溢洪道水力计算(含水面线推算和消力池计算)
溢洪道水力计算范文
溢洪道水力计算范文溢洪道是一种用于调节水库库容的重要设施，它能够确保水库在降雨较大时不会溢出，从而保护下游地区的安全。
溢洪道的水力计算是设计溢洪道的关键步骤之一，本文将详细介绍溢洪道水力计算的相关内容。
1.溢流量计算溢流量是指在水库库容达到最大限度时，通过溢洪道流出的水量。
计算溢流量的常用方法有经验公式法和理论计算法。
经验公式法是根据历史洪水资料和相关实测数据推导出的经验公式进行计算，适用于缺乏资料和经验的情况。
理论计算法则是利用流体力学原理进行计算，适用于条件较好且有丰富资料的情况。
2.溢流速度计算溢流速度是指水流通过溢洪道时的速度。
溢流速度的计算方法一般有两种：一是根据流量和槽底坡度计算，二是根据经验公式计算。
根据流量和槽底坡度计算需要确定槽底的摩擦系数和槽底的水流速度，然后应用流量公式进行计算。
根据经验公式计算则是根据经验公式直接计算溢流速度，相对简单但准确度较低。
3.堰顶宽度计算溢洪道的堰顶宽度是指溢洪道基底宽度和坡道宽度之和。
堰顶宽度的计算需要考虑上游河床的状况、上游输沙能力以及溢洪道的结构形式。
一般来说，堰顶宽度应满足以下几个方面的要求：满足流量要求、确保安全稳定、控制水流速度、减小溢洪道的地质灾害。
4.溢洪坝高度计算溢洪坝高度是指溢洪道堰顶相对于坝基的高度差。
溢洪坝高度的计算需要考虑上游河道流量、下游地势和地质条件。
一般来说，溢洪坝高度应满足以下几个方面的要求：确保下游地区不受洪水侵袭、防止溢洪坝溢流过高、满足溢洪道设计要求、减小溢洪坝的地质灾害。
总结起来，溢洪道水力计算是保证水库安全运行的重要环节。
通过合理的溢洪道水力计算，可以确保溢洪道的流量、速度、堰顶宽度和溢洪坝高度满足设计要求，从而保证溢洪道在大洪水冲刷下的安全性和稳定性。
为此，设计人员应根据具体情况选择适当的计算方法，并结合实际情况进行合理的参数取值，以提高计算结果的准确性和可靠性。
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。
《溢洪道加固设计案例4200字》
溢洪道加固设计案例目录溢洪道加固设计案例 (1)1.1 溢洪道基本情况 (1)1.2 溢洪道除险加固设计方案 (1)1.3 溢洪道水力计算 (4)1.4 溢洪道结构计算 (8)1.1 溢洪道基本情况水库正常溢洪道为开敞式无闸正槽溢洪道，位于大坝右岸垭口处，堰型为宽顶堰。
原设计堰顶高程149.40m，堰顶及泄槽横断面为矩形，底部宽度10.00m，泄槽纵坡1∶7，最大下泄流量139.6m3/s。
实际堰顶高程149.32m，堰顶控制段平均宽度11.40m，泄槽断面底部宽度10.20m，一级泄槽纵坡1∶77，二级泄槽纵坡1∶5.7。
进水渠未衬砌；控制段底板开挖后无衬砌，左岸边墙为浆砌石结构，右岸边墙部分为浆砌石结构，部分为干砌石结构；泄槽段总长118.81m，底部为砌石结构，水泥砂浆抹面，侧墙为浆砌块石结构；无消能设施，出水渠有跌水，后接天然河沟。
进水渠两侧无导流墙、底板无衬护措施，渠底不平整；控制段底板无衬砌处理，两侧砌石导流墙损坏、垮塌严重，底板淤积严重；泄槽段底板砂浆剥落及老化严重，两侧导流边墙砌石部分损坏、底板淤积严重；底板淤积处杂草丛生；无消能设施；出水渠与天然河沟相接，垮塌严重，危及村级公路安全。
1.2 溢洪道除险加固设计方案（1）进水渠溢洪道进水渠宽10.50m，底板采用现浇混凝土，厚0.30m。
两边布置挡土墙，相关尺寸参考泄槽挡土墙结合实际布置。
（2）控制段控制段采用宽顶堰，根据调洪方案，堰顶高程149.40m，宽10.50m。
宽顶堰厚度δ需满足2.5H≤δ≤10H。
由调洪演算可知，水库校核水位153.18m，1堰顶高程149.40m，H=3.78m，故9.45m≤δ≤37.8m，取宽顶堰厚度δ=10.00m。
宽顶堰采用钢筋混凝土结构，使用C25混凝土，底板厚0.50m。
边墙采用重力式混凝土挡土墙。
根据校核洪水位以及宽顶堰顶部高程，挡土墙高度取4.50m。
挡土墙尺寸见图5.1。
图5.1 控制端挡土墙截面图（3）泄槽溢洪道泄槽分为两级。
