
0.00
3.8 计算成果：
陡槽末端水深（hc）= 2.80 m
陡槽末端流速（V）= 5.13 m/s
<
4、 计算掺气后的水深（ha）： 计算公式： α—
ha=h(1+αV/100) 系数，α=1.0～1.3
[V]
不须考虑掺气对水深的影响
10
。
总5页~第4页
《139495954.xls》
棱柱体水面线计算1比8 (2)
水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控 制水深。
3.3.2 分段并确定各段的计算水深 全长水位差（⊿h）
棱柱体水面线计算1比8 (2)
总5页~第2页
《139495954.xls》
计算式
hk
⊿h=hk-hc
2.80
分段计算，定各断面计算水深（h）
hc
⊿h
0.90 1.90
h1
h2
1～1
2.80
9.26
5.12
1.34 4.14
8.91 1.04 62.90
0.00
0.006389 0.118611 0.00
2～2
2.80
9.24
5.13
1.34 4.14
8.90 1.04 62.89
0.00
0.00
0.006403 0.118597 0.00
3～3
2.80
9.24
5.13
1.34 4.14
5、 计算边墙高度（H）： 计算公式： ha— ⊿—
断面 1～1 2～2 3～3 4～4 5～5
陡槽距离(L) 0
0.00 0.00 0.00 0.00
H=ha+⊿
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
溢洪道底流消能及水面线计算
△Z d（池深） 0.382429 0.9802912
ibQ
-0.001 -0.001
8
18
-0.001 -0.001
6
18
-0.001 -0.001
4
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
18
-0.001 -0.001
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
6
0.1606 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
7
0.1600 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
8
0.1597 0.00 0.32 0.00
0.00 0.00 #DIV/0! #DIV/0!
1
19.247
v2
J C2R
J
iJ
v2 2g
Es
ΔEs
Δs ∑Δs m n
2.85E-04 -1.28E-03 1.29E-03 -2.29E-03 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
b
Q
q
hc
2g
E0
φ
E0-hc
32
134.1 4.19063 0.219 19.6
河溢洪道水力计算
再 见!
5.15Δφ(η)=5.15×0.015=0.0773
Δη+5.15Δφ(η)=-0.038+0.0773=0.0393 l=267[Δη+5.15Δφ(η)]=267×0.0393=10.49(m)
计算成果列于表17.10.第一斜坡段长100米， 用内插法求得其末端水深为3.85米。
（三）第二斜坡段
h0 h1 2.67 4.1 h 3.38米 2 2 2 h B1 3.38 34 115米
B1 2h 34 2 3.38 40.76米
115 R 2.82米 40 .76
1 16 1 C R 2.821 6 85.0 米0.5 秒 n 0.014
cos
2s sZ s
2
cos
0.85 2 18.25 0.906 2 0.85 18 .25 19.9 18 .25
0.805
则β＝36.3°。于是得
l 14.05ctg36.3 14.05 1.36 19.1米
3、计算 L2
L2 L1 l 23.2 19.1 42.3米
‘
'
1 1
2 e k 1 H
其中系数
k
0 .4 2.718
16 r e
而门底（即胸墙底）圆弧半径 r 0.53米
r 0.53 0.106 e 5.0
则:
k
0.4 0.4 0.073 160.106 1.7 2.718 2.718
由图17.7知挑流坎末端地面高程为18.0米， 则冲刷坑最大深度为：
溢洪道水利计算书
1 溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：进口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求以及消力池段消能防冲计算等。
根据调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m 3/s ，50年一遇设计洪水流量Q =249.08m 3/s ，500年一遇校核洪水流量Q =390.72m 3/s 。
溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。
1.1 计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—20**。
1.2 溢洪道水面线推求1.2.1 计算方法及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法，计算公式为：Ji E E s susd --=∆式中：△s ——上、下断面间长度（m ）;i ——渠底比降;J ——上、下断面间平均水力坡度; E sd 、E su ——上、下游断面的断面比能。
1.2.2 水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。
本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的基本数据。
