涵洞水力计算

附录P涵洞（或隧洞）水力计算

P.0.1涵洞水流流态可按以下情况进行判别：圆形、拱形涵洞进口水深hι≤ 1.1D （洞高）

或矩形涵洞hι≤ 1.2D时，为无压力流；圆形、拱形涵洞h i>1.1D或矩形涵洞hι>1.2D ,且洞

长L≤ I。（洞内回水曲线长度）+2.7D时，为半压力流；圆形、拱形或矩形涵洞hι>l.5D ,且

L>∣o+2.7D时，为压力流。

P.0.2无压力流可按下列情况进行判别：

1淹没流与非淹没流的判别：

0≤ i （洞底坡降）≤ ik （洞底临界坡度），且涵洞出口水深h2≤（ 1.2〜1.25） h k （洞内临

界水深）或h2≤（ 0.75〜0.77） H o （计及流速水头的涵洞进口水头）时，为非淹没流；反之，则为淹没流。∣>i k,且L ≤（ 8〜15） h i时，仍可按上述标准判别涵洞是否淹没。

2长洞与短洞的判别：

i≈ 0时，且L ≤（ 52〜64） h1或L ≤（ 86〜106） h k时，为短洞；反之，则为长洞。0

V i ≤ i k ,且L ≤（ 52〜83） h1或L ≤（ 86〜138） h k时，为短洞；反之，则为长洞。，i

>i k且L ≥ 4h1时，均按短洞进行水力计算。

P.0.3无压力流过水能力可按下列公式计算：

1涵洞为短洞时：

Q = mI3

In —mθ + (0.385 —WiQ)2A∏ /GA y—Ah)

B=Ak /虹

HO= Λ i + aV↑ ∕2g

式中 Q――涵洞设计流量（m3∕s）;

m――无压力流时的流量系数；

B――矩形涵洞底宽（m）,涵洞为非矩形断面时，按公式（P∙033）计算;

2

g -- 重力加速度（m/s ）；

Ho——计及流速水头的涵洞进口水头（m）;

mo——进口轮廓形状系数，可根据进口型式，由表P.0.3查得；

A h――相应于涵洞进口水深的过水断面面积（m2）;

Aj——进洞水流的过水断面面积（m2）;

A k ――相应于临界水深的过水断面面积（m2）;

h k 洞内临界水深（m）;

h1 --- 涵洞进口水深（m）;

α――流速分布系数，可取 1.05〜1.10;

V i――涵洞进口断面平均流速（m/s ）。

表P.0.3涵洞进口轮廓形状系数

Q二σn mli

(P.0∙3-5)

矩形断面σn= f (h c∕H o) (P∙0∙3-6)

非矩形断面σn= f (A hc∕A h0) (P∙0∙3-7)

式中σn――淹没系数，可由图 P∙0∙3查得；

h c――进口段收缩断面水深

O V i V i k时，h c≈ h0 (正常水

m）,当洞身较长，且底坡

深）；

A hC――相应于h c的过水断面面积（m2）;

A hO――相应于h o的过水断面面积（m2）。

P∙0∙4半压力流过水能力可按下列公式计算:

Q = rn J A √r2√j r?J H r o—角Q)

(P∙0∙4)式中m i――半压力流时的流量系数，由表P∙0∙4查得;

表P∙0∙4流量系数和修正系数

图 P.0.3 σ n 〜f ( h c/h o)

[或σ n= f ( A bc/A bO)]关系曲线

P.0.5压力流过水能力可按下列公式计算：

1非淹没流时：

Q =皿2人J2g (HQ + IL-角D)

(P.O. 5-1)

I

打*2 - 丿… F

^ √∑e +(2gL∕C2R)

(P.0.5-2)式中 m2――压力流时的流量系数;

i ――洞底坡降；

L --- 涵洞长度（m）;

β2――修正系数，可取 0∙85;

∑ξ――局部水头损失系数的总和，包括拦污栅、闸门槽、进口、出口、转弯段、渐变

段等损失系数；

C --- 谢才系数（m"2∕s）;

R --- 水力半径（m）。

2淹没流时：

Q = √z2∕(H[) + IL - hj

(P.0∙5-3)

式中 h2 ------ 涵洞出口水深（m）。