水闸水力计算

浙江同济科技职业学院

水力计算综合实训

报告书

专业：水利水电建筑工程

班级：水工1002班

姓名：阙子慧

学号： 1004030224

目录

项目一：水闸水力计算 (1)

第一章工程介绍 (1)

一、基本资料 (1)

二、计算任务 (1)

第二章确定水闸溢流宽度及闸孔数。 (1)

一、判断堰的出流情况。 (1)

二、流量系数。 (1)

三、校核流量。 (1)

第三章闸下消能计算。 (1)

一、判别属于堰流或孔流。 (1)

二、判别属于自由出流或淹没出孔流。 (2)

三、设计消力池尺寸。 (2)

项目二：河岸溢洪道水力计算 (3)

第一章工程介绍 (3)

一、基本资料 (3)

二、计算任务。 (3)

第二章绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线。 (3)

一、堰流时Z与Q的关系。 (3)

二、闸孔出流时Z与Q的关系。 (4)

三、库水位Z与溢洪道流量关系曲线。 (5)

第三章水面线计算。 (5)

一、第一斜坡段水面线的计算。 (5)

二、第二斜坡段水面线的计算。 (7)

三、第三段斜坡水面线的计算。 (8)

四、绘制溢洪道水面线。 (9)

第四章最大冲坑深度和相应的挑距计算。 (9)

一、冲坑深度计算。 (9)

二、挑距计算。 (10)

项目一：水闸水力计算

第一章 工程介绍

一、基本资料

某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务，汛期当临闸泄洪量达5000s m 3时，本闸开始泄洪。水闸设计洪水流量为1680s m 3，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米。校核洪水流量为1828s m 3，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。汛期临闸泄洪流量为5000s m 3师，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，其相应的上游水位5.50 米，下游水位为2.50米。并规定闸门第一次开启高度= 1.2米。闸底板高程为-1.00米，闸门为平面闸门，闸墩墩头为尖圆形，墩厚d=1.00米。翼墙为圆弧形，圆弧半径r=12米。闸址处河道断面近似为矩形，河宽1600=B 米。如图1所示。 二、计算任务

1. 确定水闸溢流宽度及闸孔数。

2. 闸下消能计算。

第二章 确定水闸溢流宽度及闸孔数。

一、判断堰的出流情况。

s m H B Q v 28.1)18.8160(168000=⨯==

m g v H H 26.88.92)28.1(18.8222

00=⨯+=+= 8.097.026.898.798.70〉===H h m h s s ，，为淹没出流。50.0=∴s σ。 1=ε

二、流量系数。

B B0m B/B0R R/B Q 501600.35460.31120.24931.7601600.3550.38120.21119.3701600.35550.44120.171307.69801600.3570.5120.151500.81901600.360.56120.131702.688.811600.360 0.56120.141680

B 取90米，分9孔，每孔净宽10米，实际流量大于设计流量，所以B 满足要求。 三、校核流量。

s m H B Q v 33.1)58.8160(182800=⨯==

m g v H H 67.88.92)33.1(58.8222

00=⨯+=+=

()s m H g mB Q s 3093.183067.88.929036.05.01223

2

3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==εσ>1828s m 3 满足要求，则B 为所求。

第三章 闸下消能计算。

一、判别属于堰流或孔流。

185.05.62.1==H e <0.65，为闸孔出流。

二、判别属于自由出流或淹没出孔流。

因闸孔流量未知，尚无法判别闸孔出流情况，先假设为自由出流，算出流量后在校核。

571.0718

.2264

.0352.01=+=H

e μ 先假设00=ν，则m g H H 5.622

00=+=ν

Q u1e B H0H V0B0696.057 0.571 1.200 90 6.500 6.5 0.000 160 697.279 0.571 1.200 90 6.523 6.5 0.669 160 697.275 0.571 1.200 90 6.523 6.5 0.668 160 697.275 0.571 1.200 90 6.523 6.5 0.668 160

由表得出Q=697.275s m 3。

根据185.05.62.1==H e 查表得619.0'=ε m e h c 743.0619.02.1''=⨯==ε

m s m B Q q ⋅===3548.790275.679

()

m h g q h h c c c

602.31743.08.9548.7812743.01812323'2'''=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+=>m h t 5.3= 为自由出流，闸下发生远离式水跃，需做消力池。 三、设计消力池尺寸。

m h g q h E c c 50.6743

.095.08.92548.7743.022

22

2220=⨯⨯⨯+=+=ϕ （1）估算池深s

m h h s t c 28.05.3602.305.1''=-⨯=-=σ，为方便施工，池深取s=0.3m 。 （2）计算建池后的''c h 。

m s E E 78.628.05.60'0=+=+=，经计算求得m h c 73.0'=。

()

m h g q h h c c c

643.3173.08.9548.781273.01812323'2'''=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= （3）计算z ∆。

()

()m h g q h g q z c t 064.0643.305.18.92548.75.395.08.92548.72222

2222''2222=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=∆σϕ （4）计算σ。

061.1643

.3064.05.33.0'

'=++=∆++=c t h z h s σ σ在1.05~1.10范围内，所以满足要求，池深取s=0.3m 。 （5）确定池长。 ()j k L L 8.0~7.0=

()

()m h h L c c j 10.2073.0643.39.69.6'''=-⨯=-=

()m L L j k 08.16~07.1410.208.0~10.207.08.0~7.0=⨯⨯== 取池长m L k 16=。