底流消能坎式消力池水力计算 - scu

备注
各工况调洪后的最大下泄流量 消力池出口下游一定距离的水位 下游原始河床高程 谨慎决定下游水深的计算方式
Байду номын сангаас
用于计算库区行近流速水头0.5v02/g
按《手册》式4-2-2计算，能量损失越大，流速系数越小 按《手册》表4-2-1查取，能量损失越大，流速系数越小 根据堰型不同采用不同的流速系数φ E0=E+0.5v02/g E0=hc+qc2/（2gφ2hc2） 单变量求解hc
单位 / m/s2 m3/s m m m m m m m m m/s / m m m /s m / / / m m m m m/s / / m / m / m / m / m m m / m m
3
消能防冲 高堰 9.81 106.05 876.46 845.91 841.00 4.91 872.00 35.00 35.00 4.46 0.68 是 0.023524 10.00 10.61 35.46 0.90 0.85 0.85 35.48 35.48 0.47 0.00 22.38 10.38 √ 6.72 远离水跃 须设置消能坎 1.00 6.72 0.42 3.19 1.05 3.08 3.98 7.17 0.90 7.17 1.08
校核洪水位 高堰 9.81 245.61 877.46 846.98 841.00 5.98 872.00 150.00 50.00 5.46 0.45 是 0.010314 10.00 24.56 36.46 0.90 0.89 0.89 36.47 36.47 1.05 0.00 23.47 7.32 √ 10.33 远离水跃 须设置消能坎 1.00 10.33 0.42 5.59 1.05 5.32 5.52 11.11 0.90 11.11 2.05
m / m / / / / m m / / m /s m m m m m m m m m
3
0.00 3.03
0.00 2.90
0.00 2.68 6.80 远离水跃 须设二级消能坎 0.08 自由溢流 5.98 0.46 1.000 0.00 245.61 62.87 44.01 50.30 46.00 10.33 11.00 841.00 852.00 5.52 846.52
参数分类 计算步骤 常数参数 输入参数 阶段参数 跨页引用 手动取值 变量求解 计算结果
参数 堰型判别 重力加速度g 下泄流量Q 上游水位▽上游水位高程 下游水位▽下游水位高程 下游原始河床高程▽下游河床高程 下游水深ht 上游原始河床▽上游河床高程 上游水面宽度B上游水面宽度 上游河床宽度B上游河床宽度 上游水深H 上游行近流速v0
如出现“×”，说明Fr≥16，超出了本表格的计算范围，谨慎采用计算成果 若为远离水跃，则必须采取工程措施，强迫水流发生临界或稍有淹没的水跃 实际应按逐级流量下hc″-ht出现极大值时的下泄流量作为消能工高度或深度的设计流量
过坎水流的流量系数m=0.42 一般取水跃的淹没系数σj=1.05
第一步： 以下游河 床为基准 面进行水 跃的衔接 形态判别
是否计入行近流速水头 库区行近流速水头0.5v02/g 收缩断面处的宽度b1 收缩断面处的单宽流量qc 上游水位至下游河床的铅直距离E 低堰的流速系数φ（收缩断面） 高堰的流速系数φ（收缩断面） 收缩断面处流速系数φ 以下游河床为基准面的总水头E0 以hc为变量计算E0 收缩水深hc △E0（目标值为0，单变量为hc） 收缩断面的流速vc 收缩断面的弗劳德数Frc 判别弗劳德数是否＜16 跃后水深hc″ 水流衔接状态的判别 是否需要设置消能坎判别 假定消能坎的淹没系数σs 坎前的跃后水深hc″ 消能坎过坎水流的流量系数m 消能坎坎顶全水头H10 水跃的淹没系数σj 消能坎坎顶水头H1 消能坎坎高c 以消力池底板顶部为基准面的坎上总水头E01 消能坎的流速系数φ 以坎后hc1为变量求解坎上总水头E01 坎后的收缩水深hc1
4.11 4.97 淹没水跃 淹没水跃 不须设二级消能坎 不须设二级消能坎 0.29 0.19 自由溢流 自由溢流 4.91 5.27 0.93 0.75 1.000 1.000 0.00 106.05 41.50 29.05 33.20 30.00 6.72 7.00 841.00 848.00 3.98 844.98 0.00 145.36 49.09 34.36 39.27 35.00 7.91 8.00 841.00 849.00 4.52 845.52
设计洪水位 高堰 9.81 145.36 876.76 846.27 841.00 5.27 872.00 150.00 50.00 4.76 0.31 是 0.004753 10.00 14.54 35.76 0.90 0.87 0.87 35.76 35.76 0.64 0.00 22.81 9.12 √ 7.91 远离水跃 须设置消能坎 1.00 7.91 0.42 3.94 1.05 3.78 4.52 8.46 0.90 8.46 1.37
△E01 坎后的收缩断面的弗劳德数Fr1 坎后的跃后水深hc2″ 第二步： 计算各工 况下消能 坎坎高c 坎后水流衔接状态的判别 是否需要设置二级消能坎判别 hs/H10 坎的堰流形态判别 下游水深ht 消能坎顶的下游水深hs 计算消能坎的淹没系数σs △σs 复核坎的过流能力q 自由水跃长度Lj LKmin=0.7Lj LKmax=0.8Lj 消力池池长LK 坎前跃后水深hc″ 消力池边墙高h 消力池底板顶高程▽消力池底板顶高程 消力池边墙顶高程▽消力池边墙顶高程 消能坎坎高c 消能坎顶部高程▽消能坎顶部高程