溢洪道水面线水力计算
溢洪道水面线水力计算溢洪道水面线水力计算是指在溢洪道工程设计中，对溢洪道水面的高程进行计算和确定的过程。
溢洪道水面线水力计算是设计溢洪道工程的基础任务之一，主要用于确定溢洪道的有效堤顶高度，以及判断溢洪流量和洪水对下游防洪安全的影响。
在进行溢洪道水面线的水力计算时，需要考虑以下几个方面的因素：1.水位变化规律：根据设计要求和地区实际情况，确定溢洪道水位变化规律，包括出口水位、最高水位和最低水位等。
这些水位变化规律是溢洪道水面线水力计算的基础，也是设计溢洪道参数的依据。
2.流量计算：通过水动力原理和流量公式，计算溢洪道的设计洪水流量。
洪水流量的计算需要考虑下游水位、流域面积、产流特征等因素。
常用的流量计算方法有三角洪水法、单峰洪水法和双峰洪水法等。
3.溢洪道断面选择：根据溢洪道的设计洪水流量和设计水位，在保持流量稳定的情况下选择合适的溢洪道断面，以满足设计要求。
根据溢洪道断面，可以计算出溢洪道的有效堤顶高度和水面线的高程。
4.水力计算：通过溢洪道的水力计算，确定溢洪道水面线的高程。
水力计算的主要内容包括流速计算、水深计算和堤顶高度计算。
其中，流速计算可以采用曼宁公式、剪应力公式等；水深计算一般根据不同的水位和槽坡来确定；堤顶高度计算需要考虑洪水流量、流速和水深等因素。
5.水面线确定：根据水力计算的结果，确定溢洪道水面线的高程。
水面线的高程应满足下游防洪安全的要求，并考虑水力平衡和溢洪道结构的要求。
水面线的确定一般采用一维水流模型计算，根据不同的水位和流量，得出水面线的高程曲线。
在进行溢洪道水面线水力计算时，需要使用一些计算软件和工具，如水力计算软件、一维水流模型等。
这些工具可以提供准确的计算结果，帮助工程师进行溢洪道水面线的设计和确定。
同时，还需要结合实际工程情况，考虑工程经济性、可行性和社会效益等因素，进行溢洪道水面线水力计算的优化设计。
溢洪道消力池计算
溢洪道消力池计算
溢洪道消力池的计算主要包括以下步骤：
1、确定消力池的长度和深度：消力池的长度通常根据溢洪道的流量和下游水位来确定，而深度则根据溢洪道的最大流量和下游河道的冲刷能力来确定。
2、计算消力池的消能率：消能率是指溢洪道下泄水流在消力池中消除能量的程度。
根据不同的溢洪道形式和下游河道的条件，可以采用不同的消能率计算公式进行计算。
3、计算消力池的底宽和边坡：消力池的底宽和边坡应根据下游河道的冲刷能力和溢洪道的流量等因素来确定。
在计算时，需要考虑河床的抗冲刷能力和溢洪道下泄水流的冲刷能力。
4、计算消力池的流速和压力：消力池中的流速和压力应根据溢洪道的流量和下游水位等因素来确定。
在计算时，需要考虑消力池的长度、深度、底宽和边坡等因素的影响。
5、校核消力池的稳定性：消力池的稳定性是指其在溢洪道下泄水流作用下的稳定程度。
在校核时，需要考虑溢洪道下泄水流的冲击力和消力池的抗冲击能力等因素的影响。
总之，溢洪道消力池的计算需要综合考虑多种因素，包括溢洪道的流量、下游水位、河床的抗冲刷能力等，以便确保消力池能够有效地消除溢洪道下泄水流的能量，并保持稳定性和安全性。
溢洪道水利计算书共9页文档
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=213.61m3/s，50年一遇设计洪水流量Q =249.08m3/s ，500年一遇校核洪水流量Q =390.72m3/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：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;Esd 、Esu——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：其差分格式为：即：式中：其中：h1为已知，h2为欲求之水深为此，将差分方程改为下列函数表达式为求h2设试算水深h下限与h上限，用二分法求解若D、G同号，令h上限= h2；D=G若D、G异号，令h上限= h下限；h上限= h2；D=G继续二分，直到∣h1-h2∣≤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：式中：Q——计算流量（m3/s）；Ak——临界水深时的过水断面面积(m2)；Bk——临界水深时的水面宽度(m)；G——重力加速度，g=9.8m/s2。
