溢洪道水面线计算
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。
溢洪道水面线及边墙高度计算
hk 3
aq 2 g
水面线类型判别
h0 0.29 hk
流态及水面线类型 为急流,水面线为aⅡ型雍水曲线。
<
0.75
断面桩号
⊿s
h
A
V
0+000 10.00 0+010 16.60 0+027 12.00 0+039
0.75
2.26
2.65
0.36
1.08
5.57
0.26
0.78
7.70
0.19
0.58
0.52
1.50
5.44
5.64
0.39
1.50
α V/100)
α =1.0～1.3
a+⊿
水深，
高，一般为0.5～1.5米。 陡槽掺气后水深及边墙高度 计算水深(h) 0.75 0.36 0.26 0.19 流速(v) 2.65 5.57 7.70 10.33 掺气增加水深(hv) 0.03 0.02 0.02 0.02
63.43
62.75
61.62
掺气后水深（ha） 0.78 0.38 0.28 0.22
边墙高（H） 1.28 0.88 0.78 0.72
溢洪道特征参数
下泄流量Q（m3/s） 6.00 底宽（m） 3.00 单宽流量q(m2/s) 2.00 两侧坡比m 0.00 一级陡槽底坡i1 0.09
正常水深计算
Q(m3/s) 6.00 h0(m) 0.29 过水断面面积A（㎡） 0.88 谢才系数C 46.53 湿周χ 3.59
临界水深计算
α 1.05 单宽流量q(m2/s) 2.00 g 9.81 临界水深hk 0.75
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。
台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算
台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算张志昌;徐啸【摘要】台阶式溢洪道水面线是确定边墙高度的重要参数,目前尚无系统的研究成果.根据明渠非均匀渐变流理论,分析了台阶段水面线的计算方法；模型试验表明,用非均匀渐变流理论计算台阶式溢洪道非掺气水流水面线时,必须考虑局部水头损失的影响.经对比分析,台阶上的局部阻力系数ζ=0.5时计算水深和实测水深吻合良好.溢流反弧段水面线可以用动量方程给出的公式计算.同时,对于坡度为30°,51.3°和60°的WES曲线段,也通过模型试验给出了水面线的计算式.对比分析认为,本文给出的台阶式溢洪道非掺气水流全程水面线的计算方法简单,精度高.%Although the flow profile is one of the most important parameters to determine the sidewall height of stepped spillway, there is no systematical research result about it. The calculation method of flow profile along steps is proposed, which is based on the theory of non-uniform flow in open channel. The model experiments show that the impact of local head loss should be considered when non-uniform flow theory is applied to calculate the non-aerated flow. The calculated data is consistent with the measured data when the value of local resistance coefficient is 0. 5. The flow profile of the flip bucket can be calculated according to the equation which is derived from momentum equation. Also, the equations for computing the flow profile of WES curve segment wi thin the range of 30° and 60° are obtained by model experiments. The results demonstrate that the calculation method for the flow profile of non-aerated flow along the stepped spillway is simple and accurate.