第九章-泄水建筑物下游的水流衔接

2]
82
1
2 9.8 [0.95 3.52
1
1.05 4.322
]
0.137
d jhc1 ht Z 1.05 4.32 3.5 0.137
0.9m
与假设相乎故取d 0.9m。
三 消力池长度LK计算：
LK 0.7 ~ 0.8Lj
又 Frc
82 9.8 0.613
5.35
Lj 10.8hc1Fr 1 0.93 10.8 0.61 5.35 1 0.93 25.8m
设d 0.9m 于是
E0 E0 d 9.4 0.9 10.3m
c
E0 hk
10.3 1.87
5.51
0.95 查附图1得：c1 0.327，c1 2.31
hc1 0.3271.87 0.61m
hc1 2.311.87 4.32m
Z
q2 2g
[
1
ht
2
1
jhc1
计一降低护坦式消能池；q为8m3/s-m；H为2.4m；p2为7m；
ht为3.5m
；φ为0.95
。
解： （一）判别坝下下游水流衔接形式：
p1 H
7 2.4
2.92
1.33为高坝，可忽略行进流速v0的影响
取H H0 2.4m E0 p2 H0 7 2.4 9.4m
hk
3
aq2 g
3
1 82 9.8
hc 2.251.87 4.21m
（二）判断下游水跃衔接形式 由以上计算可知： hc< pk ht > pk
水流由急流变缓流产生水跃衔接，又
因 hc ht ，故下游产生远驱式水跃衔接。
用试算法计算hc
E0
hc
q2
2g 2hc2
hc
82 29.8 0.952 hc2
hc
3.62
1 hc2
(一)判别坝下游水流衔接形式
p1 155 100 55m H 162.4 155 7.4m
p1 H
55 7.4
7.43 1.33为高坝H
H0
ht 110 100 10m
B 5 7 4 2 43m
q Q 1400 32.6m3 / s m B 43
aq 2
1 32.62
水跃。
以h1为跃前断面水深，相应的共轭水深为
h1
h1 2
(
18
q2 gh13
1)
0.5 ( 2
1
8
9.8
42 0.53
1)
2.32m
因 h1 ht 故在Ⅱ渠道中会要产生远驱水跃。如 果水跃从1-1断面开始发生，则所需下游水深应
为ht=2.23m。
9-4一单孔溢流坝，护坦宽与堰宽相同。试在下列条件下设
hk 3 g 3 9.8 4.77m
c
E0 hk
9.4 1.87
5.03
0.95 查附图1得：c 0.206，c 3
hc 4.77 0.208 0.99m
hc 4.77 3 14.3m
因hc ht故下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消力池。
二消能池深度计算
确定消能坎高度c：
根据上式已知E0=9.38，假设hc，直到两端相 等为止，由此计算hc=0.644m
• 9-2 高度P为2m的跌水，
其出口设平板闸门控制
流量，如图所示。当流 量Q为10m3/s时，下游
水深ht为4m；闸门前水 头 H 为 1.6m ； 行 进 流 速
v0为1m/s；流速系数φ 为0.97。试计算收缩断
末端水深ht为0.5m；下游均匀流水深ht为1.8m。 试判断水跃的衔接形式；如果水跃从1-1断面开
始发生，所需的下游水深应为多少？
• 解：
q Q 20 4m3 / s m 取b5
hk
3
aq2 g
3
1 82 9.8
1.87m
陡槽中水流为急流h1< hk ，又ht > hk，缓坡
渠槽内水流为缓流，故在Ⅱ渠道中会要产生
先假设消能坎为非淹没堰，即s 1
取消能坎的流量系数m1 0.42则
取消力池长 LK 0.7 ~ 0.8 Lj 0.7 ~ 0.8 25.8 18.06 ~ 20.64 m
故可取 LK 19m
9-5某水库溢流坝为5孔，每孔净宽b为7m，闸墩厚 2m，各高程如图所示。今已知各孔闸门全开，通 过流量Q为1400m3/s时，上游水位高程为162.4m； 下游水位高程为110.0m；试判别下游水跃衔接形 式。若需要，可设计一消能坎式消能池。
面水深hc，并判断衔接 形式。
• 解：用图解法求hc
H0
H
U
2 0
2g
1.6
1 2 9.8
1.65m
E0 P H0 2 1.65 3.65m
hk
3
aq2 g
3
1 (10)2 4
9.8
0.861m
c
E0 hk
3.65 4.24 0.861
因： hc< hk ，ht > hk，下游水流由急流变缓流要产生 水跃，又因 hc ht 。产生远驱水跃衔接。 用试算法求 hc： 由公式 ：
第九章 泄水建筑物下游的水流衔接 与消能
• 9-1 试求实用断面堰下 游收缩断面的水深，并 判断下游的水跃衔接形 式。
• 已知：高坝p1与p2均为 7m ； 单 宽 流 量 q 为 8m3/s-m ； 流 量 系 数 m 为0.49；流速系数φ为 0.95；下游水深ht为3m。
• 解： • （一）计算收缩断面水深ｈc因ht< p2为自由出
q2
102
0.34
E0 hc 2g 2hc2 hc 29.8 0.972 42 hc2 hc hc2
已知：E0=3.65m，假设hc，直到等式两端 相等为止，由此计算出hc=0.32m。
• 9-3 一矩形断面的陡槽，宽度b为5m，下接一同 样宽度的缓坡渠槽。当流量Q为20m3/s时，陡槽
流，有堰流公式得
Ho
( m
q 2g
2
)3
( 0.49
8
2
)3
2 9.8
2.39m
hk
3
aq2 g
3
1 82 9.8
1.87m
用图解法计算ｈc：
Eo p2 Ho 7 2.39 9.39m
0
E0 hk
9.39 1.87
5.02
0.95 查附图1得：c 0.345，c 2.25
hc 0.3451.87 0.645m
1.87m
Baidu Nhomakorabea
c
E0 hk
9.4 1.87
5.03
0.95
查附图1得：c
0.34，
c
2.25
hc 0.341.87 0.636m
hc 2.251.87 4.2m
因hc ht故下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消力池。
（二）消力池深度计算
估算池深：
d jhc ht 1.05 4.2 3.5 0.91m