利用明渠均匀流公式计算临界坡降ik：式中：A——过水断面面积，A=b×hk；C——谢才系数，C=1/n×R1/6；R——水力半径；N——糙率，n=0.015；经计算，500年一遇陡坡顶临界水深hk =2.75m，50年一遇临界水深hk=3.04m，20年一遇临界水深hk=4.11m。
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。
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
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。
泄槽水面线推求及消能计算
临界水深Hk(矩形断流量底宽1.3710.002.00分段始水深分段始流速分段末水深分段末流速糙率n 泄槽底坡角度底宽流量1.370 3.6500.59298.4340.01426.550 2.00010.000分段长0.5930 5.000分段始水深分段始流速分段末水深分段末流速糙率n 泄槽底坡角度底宽流量0.5938.4320.470510.6270.01426.550 2.00010.000分段长0.4705 5.000分段始水深分段始流速分段末水深分段末流速糙率n 泄槽底坡角度底宽流量0.47110.6260.409712.2050.01426.550 2.00010.000分段长0.4097 5.000分段始水深分段始流速分段末水深分段末流速糙率n 泄槽底坡角度底宽流量0.41012.2050.372813.4130.01426.550 2.00010.000分段长0.3728 5.000分段始水深分段始流速分段末水深分段末流速糙率n 泄槽底坡角度底宽流量0.37313.4120.352414.1870.01426.550 2.00010.000分段长0.3524 4.000123（一）泄槽上游接宽顶堰、缓坡明渠或过度段泄槽水力计算溢洪道设计规范SL253-2000起始计算断面在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端计算的临界水深Hk456收缩断面水深h10.3524收缩断面流速h114.187弗汝德数Frt7.63336869消力池跃前宽度b1 2.000消力池跃后宽度b24自由水跃共轭水深h2 2.56863326水跃长度L15.2916852消力池长度12.23水跃淹没度σ 1.05出口流速系数ψ0.95消力池出口水深ht 1.50消力池尾部出口水面跌落△Z0.45消力池池深d0.74掺气水深h b始断面水力半径末断面水力半径平均水力半径平均流速分段内平均摩阻坡降 J泄槽底坡 i 1.440 1.9400.5780.3720.475 6.0420.0190.5000.663 1.1630.500始断面水力半径末断面水力半径平均水力半径平均流速分段内平均摩阻坡降 J泄槽底坡 i0.3720.3200.3469.5300.0730.5000.540 1.040始断面水力半径末断面水力半径平均水力半径平均流速分段内平均摩阻坡降 J泄槽底坡 i0.3200.2910.30511.4160.1240.5000.4800.980始断面水力半径末断面水力半径平均水力半径平均流速分段内平均摩阻坡降 J泄槽底坡 i0.2910.2720.28112.8090.1750.5000.4430.943始断面水力半径末断面水力半径平均水力半径平均流速分段内平均摩阻坡降 J泄槽底坡 i0.2720.2610.26613.7990.2180.5000.4220.922。
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。
侧槽溢洪道水力设计计算书(底流消能)
2
0.00004
0.608
0.79
消能标准
5
#DIV/0!