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】6页(P30-35)【关键词】台阶式溢洪道;非掺气水流;水面线【作者】张志昌;徐啸【作者单位】西安理工大学,陕西西安710048;西安理工大学,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TV651.1台阶式溢洪道水面线的计算是确定溢洪道高度的重要问题.由于台阶的特殊构造，使得台阶上水面线的计算比光滑溢洪道更加复杂.目前，尚无系统、成熟的台阶式溢洪道水面线的研究成果.文献［1］曾采用紊流边界层理论计算台阶式溢洪道水面线，但计算结果与实测相差甚远.文献［2］通过试验研究了坡度为51.3°和60°台阶式溢洪道上的水面线分布规律，得出台阶式溢洪道上水深的计算公式，但该方法没有将非掺气水深和掺气水深区别开来.S.L.Hunt等［3］对3种不同角度(15°，30°和52°)的台阶式溢洪道进行了模型试验，模型台阶高度为1.4 cm，最大单宽流量为0.347 m2/s，试验得出当不考虑掺气影响、溢洪道坡度为15°时，最大水深正好等于临界水深hk，而当坡度为30°和52°时，最大水深分别为1.75hk和3.0hk.文献［4］提出了1个台阶式溢洪道上水深计算的复杂公式，该公式仍然未将非掺气水深和掺气水深分开计算，计算误差有的在10%以内，有的超过10% ～15%.文献［5］根据文献［6－7］的试验，认为坡度一定的台阶式溢洪道上的滑行水流，在经过几级台阶后，即变为正常水深的均匀流，探讨了形成均匀流的条件.事实上，只有在单宽流量较小时，才会在几级台阶之后形成均匀流，而当单宽流量较大时，在台阶式溢洪道上形成均匀流尚需一定的距离.文献［8］研究了台阶式溢洪道上准均匀流(即均匀掺气水流段)的条件，得出准均匀流段正常水深的计算公式.但未涉及准均匀流段以前的水深计算.文献［9］根据明渠非均匀渐变流理论，推导了台阶坝面滑行水流水深的计算公式为式中:动能修正系数取α1=1.7～2.0;λ为沿程阻力系数，可根据蔡克士大明槽沿程阻力系数的公式计算;h1为已知断面水深;h2为计算断面水深;q为单宽流量;Δl为计算流段长度;i为溢洪道坡度;g为重力加速度.在计算λ时，首先按照ksu*/ν(u*为摩阻流速，ν为黏滞系数)判断水流流态所属区域，即光滑区、过渡区还是粗糙区，选择不同公式求出λ，再代回式(1)求得水深h2.该式没有给出动能修正系数α1等于1.7～2.0的依据，也没有考虑坡度θ对水深的影响，这对于坡度较大的台阶式溢洪道水面线的计算将会引起较大的误差.台阶式溢洪道由于底部的特殊构造，在台阶的虚拟底板以上形成滑行水流，在虚拟底板以下的台阶内形成水流旋滚，水流流态十分复杂.水流在流动过程中不仅有沿程水头损失，而且台阶内的水流旋滚造成了台阶上的局部水头损失.所以，在台阶式溢洪道水深的计算中，必须考虑局部水头损失的影响.但目前尚无台阶上局部阻力系数的研究成果.本文根据明渠非均匀渐变流理论，通过分析和试验对比，确定台阶式溢洪道上的局部阻力系数;根据动量方程，推导反弧段水面线的计算公式;通过试验，给出台阶式溢洪道上游WES曲线段水面线的计算方法.1 试验模型台阶式溢洪道由WES曲线段、光滑直线段、台阶段和反弧段组成.台阶的高度为 5 cm，试验的坡度分别为30°，51.3°和60°，坡度为30°时，模型高度为186.63 cm，台阶数为30 级，坡度为51.3°和60°时模型高度均为203 cm，台阶数为33级和32级.堰上定型设计水头 Hd=20 cm，模型单宽流量的范围为0.058 5 ～0.350 2 m2/s，堰上流能比0.681，H为堰上水头，q为单宽流量.模型布置见图1.图1 试验模型Fig.1 Sketch of experiment model2 台阶式溢洪道水面曲线的计算2.1 堰面曲线段堰面曲线段的水面线计算一般是查水工设计手册第六分册表27－2－3.但该表格查算的范围有限，往往不能满足设计要求.本文根据模型试验测得溢洪道坡度为30°，51.3°和60°的堰面曲线段水深，其中坡度为60°的相对水深与相对距离的关系如图2所示，图中x切为切点距堰顶的水平距离，x为测点距堰顶的水平距离，h为垂直于堰面的水深，Hd为堰上设计水头.