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灌溉与排水工程水陂设计
为保证干旱季节满足工程区灌溉蓄水量,在工程区自流溪水上游建设 水陂;水陂应布置在灌溉引水沟渠上游位置,根据选址范围内的地址条件, 工程区共新建1座水陂。陂址处河道宽51m,水陂采用实用堰的形式,初 拟定水陂净宽50米,根据引水沟渠要求选取水陂高1.8米。
目建设保护农田规模为2227亩,小于一万亩属v等工程,故设计洪水 取十年一遇,根据有关规范和实地资料,设计洪峰流量Q设=41.29m3/S。
(一)、堰顶水头H与溢流量关系曲线的计算用试算法求得相应溢流水深的溢流量。现采用自由式堰流流量公式:
Q = emB逐gH;2式中. = 1-0,2^ J为约束系数,按入口处直立边缘的形状而定,本设计采 B
用圆弧形,取4 = 0.7 ;
m为流量系数,取m = 0.45;
B——计算断面的宽度,本设计3 = 50米;H — 〃 + 岂 % 取 — \ G V —、设— Q设
Ho ——陂上水头(米),° 一〃 + 2g ‘软 10 一 /。- B (〃 + 0 , P为从陂址处河底算起的水陂高度即L8米,重力加速度8=9.81/必2。
初步假定HR. 5m,第一次试算结果如下:
£ = 1-0.2。员工1—0. 2X0. 7X0? 507 + 50 = 0. 999一 B
Q = £研区咪=0. 999 x 0. 45 x 50 x ,2 x 9. 8 x 0. 5073/2 = 35. 882VQ殳 n^/s 假定一系列溢流水深H值,根据上述公式算出相应的溢流量Qi结果如下:
4 =笈(〃 + 0 = 50. 0 x (0. 5 + 1. 8) = 115. 0(勿2)
式中c——坡降系数,本设计基础为中砂土,05。
代入C值后得: 原=。”=5x1.8 = 9.0(加)实有渗径长度:
L实=0.61 + 5.4 + 0.4 + 0.6 + 70.22 + 0.22 +1.0 + 7o.52+O.52 + 0.5 + 0.3 + 0.2 + 0.5 = 10.5(根) 心理=9.0( m)
4、铺盖厚度计算:
铺盖厚度,上游起始端厚度取0.61米,与陂链接处取0.6米,面上加0.4米 厚的砂石层保护(见图4-6)。
验算铺盖厚度:J0=^JO
式中S——防渗铺盖厚度;J ——允许的渗透坡降(粘土,4?6);
Jo ——实有的渗透坡降;H ——作用于铺盖的上下游压力差。
按上式复核A点(见图4-6)铺盖厚度。
A点处的渗透压力 小巴=L8x4.49 =0 77(加L 点10.5
总那么压力差 H = H-hA =1.8-0.77 = 1.03(m)A点处铺盖厚度d = 0.6根
将上式各值代入公式后得:/。=乌=g=1.72/ = 4?6 (平安)o 0.6
计算结果说明,铺盖粘土厚度尚可酌量减薄。
10
0. 750. 68
0.75图4?7计算陂断面面积图
11
5、施工情况计算:
此情况下即陂身刚建好,上下游均无水,是基础压力最大的时候。现将 陂身断面划分为假设干小块(见图4-7),求出面积断面面积A,面积A的 重心至下游 陂址G点的距离,计算各分块重量及其对G点的力矩。计算 结果列入表4-7o12
分块编
号
分块面积计算式
分块面积
A (m2)
分块重心至F
点距离L (m)
面积矩AL (m2)
1
(0.27x0.27)x0.5
0.036
2.42
0. 087
2
0.413
2. 465
1.018
3
0.27
2. 225
0. 609
4
(0.75x04)x0.5
0.150
1.93
0. 29
5
1.050
1. 805
1.895
6
0.340
1.203
0. 409
7
0.272
1.09
0. 296
8
(0.4 x 0.75) x 0.5
0.150
0.5
0. 075
9
2.6x02
0.520
1.3
0. 676
10
0.8x04
0.320
2.4
0. 768
11
(0.2 x 0.2) x 0.5
0.020
2. 133
0. 043
12
(0.5 x 0.5) x 0.5
0.125
0. 667
0. 083
13
0.5 x 0.5
0.250
0. 25
0. 063
14
合计
3.916
6.312
单位陂长体重 w =% X(ZA) = 2.4x3.916 = 9.40力矢巨 M = 7”x(ZA£) = 2.4x6.312 = 15.15
合力臂:乂=竺=史=1.61(相)W 9.40
R 2 6偏心距:e = X—= 1.61--= 0.31 l(m) 22
基础压力:
卬「16e1 9.406x0.30、1.029(大值)/ zz 2o = 1±— =x 1± =,人(t/m ) (ci) = 40/ / m-
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