0
0.00
4.4 侧槽泄流能力复核计算
根据规范第A.2.1条，开敞式幂曲线实用堰的泄流能力可按（A.4）计算：
Q CmmB 2g H03/ 2
（A.4）
Q CmmB 2g H03/ 2
1 0.2 k
n 1
0
H0 nb
式中：
Q…………流量，m3/s；
侧槽堰长L计算成果表
计算情况
Q
H0
m
ε
σm
L
校核标准 194.6
2.08
0.49
0.95
1
31
设计标准
17.8
0.40
0.49
0.95
1
34
初步确定侧槽堰长L=32m
4.2 侧槽底宽b拟定
泄流量沿侧槽轴线均匀增加，所以侧槽横断面面积应沿程增大，侧槽首端和末端断面断面底宽之比bu/be=0.51。
hk 2.993
ik 0.00012
设计标准
1.5
0.014
12
7.296
13.216
109.83
0.608
0.00004
消能标准
0.0
0.014
12
0
12
108.078
0
#DIV/0!
2、侧槽末端水深he计算
计算工况 频率（%）
ik
校核标准
0.1
0.00012
hk 2.993
he 3.89
设计标准
堰顶高程： 1153.000m
堰顶最大水头Hmax： 2.080m 溢流堰宽度B： 32.000m 闸门孔数： 1孔 泄槽宽度： 12.0m 闸墩厚度： 0.000m 泄槽糙率n： 0.014
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。
溢洪道水面线+消力池计算
溢洪道⽔⾯线+消⼒池计算
（洪⽔资料根据调洪演算推求）
38.45（m 3/s）
（m）8.3（m）30.0431（m）0.3510.018500
i
i k 0.351>0.00421263泄槽⽔⾯线计算（分段求和法）
1、基本资料
1.1 洪⽔资料溢洪道下泄的最⼤流量（Q）：堰上⾛⽔深（h）：
1.2 溢洪道资料：
泄槽糙率（n）：
泄槽边坡系数（m 1）：
泄槽边坡系数（m 2）：
泄槽宽度（B）：
泄槽长度（L）：
泄槽底坡（i）：
2.2 临界⽔深的计算（h k ）2.3 临界坡降的计算（i ）2、⽔⾯线的定性分析2.1 正常⽔深的计算（h 0）
2.4 ⽔的流态及⽔⾯线定性
2.4.1 ⽔的流态2.4.2 ⽔⾯线的类型
（假设⽔深，
⽔流从缓流过渡到急流必须要经过临界⽔深h k ，该临界⽔深即为控制⽔深。
3、⽔⾯线计算
3.1 计算⽅法：
3.2 基本公式：
3.3 计算⽔⾯线
3.3.1 控制⽔深分段求和法3.3.2 分段并确定各段的计算⽔深
泄槽段⽔位差：
分段并确定各段计算⽔深：
渠道
ζ为修正系数，可取值1.0-1.4m/s，流速⼤者取⼤值（v>20m/s是取⼤值）
控制断⾯的选择和上游堰型有关，见溢洪道设计规范附A.3
、
渠道⽔⾯线计算
⽔深，推求分段长度，适⽤于棱柱形渠道）
k ，该临界⽔深即为控制⽔深。
渠道⽔⾯线的计算
v>20m/s是取⼤值）
，见溢洪道设计规范附A.3。