对于坡度为30°和51.3°，亦有与图2相同的规律.由图可得水深的计算公式为式中:a和b为系数，其与堰上流能比的关系如图3所示，可见在坡度为30°～60°时，系数a几乎为一条曲线，可用下式计算该式的适应条件为，溢洪道坡度为30°～60°，不同坡度时的 b值可根据堰上流能比由图3查算，对于坡度为30°～60°范围内的其他坡度，可以由图3插值计算.图2 h/Hd与x/x切的关系(坡度为60°)Fig.2 Relationship between h/Hdandx/x切(slope is 60°)图3 a和b与的关系Fig.3 Relationship between a and b with q/2.2 光滑直线段光滑直线段水面线常采用文献［10］的计算公式，即式中:hp为势流水深;h为水深;δ为边界层厚度;Li为计算长度;ks为溢洪道的绝对粗糙度，在原型中一般取为0.427 ～0.610 mm.2.3 台阶段台阶式溢洪道上的水面线仍可用棱柱体明渠水面曲线的一般公式计算，即式中:K0为流量模数;α为动能修正系数;ζ为局部阻力系数;Ed为流段下游的比能;Eu 为流段上游的比能;J为流段的平均水力坡降;v，C，R分别为计算流段上下游断面的平均流速、平均谢才系数和平均水力半径;n为糙率;i=sinθ，θ为溢洪道坡度.目前对台阶式溢洪道糙率还没有研究成果，本文采用曼宁－斯处克勒公式计算糙率，计算公式为式中:对于台阶式溢洪道绝对粗糙高度ks=a0cosθ;a0为台阶高度(m).动能修正系数α一般取为1.05～1.10，这里取为1.10.局部阻力系数ζ目前尚无研究成果，这里分别取为1.0，0.5和0进行计算，并根据计算和试验结果加以调整.2.4 反弧曲线段对于反弧段水深的计算，文献［11］曾做过研究，但其公式不完善，本文根据动量方程重新推导反弧段水深的计算公式.反弧曲线段如图4所示，断面1－1和2－2的动量方程为式中:v1和v2分别为断面1－1和2－2的平均流速;P1和P2分别为断面1－1和2－2的压力;P3x为反弧面上动水反力的水平分力.反弧面上的动水压力分弧面的离心力和反弧段水流的静水压力，两者方向均为向心方向.图4 反弧段水力计算示意图Fig.4 Schematic diagram of hydraulic computation along flip bucket假设反弧表面任一点的动水压强为，离心力压强静水压强P3b=γh1cosθi，则作用在反弧段ds上微小动水压力的水平分力为dP3x=(P3a+P3b)sinθids.于是可得反弧段动水总压力的水平分力为式中:β0为反弧内离心力压强的校正系数.断面1－1和2－2的动水压力为将以上各式代入式(7)，并注意式中的，整理得式中:β 一般为1.02 ～1.05.为方便计算，β和β0均取为1.0，式(9)可进一步简化为式(10)即为反弧段末端水深的迭代公式.对于反弧末端接小挑坎的情况，P3x取负值，亦可根据动量方程求出挑坎末端水深的计算公式为如果仍取β和β0为1.0，上式可进一步简化为式中:h3为挑坎末端的水深;h2为反弧底部的水深;α0为反弧底部到反弧末端的夹角.在以上推导反弧段水深时，离心力压强项中的水深应该取弧面平均水深，考虑到反弧段水深变化较小，为了推导方便，取水深为断面1－1的水深.计算和实测结果表明，误差不大(见算例4).3 验证算例1:某台阶式溢洪道采用WES曲线堰，堰上设计定型水头Hd=20 cm，台阶高度a0=5 cm，溢洪道坡度为51.3°，模型高度为203 cm，台阶数为33级.当堰上水头为30 cm，单宽流量为0.350 2 m2/s时，实测台阶起始断面水深为11.9 cm，试计算台阶段的水面曲线.水面曲线用式(5)计算，糙率用式(6)计算，计算时取ζ分别为1.0，0和0.5，计算结果如图5所示.由图可见，与实测值相比，当ζ=1.0时，计算值偏大;当ζ=0时，计算值明显偏小;当ζ=0.5时，计算值与实测值吻合较好，所以可取ζ=0.5.图5 堰上水头30 cm时不同ζ值计算水面线结果比较Fig.5 Comparison of flow profiles calculated by different ζ when weir head is 30 cm为便于比较，图中还列出了用文献［9］和用边界层理论的计算结果.可见，文献［9］的计算结果与实测值相差较大;边界层理论计算的结果与实测值相差更大.说明在大坡度的台阶式溢洪道情况下，必须考虑坡度和局部阻力对水深的影响;而用边界层理论计算台阶式溢洪道上的水深显然不合适.图中实测值从某一点开始水面线升高，即为掺气发生点，掺气发生点以后为掺气水流的水深.