淹没出流的无压长涵洞过流能力计算问题

（十三）淹没出流的无压长涵洞过流能力计算问题

我院过去计算淹没出流的无压长涵洞过流能力，近似采用短涵洞的公式计算，采用公式为：

5.1

mB

=

Qδσε

g

2H

上式中的侧压缩系数ε、淹没系数σ、流量系数m，是采用华东水利学院编的《水力学上册》1977年6月版的计算公式和数值。这些计算公式和数值，现行规范已不推荐使用。

因为引黄的涵洞式水闸都是淹没出流的无压长涵洞，应该按现行规范《水闸设计规范（SL265-2001）》和《灌溉与排水工程规范（GB50288-99）》的有关规定进行计算。

建议采用《水闸设计规范》附录A第A●0●1条的计算公式，并计入侧向引水系数δ，取H

H=

0（因为引黄闸是无坝侧向引水）后，公式为：

5.1

mB

=

Qδσε

g

2H

上式符号的意义见《水闸设计规范》。但是该公式是淹没出流的开敞式水闸过流能力的计算公式，引黄闸是淹没出流的无压长涵洞，必须考虑进口段以后洞身阻力和水位对涵洞过流能力的影响，其淹没系数σ与开敞式水闸不同，σ采用《灌溉与排水工程设计规范》附录P：“涵洞（或隧洞）水力计算”中的第P●0●3条之2“涵洞为长洞时”的淹没系数，由图P●0●3查得。但该图的印刷有误，应改用下图查取。

图中：0H 为以涵洞进口断面底板高程起算的上游总水头，H H =0； c h 为进口段收缩断面水深（m ），当洞身较长，且底坡k i i <<0时，0h c h ≈（正常水深）；

c ω为相应于c h 过水断面面积（cm 2）； 0

H ω为相应于0H 过水断面面积（cm 2）

。 由于黄河引黄涵洞的底坡0=i ，洞内水深为缓流，水面线虽然是降水曲线，但受到涵洞出口下游断面突然扩大（因为该断面没有洞墙）产生水位雍高的影响，而且涵洞长度在80m 左右，因此可以近似采用下游水深s H 近似等于c H 来查取上图中的σ值，计算误差小于5%。

附注：《灌溉与排水工程设计规范》附录P ：“涵洞（或隧洞）水利计算”中的第P ●0●3条之2“涵洞为长洞时”中，0h h c 应改为0H h c ，0h h c A A 应改为0H h c A A 。

0H A 是相当于的过水断面面积（m 2），图P ●0●3改为上图。