溢洪道(驼峰堰)水力计算

0.04
由（1）、（2）式得： x= y= 6、挑流消能计算： 挑流水舌外缘挑距按下式计算：
y =0 . 4 �� 2 �
4.657 1.025
冲刷坑最大水垫深度计算公式为：
2 L= [ v1 sin θ cos θ � v 1 cos θ � v 2 1 sin θ � 2g � h1 cos θ � h 2 �] g 2
Q— 流量，m3/s
/2 Q =mεB � 2g H 3 0
B— 溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb b— 单孔宽度，(m) n— 闸孔数目； H0— 计入行近流速水头的堰上总水头，(m) g— 重力加速度，（m/s2)； m— 堰流量系数； ε— 闸墩侧收缩系数，由下式计算得：
ε =1 −0 . 2 [ ζ k �� n− 1 � ζ 0 ]
Βιβλιοθήκη Baidu设计 0.595 0.595
30年一遇 0.523 0.523
校核 设计 q= 5.939 3.091 H0= 2.95 2.12 o θ= 2.29 φ= 0.95
30年一遇 2.645 1.97
4、泄槽段水面线的推算： 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：
Δl 1 − 2 =
y =xtg θ � K � 4H 0 cos θ �
2
H 0 = h�
2g
αv 2
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= 2.3 ° H0—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= 1.0 K—系数， K= 1.3 以设计水位来推求抛物线： h= 0.45 m v= 14.59 m/s 2 H0 = 1/K(4H0cos θ)= 所以： 11.308 m 2 y=0.04x+0.03865x 求切点得： ' y = 0 .04 �0 . 0773 x �� 1 � 式中： 后接陡坡坡度为K=0.4 所以 y=0.4x+b 求切点得： '
h b =� 1 �
2.3 m
设计 27.87
校核 27.31 k= 1.4
30年一遇 27.97
ζv
100
式中： h、hb— 泄槽计算断面的水深及掺气水深，（m） v — 不掺气情况下泄槽计算断面的流速，(m/s); ζ— 修正系数，取值为： 计算可得： 0+003.250 0+043.250 0+083.250 桩号 ζ= 0+123.250 1.4 s/m 0+163.250 0+203.250 0+266.979
0.72 1.14 0.65 8.51 10.23 8.1 0.80014 1.30776 0.74305
0.37 0.61 0.33 18.57 21.32 17.82 0.46113 0.79595 0.42459
由上计算可知，hb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。
α= q= x k= R= Ck= b k=
校核 1.05 6.533 36.319 1.508 71.388 33
设计 1.05 3.400 35.147 1.008 66.755 33 设计 hk= 1.074 ik= 0.0022330
3、泄槽段起始水深h1计算： 起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：
H0= 3.94 m= 0.48 P1/H0= 1 P1= 3.93
�h
设计水位 校核水位 30年一遇水位 设计水位 v= 校核水位 30年一遇水位 设计水位 hb= 校核水位 30年一遇水位 h=
0.6 1.02 0.52 5.2 5.85 5.06 0.63827 1.09816 0.56585
0.52 0.87 0.46 6.63 7.58 6.39 0.56497 0.96229 0.50880
� J=
� h 2 cos θ �
α 2v2 2g
2
n2 � v2
水面曲线的推算见附表一：
� 4/ 3 R
v= �
x2
i− � J
2
�−� h1 cos θ �
vi − 1� v i
α1 v 1 2g
2
�
�= R
R i −1 � R i
2
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：
1
式中：
L— 挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m）；
T = kq1 / 2 Z 1 / 4
θ— 挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸： h1— 挑流鼻坎末端法向水深（m）； h1= 设计 校核
θ= 20 30年一遇 0.33
0.37 0.61 h2— 鼻坎坎顶至下游河床高程差 h 2= v1— 鼻坎坎顶水面流速，（m/s），可按鼻坎处平均流速v的1.1倍 设计 校核 30年一遇 v1= 20.42 23.45 19.6 T— 自下游水面至坑底最大水垫深度，（m）； q— 鼻坎末端断面单宽流量，m3/(s.m)； 30年一遇 设计 校核 q= 6.8 13.067 5.820 Z— 上、下游水位差，（m）； Z= k— 综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得 由上可得： 30年一遇 设计 校核 L= 33.290 42.700 30.987 T= 8.388 11.569 7.767 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：
0.53 0.87 0.47 7.29 8.54 6.97 0.58405 0.97398 0.52953
0.57 0.92 0.51 7.73 9.21 7.36 0.62945 1.03295 0.57575
0.63 1.01 0.57 8.12 9.75 7.72 0.69936 1.14217 0.64211
hk= 3
ε= 0.975 ζ0= 0.45 ζK= 0.7
式中：
α— 流速不均匀系数 q— 泄槽单宽流量（m3/sm） xk— 临界湿周（m） R— 水力半径（m） Ck— 临界谢才系数 bk— 临界水深对应水面宽（m） 由上计算得：
�
αq 2
g
ik=
αC 2K b k
gxk
hk= ik=
校核 1.659 0.0020176
h 1=
φ 2g � H 0− h1 cos θ �
3
式中：
�
q
q— 起始计算断面单宽流量，m /(s.m)； H0— 起始计算断面渠底以上总水头，（m）； θ— 泄槽底坡坡角； φ— 起始计算断面流速系数； 校核 h1= 1.015 假定一个初始值h1(m) 计算结果如下： h1= 1.015 泄槽起始断面水深：
1、《水力学》 2、《溢洪道设计规范》 3、水文资料 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 929.00 m 3 校核水位下的流量： Q= 196 (m /s) 校核洪水位 931.35 m 设计水位下的流量： Q= 102 (m3/s) 设计水位 930.52 m 3 30年一遇水位下的流量： Q= 87.3 (m /s) 930.37 m 30年一遇水位 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 902.65 m 校核 904.04 m 30年一遇水位 30年一遇水位到堰顶高差 902.4 m 1.37 m 三、计算内容： 1、溢洪道泄流能力计算： 溢流堰采用驼峰堰面曲线： Hmax— 校核水位下的堰上水头 2.35 m Hd — 堰面曲线定型设计水头（取0.75Hmax) Hd= 1.76 m 采用b型驼峰堰： 类型 上游堰高P1 中圆弧半径R1 上、下圆弧半径R2 总长度L b型 0.60 0.63 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=0.385+0.224(P1/H0)0.934 m= 0.448 泄流量的计算： 下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算： 式中：
H0
10.00 m 3 g= 9.81
30 m 2.35 m
m=
0.448
nb
ζ0— 中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得： ζK— 边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得： 根据以上参数计算得： Q= 208.858 m3/s 2、泄槽段临界水深及临界底坡计算： 临界水深及临界底坡的计算公式为：