掺气发生点位置的确定见文献［12］，掺气水流水深的计算将另文撰写，本文仅讨论不掺气水流水面线的计算方法.算例2:同算例1，台阶式溢洪道堰上水头为25 cm，单宽流量为0.260 2 m2/s，实测台阶起始断面水深为9.3 cm，取α=1.1，ζ=0.5，水面曲线仍用式(5)计算.计算与实测结果见图6，图中L'为从起始台阶向下游的距离.可以看出计算所得的水面曲线与实测值吻合良好，而用文献［9］的公式和边界层理论计算结果仍与实测值相差较大.图6 堰上水头25 cm时水面线计算结果比较(式(9)改为式(10))Fig.6 Comparisonbetween the calculated results of flow profiles when weir head is 25 cm算例3:高塘拱坝的台阶式溢洪道［13］.坝高110 m，台阶高度为0.9 m，溢洪道坡度为63.44°，溢洪道宽度为12.5 m，单宽流量为29.274 m2/s，实测第1级台阶起点水深为2.0 m，第30级台阶水深为1.5 m.用式(6)求得糙率n=0.035 83，由式(5)计算水深时，求得第30级台阶上的水深为1.41 m，比实测值小0.09 m，相差6%，而文献［13］的测量结果表明，台阶式溢洪道的掺气起始台阶在第27～30级台阶，所以水面略高于计算水深是正常的.对于反弧段，由于实测台阶式溢洪道的水深在反弧段已为掺气水流的水深，无法获得清水水深，现按照文献［11］的光滑溢洪道测量值进行验算.算例4:某光滑溢洪道反弧半径为30 m，反弧转角为47.87°，反弧起始水深分别为1.39 m和3.05 m，单宽流量分别为62.2和146.4 m2/s.由式(10)求得反弧末端水深分别为1.34和2.95 m，实测水深为1.35和3.00 m.可见，用式(10)计算反弧段的水深是可行的.4 台阶式溢洪道全程水面曲线计算根据以上公式，可以计算台阶式溢洪道全程水面线.图7是坡度为30°，51.3°和60°时水面曲线实测值与计算值的比较，图中实测值为掺气发生点以前的数值，掺气发生点以后，由于水面已为水气两相流，水面抬高较大，所以在图中隐去了掺气发生点以后的实测水深.由图可见，未掺气水流的水深计算值和实测值是比较吻合的.图7 台阶式溢洪道计算值与实测值比较Fig.7 Comparison between the calculated and measured results of the stepped spillway5 结语通过对台阶式溢洪道水面线的分析和试验，认为计算台阶式溢洪道上的水深时，必须考虑局部阻力的影响，计算中采用局部阻力系数ζ分别为0，1.0和0.5，与试验结果对比，当ζ=0.5时计算值与实测值吻合良好，所以在台阶式溢洪道上水面线的计算中，可以采用ζ=0.5.通过试验给出了坡度为30°～60°WES曲线段水面线的计算公式.通过动量方程得出的反弧段水面线的计算方法，与实测结果相符.本文给出的台阶式溢洪道全程水面线的计算方法，除曲线段为经验公式外，在光滑直线段和台阶段，水面曲线的计算为工程中常用的理论公式，而没用采用经验公式，使公式具有通用性而避免了经验公式的局限性.这些通用公式对于模型和原型都是一样的.当然，在实际工程设计中，还需加上安全超高.参考文献:［1］骈迎春.台阶式溢洪道强迫掺气水流水力特性的试验研究［D］.西安:西安理工大学，2007.(PIAN Ying-chun.Model study on hydraulics of air-entraimented flow on stepped spillways［D］.Xi'an:Xi'an University of Technology，2007.(in Chinese))［2］曾东洋.台阶式溢洪道水力特性的试验研究［D］.西安:西安理工大学，2002.(ZENG Dong-yang.Experimental investigation on the hydraulics of stepped spillways［D］.Xi'an:Xi'an University of 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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+⊿
捉马沟水库侧槽溢洪道水面线计算-最新年文档
捉马沟水库侧槽溢洪道水面线计算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。
