溢流坝水力计算说明书

溢流坝水力计算说明书

工程水力计算学实训报告书指导教师：鄂军良水利工程27班赵文瑾

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《资料》可知，坝址处河道断面为矩形断面计算公式： V=CRiQ=ACRiC=R1/6 A=bn X=b+2h R= 1nA X 计算得：

h 3/5(52.2h)3/5 52首先设水深h01=0,代入上式，则得h02=,再将h02代入上式得h03=,用同种方法可有：h04=,h05=,h06=,h07=,综上所述最后得h= b、用迭代法计算一百年一遇Q=1400m3/s相对

h

h=

如a所示，用同种方法可解得一百年一遇Q=1400m3/s 相(4)计算并绘制下游河道“水位~流量”关系曲线第1页

(图一):溢流坝剖面图

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下游河道水位与流量关系计算表

水力序谢才系流速水深h 面积A 湿周X 半径号数C v R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 流量Q 水位▽备注50年

一遇 100年一遇槽深1, 1, 10 1, 11 1, 12 1, 13 1,

水位~流量关系曲线,0001,20XX,4001,6001,流量单位

水位单位水位▽

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水利工程27班赵文瑾

二、确定溢流堰得堰顶高程并溢流面剖面坝顶高程

的确定 a、坝上水头H0计算:

H0(QmB2g)2/3

计算：1、初步估算 H0可假定HO≈H,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

出流计算，取σ=，然后再校核。题意可知Q=1250m3/s,设ε=，则;

1250H0 2/3=(m)

582、计算实际水头H。查课本教材8-13及8-14表得边

墩形状系数为，闸门形状系数为，因Hb0<0,应按计算。ε

=k(n1)01(51)

nb58用求得的ε近似值代入上式重新计算H0

1250H0 2/3(m)

582又因

H0仍按其计算，则所求得ε值不变，则说明以上所求的H0=。

b是正确的。

已知上游河道宽为52m。上游设计水位为,河床高程为，近似按矩形断面计算上游过水断面面积：

A0=52× =1560(m2)

v0Q1250(m/s) (m) 则堰的设计水头为HdH02g2第3页

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3、堰顶高程=上游设计水位-Hd== 因下游堰高P2+=,顶低。

,下游水面比堰,满足自出流条件，说明上述计算结果是正确的。 H0则最终确定该实用堰的堰顶高程为。溢流坝剖面设计 1、方案：

a. 溢流坝采用WES型抛面

b. 堰前沿采用三圆弧

c. 抛面各段确定如图一所示 2、堰上游设计为垂直段 3、堰顶段BC的设计

a. 前沿OB段，三圆弧组成各段半径和水平距，计算如下：

R1 b1R2 b2R3 b3b. 堰顶下游采用幂曲线，按下列方

程计算：

n1xnkHdy

其中：Hd—堰剖面的设计水头

n—与上游堰坡有关的指数(见教材8-1) k—系数x、y—圆点下游堰面曲线横纵坐标

经整理可得方程

y

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依上述方程可绘制出堰顶下游曲线：

x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 y

堰顶下游曲线图7654y3y210024x6810

4、下游直线段CD和反弧段DE尺寸的确定

a、《任务指导书》可知下游斜坡坡比ma=,则其倾角Χ=550。又知CD

直线段与曲线OC相切与C点。点坐标确定如下：

堰曲线y 求一阶导数即

dydx=

dydx

1，解得x=，y= 故C点坐标为 II.反弧段DE有关尺寸的确定

半径R的确定： R(~)(HdZmax) 其中。

Zmax(m)

所以 R(6125)~ ~ ，取R= 图二可有:

第5页

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180'x0xcma(p2yc)Rcos '0P2R求的O点坐标为 III．D 点坐标的确定

x'DX0Rsiny'cos Dy0R求得D点坐标为点坐标的确定：'xEx0 EP2求得E点坐标为：

5、根据上述计算结果可绘制出堰剖面图，如图

第6页三圆弧

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三、求水库的校核洪水位、正常蓄水位与防洪限制水位计算校核洪水位 1.求坝上水头

H0(QmB2g)2/3

计算：1、初步估算 H0可假定HO≈H,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，先按自出流计算，取σ=，然后再校核。题意可知Q=1400m3/sm= 设ε=，则;

1400H0 2/3=(m)

582、计算实际水头H。查课本教材8-13及8-14表得边墩形状系数为，闸门形状系数为，因Hb0计算。 <1,应按8bH01ε=k(n1)01(51)

nb5用求得的ε近似值代入上式重新计算H0

1400H0 2/3(m)

582又因

H0仍按其计算，则所求得ε值不变，则说明以上所求的H0=。

b是正确的。

已知上游河道宽为52m。上游设计水位为,河床高程为，近似按矩形断面计算上游过水断面面积：

A0=52× =1560(m2)

v0Q1400(m/s) A01560第7页

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(m) 则堰的设计水头为HdH02g2、校核：因下游堰高P2+=,游水面比堰顶低。

,下 ,满足自出流条件，说明上述计算结果是正确的。

H0则相应的校核洪水位▽=+Hd=+=(m)

相关数据计算表序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 流量 1600 1550