由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。
1.2.2.1 程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程进行推求，公式如下：Jf i ds dEs-= 其差分格式为：Jf i s Es-=∆∆即：()s Jf i E E ∆⋅-+=12式中：RC vJf gv h E g v h E ⋅=+=+=222111222222αα()()()121212212121R R R C C C v v v +=+=+=其中：h 1为已知，h 2为欲求之水深 为此，将差分方程改为下列函数表达式()()()s Jf i E E h E ∆⋅-+-=212为求h 2设试算水深h 下限与h 上限，用二分法求解()下限上限h h h +=212()()()()()()h F F 2~1212~11G s J i h E E D s J i h E E h f f =∆⋅-+-==∆⋅-+-=上限上限上限若D 、G 同号，令h 上限= h 2；D=G若D 、G 异号，令h 上限= h 下限；h 上限= h 2；D=G 继续二分，直到∣h 1-h 2∣≤允许误差为止1.2.2.2 临界水深计算临界水深计算公式如下：kk B Ag Q 32=α 式中：Q ——计算流量（m 3/s ）；A k ——临界水深时的过水断面面积(m 2)；B k ——临界水深时的水面宽度(m)；G ——重力加速度，g=9.8m/s 2。
溢洪道水面线水力计算
0.00776148 0.26749313
2.29006764 0.28166584 40.4817272
0.03144124
0.00601047 0.26924414
2.41710146 0.29314067 40.7520396
0.03788887
0.00477654 0.27047807
2.54413528 0.30346957 40.9879184
泄槽水面线计算（分段求和法）
1、基本资料
1.1 洪水资料
（洪水资料 根据调洪演
溢洪道下泄的最大流量（Q）：
堰上走水深（h）： 0.8
1.14 （m3/s） （m）
1.2 溢洪道资料：
泄槽宽度（B）：
1 （m）
泄槽长度（L）：
40 （m）
泄槽底坡（i）： 0.27525461
泄槽糙率（n）：
0.02
泄槽边坡系数（m1）：
0.04245278
0.00387775 0.27137686
0.04245278
0.00387775 0.27137686
2.6711691 0.31281604 41.195664
渠道水面线的计算
度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道）
行进水头 断面比能 比能损失
h
ES
△ES
湿周 χ
水利半径 R
（假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道）
比能损失
湿周
水利半径 曼宁系数 平均坡降
△ES
χ
R
C
i
i-j
2.036 0.25442043 39.8011239
0.00772244
0.01034875 0.26490586
溢洪道水面线+消力池计算
水面宽Bk 段面积Ak 湿周χk 水力半径Rk 临界坡降ik
8.3
10.9512517 10.9388558 1.001133193 0.004212627
流 SⅡ降水曲线
]( ))1/2g /i J
J = n2v2 / R 4 3
控制断面的选
பைடு நூலகம்
择和上游堰型
深hk，该临界水深即为控制水深。
比能损失
湿周
断面 1
水深 h
段面积 A
流速 v
行进水头 h
渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用 断面比能
ES
1.31942791 10.9512517 3.51101419 0.65971364 1.81658672
2
1.12904943 9.37111028 4.1030357 0.90095041 1.89089982
2.1 正常水深的计算（h0）
计算公式：
Q = AR
0.0185 0 0
2 3i1 2 / n
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
糙率n
湿周χ
8.3
0
0
0.351
0.0185 8.9460302
2.2 临界水深的计算（hk）
计算公式：
Q = (gAk3 αBk )1 2
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
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 2.68102534 0.29968883 38.4500097 0.323015101
水面宽Bk 段面积Ak 计算流量Q 临界水深hk
8.3
10.9512517 38.4500091 1.319427911
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。
立新水库溢洪道水面曲线计算
一 Es2+JΔ ｌ (米) 0.247 2.264 1.907 2.040 2.219 3.067 4.097 0.1444 0.36575 0.91 1.153846 0.176582 0.385
0.3116
50.328 45.433 41.567 41.235 39.301 38.101
0.00090 0.005 0.00215 0.026 0.00300 0.038 0.00453 0.080 0.01616 0.210 0.03702 0.637
36.64 2.026
#REF!