4.溢洪道水面线计算4.1侧槽末端水深根据SL 253--2000《溢洪道设计规范》，侧槽末端水深按临界水深取值，经计算其临界水深为hk=3.4m，临界坡降ik=0.0041。
4.2侧槽水面线计算溢洪道侧槽内水流为变量流，槽内流量沿侧槽轴线方向逐渐增大，根据SL 253--2000《溢洪道设计规范》，侧槽水面线采用有限差方法进行计算，计算公式如下：（1）式中：Δx---计算段长度，断面2与断面1之间的距离，m；Δy---Δx内水面差，m；Q1，Q2 ---断面1及断面2的流量，m3/s；q---侧槽溢流堰单宽流量，m3/（s.m）；v1，v2---断面1及断面2的水流平均流速，m/s；-J---分段区内平均摩阻坡降。
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
溢洪道水面线水力计算
临界水深hk
0.198
<
0.518
为急流
2.4.2 水面线的类型
i
ik
0.27525461
>
0.01200789
为陡坡，水面线为SⅡ降水曲线
3、水面线计算
3.1 计算方 法：
分段求和法
3.2 基本公式： l12 h2 cos 2v22 / 2g h1 cos 1v11 / 2g / i J
0.00200594
0.00589843 0.52209881
7.11703288 0.47085614
-0.0152783
0.00013262
0.0062731 0.50682052
7.08316061 0.45876156
边墙高 hb
1.218 1.28151691 1.34503382 1.40855073 1.48346764 1.54812455
修正系数 ζ
1 1.1
掺气后水深 hq
0.518 0.58151691 0.64503382 0.70855073 0.78346764 0.84812455
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 0.198 0.14183381 1.41261022 0.198
平均坡降 i
0.24686026 0.72561394
2.036 0.25442043
2.00970631
0.08085843
2.58744266 2.73532024
1.32 0.12121212
0.34724975
0.37336958
2.94393476 3.08257
溢洪道水力计算（含水面线推算和消力池计算）
2
022
=h 2h c c
q
E g ?+
《水利计算手册-第二版》
等宽水平式
渐宽水平式
等宽下挖式
总水头E 0'm 16.554
△0.000
hc m 1.2775
hc"m 7.339
v1m/s 15.581
Fr1 4.401
水跃长度L 41.280池长L k 33.04淹没度σ 1.080
池出口流速系数φ0.950
ΔZ m 2.748
计算池深d m 2.478
池长Lk m 33.024
池深d m 2.478消能计算
末端池宽b2m 42
总水头E 0m 14.076
收缩断面单宽流量q m3/sm 19.905
流速系数ψ0.9
查右表△-0.001
收缩水深h c m 1.4025
收缩断面流速v1m/s 14.192
Fr1 3.826
出口下游水深h t m 2.7
共轭水深h c" 6.920
判断初拟池深d'm 2.478
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溢洪道水力计算（含水面线推算和消力池计算）
参考规范：《溢洪道设计规范SL253-2000》《水利计算手册-第二版》
消力池形式
等宽下挖式设计流量Q m3/s 836调试流量Q m3/s 836调试始端池宽b 1m 42
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。
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。
溢洪道水面线及边墙高度计算
⊿Es
0.83 1.34 2.36
X
4.51 0.72 0.52 0.39
R
0.50 1.50 1.50 1.50
αV/100) α=1.0～1.3
a+⊿
水深，
高，一般为0.5～1.5米。
陡槽掺气后水深及边墙高度
计算水深(h)
流速(v)
0.75
2.65
0.36
5.57
0.26
7.70
0.19
10.33
62.94
0.00 0.00 0.00
64.70 63.43 62.75 61.62
