溢洪道水力设计计算.xls

消能计算 泄槽水力计算 泄流能力计算 单位工程 1、开敞式WES型实用堰的泄流能力的计算 Q=cmεδsB√2gH02/3 c m δs B g Q ε=(1-0.2(ζk+(n-1)ζ0)H0)/(nb) ζk n ζ0 H0 b ε 式中： Q--流量m/s。 B--溢流堰总净宽，m，定义B=nb。 b--单孔宽度； n--闸孔数目； H0--计入行近流速水头的堰上总水头，m，H0=H+v2/2g。 g--重力加速度，m/s2。 m---流量系数 c--上游堰面影响系数 ε--闸墩侧收缩系数 ζ0--中墩形状系数 ζk--边墩形状系数 δs--淹没系数 其系数值见P42（溢洪道设计规范） 2、带胸墙孔口实用堰泄流能力计算 Q=μA√2gH0 A=BD A μ Q--流量 A--孔口面积 B--孔口总净宽 D--孔口高度 H0--计入行近流速水头的堰上总水头 μ--孔口自由出流的流量系数（P1/Hd0.6,H/D=2~3,μ=0.7~0.8; P1/Hd0.6,H/D=1.5~2,μ=0.6~0.7。对于圆形孔口，μ=0.9。 Hd--定型设计水头 H--堰上水头 带胸墙孔口式平底闸泄流能力的计算 Q=μA√2g(H0-D) Ho D H0--自闸底板算起的Ho水头。 3、宽顶堰泄流能力计算 Q=mεB√2gHo3/2 (适用于闸门全开非淹没出流） 4、驼峰堰泄流能力计算 Q=mεB√2gHo3/2 参、系数详见P47《溢洪道设计规范》 一、泄槽水面线应根据能量方程，用分段求和法计算 △l1-2=((h2cosθ+a2*v22/(2g))-(h1cosθ+a1*v12/(2g)))/(I-J) J=n2*v2/R4/3 h2 h1 v2 v1 a2 a1 θ I R1 R2 R= v= J= △l1-2= △l1-2--分段长度，m； h1、h2--分段始、末断面水深，m； v1、v2--分段始、末断面平均流速，m/s； a1、a2--流速分布不均匀系数，取1.05； θ--泄槽底坡角度， I---泄槽底坡，I=tgθ； J---分段内平均摩阻坡降； n---泄槽槽身糙率系数， v---分段平均流速 R---分段平均水力半径。 1、泄槽上游接宽顶堰、缓坡明渠或过渡断时，h1=hk； 2、泄槽上游接实用堰、陡坡明渠时，起始计算断面分别定在堰下收缩断面或泄槽 首端以下3hk处，则： h1=q/(φ√2g(Ho-hkcosθ)) q φ hk q---起始计算断面单宽流量，m3/(s*m)； Ho---起始计算断面渠底以上总水头，m； φ---起始计算断面流速系数，取0.95； θ---泄槽底坡坡角； 二、泄槽断水流掺气水深的计算 hb=(1+ζ*v/100)*h ζ v h hb h、hb---泄槽计算断面的水深的掺气后水深； v---不掺气情况下泄槽计算断面流速； ζ---修正系数，取1~1.4m/s，流速大者取大值。 三、泄槽收缩段的计算 1、波峰后的水深、流速。 h2=h1(√1+8Fr12sin2β-1)/2　　 β Fr1 v2=v1cosβ1 /cos(β1-θ) β1 β---冲击波波角 θ---边墙偏转角 Fr1---起始断面弗劳德数 h1、h2---起始断面与波峰下游断面水深，m； v1、v2---起始断面与波峰下游断面流速，m/s； 2、泄槽边墙收缩（扩散）角θ按经验公式： tgθ= √gh/(kv) k tgθ h---收（扩）断面首、末断面的平均水深 v---收（扩）断面首、末断面的平均流速 k---经验系数，可取k=3.0 3、弯道段最大横向水面差的计算 Δh=Kv2b/(gr0) K r0 Δh Δh---弯道外侧水面与中心线水面的高差，m； b---弯道宽度，m； r0---弯道中心线曲率半径，m； K---超高系数，查P53《溢洪道设计规范》 一、挑流消能 挑距L： sinθ cosθ L 冲刷坑最大水垫深度T： Z T L---挑距， θ---鼻坎挑角 h1---挑流鼻坎末端法向水深 h2---鼻坎坎顶至下游河床高程差 v1---鼻坎坎顶水面流速，可取鼻坎处流速的1.1倍计算。 T---下游水面至坑底的最大水垫深度 q---鼻坎末端断面单宽流量 Z---上、下游水位差 k---综合冲刷系数，参见P57《溢规》 关于v1的两种计算方法如下： 1、按流速公式计算，适用范围：S18q2/3 S Zo hf hj φ*φ 2、按推算水面线方法计算 二、底流水跃消以能 1、等宽矩形断面消力池(水平护坦)： 自由水跃共轭水深h2： 水跃长度L： 2、渐扩式距形断面消力池（水平护坦）： 水跃共轭水深h2： b1 b2 b1、b2---水跃前、后断面宽度。 h1---收