#REF! 0.937
124.9 13.44 2.479 2.79
0.01454
19.251 0.938
125.68 6.27
0.36
一 Ｃ (1/2)一 Es2+JΔ ｌ (米)
分析和绘制水面曲线时，缓流应从下 游的控制断面向上游推算，而急流应 从上游控制断面向下游推算
临界坡度按公式ik=gχ k/(α C2Bk)计算,再与实际坡度相比,判别是否是急流. 0.001604
一 Ｃ (1/2) (米 /秒)
一 J
一 JΔ ｌ (米)
一 Es2+JΔ ｌ (米) 2.331 2.205 2.228 2.260 5.518 #DIV/0! 0.75 118.85 缓流 118.86
0.22278481 0.87 1.146666667 0.76
2.225 3.006 3.932 4.059
1.203 0.923 0.759 0.802
3.04 4.71 6.15 6.59
可能有2个水深符合 单宽流量 4.2375 50.85/12 临界水深1.22367 POWER(L54*L54/9.8,1/3)
溢洪道(驼峰堰)水力计算(优选.)
一、设计依据：二、基本资料：第一段泄槽的角度 2.29°糙率：0.02闸孔数3闸孔宽10.00闸墩厚 1.50堰顶高程929.00m 校核水位下的流量：Q=196校核洪水位931.35m 设计水位下的流量：Q=102设计水位930.52m Q=87.3930.37m 校核水位到堰顶高差： 2.35 m 设计水位到堰顶高差： 1.52 m 下游水位：设计902.65m 校核904.04m 902.4m 1.37m三、计算内容：溢流堰采用驼峰堰面曲线：校核水位下的堰上水头 2.35 m1.76m类型0.600.63 2.4 3.60流量系数的计算：P1/H0=0.255<0.34流量系数的计算为：m=0.448泄流量的计算：式中：Q—1、《水力学》2、《溢洪道设计规范》3、水文资料(m 3/s)(m 3/s)30年一遇水位下的流量：(m 3/s)30年一遇水位30年一遇水位30年一遇水位到堰顶高差1、溢洪道泄流能力计算：H max —H d —堰面曲线定型设计水头（取0.75H max )H d =采用b型驼峰堰：上游堰高P1中圆弧半径R1上、下圆弧半径R2总长度Lb型m=0.385+0.224(P 1/H 0)0.934下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算：流量，m 3/s Q =mεB �2g H 03/2B—30m b—10.00m n—闸孔数目；3 2.35 mg— g=9.81m—m=0.448闸墩侧收缩系数，由下式计算得：0.9750.450.7根据以上参数计算得：Q=208.858临界水深及临界底坡的计算公式为：式中：校核设计α—流速不均匀系数 1.05 1.05q—q= 6.533 3.40036.31935.147R—R= 1.508 1.008临界谢才系数71.38866.7553333由上计算得：校核设计1.659 1.0740.00201760.0022330溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb 单孔宽度，(m)H 0—计入行近流速水头的堰上总水头，(m)重力加速度，（m/s 2)；堰流量系数；ε—ε=ζ0—中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得：ζ0=ζK —边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：ζK =m 3/s2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：α=泄槽单宽流量（m 3/sm ）x k —临界湿周（m）x k =水力半径（m ）C k —C k =b k —临界水深对应水面宽（m ）b k =h k =h k =i k =i k =ε=1−0.2[ζk ��n −1�ζ0]H 0nb h k =3�αq 2g i k =gx k αC K 2b k起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：式中：校核设计q—q=5.9393.091 2.6452.952.12 1.97泄槽底坡坡角； 2.29φ—起始计算断面流速系数；0.95校核设计1.0150.5950.523计算结果如下：泄槽起始断面水深： 1.0150.5950.523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：水面曲线的推算见附表一：3、泄槽段起始水深h 1计算：30年一遇起始计算断面单宽流量，m 3/(s.m)；H 0—起始计算断面渠底以上总水头，（m ）；H 0=θ—θ=o φ=30年一遇假定一个初始值h 1(m)h 1=h 1=4、泄槽段水面线的推算：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：h 1=qφ�2g �H 0−h 1cos θ�Δl 1−2=�h 2cos θ�α2v 222g �−�h 1cos θ�α1v 122g �i −�J �J =n 2�v 2�R 4/3�v =v i −1�v i2�R =R i −1�R i2y =xtg θ�x 2K �4H 0cos 2θ�H 0=h �αv 22g式中： 2.3°1.0K=1.3以设计水位来推求抛物线：h=0.45m v=14.59m/s所以：11.308m 0.04求切点得：所以y=0.4x+b求切点得：x= 4.657y= 1.025挑流水舌外缘挑距按下式计算： 冲刷坑最大水垫深度计算公式为：式中：L—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=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=K—系数，H 0=1/K(4H 0cos 2θ)=y=0.04x+0.03865x 2后接陡坡坡度为K=0.4由（1）、（2）式得：6、挑流消能计算：挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m ）；L =1g [v 12sin θcos θ�v 1cos θ�v 12sin 2θ�2g �h 1cos θ�h 2�]T =kq 1/2Z 1/4y '=0.4��2�y '=0.04�0.0773x ��1�θ—挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：20设计校核0.370.610.33鼻坎坎顶至下游河床高程差 2.3m 设计校核20.4223.4519.6T—q—设计校核q= 6.813.067 5.820设计校核Z—Z=27.87 27.31 27.97 k—k=1.4由上可得：设计校核L=33.29042.70030.987T=8.38811.5697.767式中：v —修正系数，取值为： 1.4s/m 计算可得：桩号0+003.2500+043.2500+083.2500+123.2500+163.2500+203.2500+266.979θ=h 1—挑流鼻坎末端法向水深（m ）；30年一遇h 1=h 2—h 2=v 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30年一遇v 1=自下游水面至坑底最大水垫深度，（m ）；鼻坎末端断面单宽流量，m 3/(s.m)；30年一遇30年一遇上、下游水位差，（m ）；综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得30年一遇7、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：根据《规范》A.3.2的计算公式：h 、h b —泄槽计算断面的水深及掺气水深，（m ）不掺气情况下泄槽计算断面的流速，(m/s);ζ—ζ=h b =�1�ζv 100�hh=设计水位0.60.520.530.570.630.720.37校核水位 1.020.870.870.92 1.01 1.140.610.520.460.470.510.570.650.33v=设计水位 5.2 6.637.297.738.128.5118.57校核水位 5.857.588.549.219.7510.2321.325.06 6.39 6.977.367.728.117.82设计水位0.638270.564970.584050.629450.699360.800140.46113校核水位 1.098160.962290.97398 1.03295 1.14217 1.307760.795950.565850.508800.529530.575750.642110.743050.4245930年一遇水位30年一遇水位h b =30年一遇水位由上计算可知，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 。
溢洪道水面线计算（分段求和法）
溢洪道⽔⾯线计算（分段求和法）3/s2.2 求临界⽔深（h k ）的计算：计算公式h =（αq 2/g）1/32 ⽔⾯线的定性分析2.1 正常⽔深（h 0）的计算：计算公式5/30.520.52/31.2 陡槽资料：(由设计确定)。
《⽔库溢洪道⽤分段求和法计算⽔⾯线》（棱柱体）1、基本资料1.1 洪⽔资料：(洪⽔资料由调洪演算成果所得).3.3 计算⽔⾯线3.3.1 控制⽔深3.3.2 分段并确定各段的计算⽔深全长⽔位差（⊿h）⽔流从缓流过渡到急流必须要经过临界⽔深hk，该临界⽔深即为控制⽔深。