掺气后水深（ha） 0.78 0.38 0.28 0.22
边墙高（H） 1.28 0.88 0.78 0.72
陡槽 计算水深(h)
0.75 0.36 0.26 0.19
二级陡槽底坡i2 0.21
设计底板高程（m） 63.95
设计水位（m） 65.10
堰上水头H（m） 1.15
糙率n 0.017
i 0.09
aq2 3
g
水力半径R 0.24
v2/2g
(m)
0.36
1.58
3.02
5.44
Es
1.11 1.94 3.28 5.64
V
2.65 5.57 7.70 10.33
4 计算掺气后的水深（ha）：
5 计算边墙高 度（H）：
断面 1～1 2～2 3～3 4～4
计算公式： α—
计算公式： ha— ⊿—
陡槽距离(L) 0
10.00 26.60 38.60
ha=h(1+αV/100) 系数，α=1.0～1.3
H=ha+⊿ 掺气后水深， 安全超高，一般为0.5～1.5米。
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 。
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
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2.02
hb
ζ
H
Q
1.72
1
2.42 78.26
1.57
1
2.27 78.26
1.47
1
2.17 78.26
hb
ζ
H
Q
1.40
1
2.10
78.26
1.30
1
2.00
78.26
1.20
1
1.90
78.26
1.10
1
1.80
78.26
0.99
1
1.69
78.26
0.80
1
1.80
72
0.70
1
1.70
计算 对象
Q1
下游水深 ht(m) 0.81
底宽 a(m) 12.00
顶宽 b(m) 12.00
边坡系数 m 0.00
糙率 n
0.014
底坡 i
0.02000
q
α
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8.712
1.979
Q
g
1 78.41
627.3827713
b 9.8
m
h(临界水深)
9
0
1.98
628.753752
据上，该渠道为缓流，且属于b1型水面线（见水力学P178）
0.014
0
0.7
0.6
0.5
0.4
0.272
9.6 13.71428571 9.8 11.66
0.014
0
13.7142857
16
9.8 14.86
0.014
0
16
19.2
9.8 17.60
0.014
0
19.2
24
9.8 21.60
0.014
0
24
35.29411765 9.8 29.65
0.014
J-
0.011862225 0.014939273 0.019213818 0.025335248 0.035035555
5.25 4.5 3.75 3 2.04
9.5
8.9 0.789473684 0.58988764 0.689680662 0.043709541
8.9
8.7 0.58988764 0.517241379 0.55356451 0.09518511
实用堰水力计算－－堰顶水深计算
Q σε s Bm
2
g
H
3 0
/
2
计算 对象
H01
堰顶总水头 H0(m)
2.56
淹没系数 σs(1) 1
堰顶过流宽度 B(m) 12
流量系数 m(1) 0.4
侧收缩系数 ε(1) 0.9
重力加速度 g(m/s2) 9.8
实用堰水力计算－－下游水深计算
Q
1
AI
12
2R3
n
1.05
0.40
5.729578
1.05
0.27
5.729578
1.05
1.40 i 0.09833 0.09833 0.09833 0.09833 0.09833
1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
计算 对象
Q1
下游水深 ht(m) 1.00
底宽 a(m) 7.50
顶宽 b(m) 7.50
边坡系数 m 0.00
0.68 各段水深
h2
θ
α1与α2
1.30
5.633894
1.05
1.20
5.633894
1.05
1.10
5.633894
1.05
1.00
5.633894
1.05
0.89
5.633894
1.05
终点水深
0.00 各段水深
0.70
5.729578
1.05
0.60
5.729578
1.05
0.50
5.729578
v-
n
m
7.45333333 8.026666667 9.8
7.74
0.014
0
8.02666667 8.695555556 9.8
8.36
0.014
0
8.69555556 9.486060606 9.8
9.09
0.014
0
9.48606061 10.43466667 9.8
9.96
0.014
0
10.4346667 11.72434457 9.8 11.08
1.05
1.98
i 0.02 0.02 0.02
实用堰水力计算－－下游水深计算
Q
1
AI
12
2R3
n
计算 对象
Q1
下游水深 ht(m) 0.68
底宽 a(m) 7.50
顶宽 b(m) 7.50
边坡系数 m 0.00
糙率 n
0.014
底坡 i
0.09833
q
α
10.54
2.246
Q
g
1 79.05
637.5675183
0
过水面积 ω(㎡)
7.50
湿周 X(m) 9.50
水力半 谢才系
R(m)
C
0.79 68.67
流量 Q(m³/s) 93.78
b1
b2
A1
7.5
7.5
10.5
7.5
7.5
9.75
7.5
7.5
9
7.5
7.5
8.25
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
5.25
7.5
7.5
4.5
7.5
7.5
8.7
8.5 0.517241379 0.441176471 0.479208925 0.161900507
8.5
8.3 0.441176471 0.361445783 0.401311127 0.3089266
8.3 8.044 0.361445783 0.253605172 0.307525477 0.829935802
18
过水面积 ω(㎡)
5.10
湿周 X(m) 8.86
水力半 谢才系
R(m)
C
0.58 65.15
流量 Q(m³/s) 79.05
h实际水深 0.68 大于实际为急流，小于则反
水面线（见水力学P178）
Q 2 g
(( b mh ) h ) 3 b 2 h
1.3
1.2
1.1
1
0.89
v1
v2
g
1.40
h1
1.4 1.30 1.20 1.10 1.00
起点水深
86.75 86.75482341 824.8 738.0066708 -63.8 -96.10942818
-117 -52.76258771 -166 -48.99958508
1.30 1 0.70 0.60 0.50 0.40
终点水深
R1
R2
R-
1.019417476 0.965346535 0.992382005
0.965346535 0.909090909 0.937218722
0.909090909 0.850515464 0.879803187
0.850515464 0.789473684 0.819994574
0.789473684 0.719288793 0.754381239
1.294117647
1.2
1.247058824
1.2
1.135135135 1.167567568
J-
0.001656345 0.002514981 0.00323267
mh ) h ) 3 2h
A2
9.75 9
8.25 7.5 6.675
x1
10.3 10.1 9.9 9.7 9.5
x2
10.1 9.9 9.7 9.5 9.28
3.75
7.5
7.5
3
4.5
5
80.37591878
ha
hv
9.83
v0
g
0.15 14.27
9.8
m h
2
) h
h
)
3
mh ) h ) 3 2h
A2
19.8 18 16.8
x1
15.96 15.3
15
x2
15.3 15
14.8
R1
R2
R-
1.488721805 1.294117647 1.391419726
选取控制断面
b 9.8
m
h(临界水深)
7.5
0
2.24
635.6105316
据上，该渠道为缓流，且属于b1型水面线（见水力学P178）
起点水深
ΣΔl
Δl
4.577 4.577495984 10.81 6.230449478 19.53 8.725302852 32.31 12.77741018 55.11 22.80369491
Q g
2
((
b
b
m h
2
) h
h
)
3
过水面积 ω(㎡)
9.72
湿周 X(m) 13.62
水力半 谢才系
R(m)
C
0.71 67.52
流量 Q(m³/s) 78.41
h实际水深 0.81 大于实际为急流，小于则反