3 计算⽔⾯线3.1 计算⽅法分段求和法3.2 基本公式((h i +v 2/2g)-(h i+1+v 2i+1/2g))/⊿L=i-J2.4 ⽔的流态及⽔⾯线定性2.3 求临界坡降i k 计算公式i =gX /αC 2BV均=（V 1+V 2）/2；R均=（R 1+R 2）/2；C均=（C 1+C 2）/2平均⽔⼒坡度（J 1-2）：（J 1-2）=V 均2/C 均2R 均3.6 计算两断⾯间的距离（L 1）：L 1=⊿E s1-2/(i-J 1-2)3.7 按上述各式列表计算:表式及计算见《棱柱体⽔⾯线计算表》3.5 计算平均⽔⼒坡度（J 1-2）：断⾯的⽔⼒要素：X 1=b+2h 1(1+m)0.5R 1=ω1/X 1C 1=R 11/6/n同理，可求得X 2、R 2、C 2、 ……直到所列断⾯。
V 1=Q/ω1V 12/2g E s1=h 1+V 12/2g同理，可求得h 2、ω2、V 2、E s2 ……直到所列断⾯。
两断⾯的⽐能差（⊿E s1-2）：⊿E s1-2=E s1-E s2分段计算，定各断⾯计算⽔深（h）3.4 计算两断⾯的⽐能差（⊿E s1-2）：1～1断⾯：由已知的:h 1分别求出:ω1=(b+mh 1)h 1[V]<10α—5 计算边墙⾼度（H）：计算公式：ha=h(1+αV/100)系数，α=1.0～1.3计算公式：H=ha+⊿分段求和法棱柱体⽔⾯线计算表3.8 计算成果：陡槽末端⽔深（h c 不须考虑掺⽓对⽔深的影响。
水库溢洪道水面线计算
h v ξ hb 加0.5m安全超高
0+000.0 14.38
1.8 0.023 1.89 3.40
5.6 0.610 0.017 42.29 4.227 99.880
0.9116 2.802
0+000.0 1.89 4.227 1.4 2.41
水面宽度
B 1.8
系数
a 1.05
Es/m △Es/m △s/m △L/m 误差修正值
泄槽段掺气后的 水深
h v ξ hb 加0.5m安全超高
0+392.5 5.1 1.5
0.666 1.07 1.61 3.6 0.441 0.017 34.08 3.178 86.947
0.5152 1.585
0+542.5 5.1 1.5 0.666
0+150 0.7406 4.591
1.4 0.7882
1.29
边坡系数
m 0
陡槽距离(L) 溢0+015.0 溢0+020.0 溢0+025.00 溢0+030.00 溢0+038.94
计算水深 (h) 1.63 1.56 1.52 1.49 1.45
流速(v) 4.9 5.1 5.24 5.36 5.45
0 0.000
1.4 0
0.50
注：矩形断面 里程
Q(m3/s) b/m i h/m A/m2 X/m R/m n
R2/3/n v/(m/s) J=v2/C2R 10-4 平均J (10-4) i- 平均J (10-4) v2/2g/m
Es/m △Es/m △s/m △L/m
0+292.5 5.1 1.5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3/s
Q=[((b+mh)h)5/3i 0.5]/[n(b+2h(1+m 2)0.5)2/3]h =（αq 2/g）1/32.2 求临界水深（h k ）的计算：计算公式2 水面线的定性分析2.1 正常水深（h 0）的计算：计算公式1.2 陡槽资料：
(由设计确定)。
《水库溢洪道用分段求和法计算水面线》
（棱柱体）
1、 基本资料1.1 洪水资料：
(洪水资料由调洪演算成果所得).
3.3 计算水面线3.3.2 分段并确定各段的计算水深2.3 求临界坡降i k 2.4 水的流态及水面线定性计算公式i =gX /αC 2B 全长水位差（⊿h）
3 计算水面线3.1 计算方法3.3.1 控制水深
3.2 基本公式分段求和法
((h i +v 2/2g)-(h i+1+v 2i+1/2g))/⊿L=i-J
水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控制水深。
V 12/2g E s1=h 1+V 12/2g
同理，可求得X 2、R 2、C 2、 ……直到所列断面。
3.5 计算平均水力坡度（J 1-2）：
断面的水力要素：
X 1=b+2h 1(1+m)0.5R 1=ω1/X 1C 1=R 1
1/6
/n
平均水力坡度（J 1-2）：
（J 1-2）=V 均2
/C 均2
R 均V均=（V 1+V 2）/2；R均=（R 1+R 2）/2；C均=（C 1+C 2）/2
3.6 计算两断面间的距离（L 1）：
分别求出:
同理，可求得h 2、ω2、V 2、E s2 ……直到所列断面。
两断面的比能差（⊿E s1-2）：⊿E s1-2=E s1-E s2
ω1=(b+mh 1)h 1V 1=Q/ω1L 1=⊿E s1-2/(i-J 1-2)
1～1断面：
由已知的:分段计算，定各断面计算水深（h）
3.4 计算两断面的比能差（⊿E s1-2）：
h 1
[V] >10
α—5 计算边墙高度（H）：系数，α=1.0～1.3
4 计算掺气后的水深（h a）：
计算公式：ha=h(1+αV/100)要考虑掺气对水深的影响。
3.8 计算成果：
陡槽末端水深（h c 分段求和法棱柱体水面线计算表
3.7 按上述各式列表计算:表式及计算见《棱柱体水面线计算表》
ha—⊿—
H=ha+⊿掺气后水深，
安全超高，一般为0.5～1.5米。
陡槽掺气后水深及边墙高度
计算公式：。