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水力学课程设计

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前言

水力学是我们谁水利专业的一门重要的技术基础课。通过课程学习，我们掌握水力学的基本概念、基本理论和实际应用，并能够解决一些有关的工程问题，为以后相关课程的学习打基础。水力学是一门专业技术基础课，是高等职业技术教育水利类各专业的支柱性课程，为了使高职高专学生掌握水力学、学好水力学，本次设计第一步是认识和了解水力学的基本要点和给水排水专业需要的基本知识。

本次进行的课程设计是在系统学习水力学理论的基础上，通过课程设计，基本掌握实际工程的水力计算过程和方法，把水力学课程有机结合在一起，对水力学有一个全面的认识。

这次设计的目的是运用所学过的知识，进行一次系统的训练。这对深化和巩固所学过的知识，进一步加深对有关公式及图表的实用范围和使用方法的理解，培养灵活运用理论知识独立解决实际问题的能力，加强理论联系实际，初步了解工程设计中水力计算的基本内容，调动和提高学习专业课的积极性。通过水力学课程设计，使我们更加系统，全面地掌握水力学知识，为我们今后的工作和学习奠定了基础。

由于水平有限，难免出现不当之处，恳请徐清秀老师谅解和指正。

第一章中堡坪灌区提水工程、渠道工程

1.1基本概况

甘肃省靖远县中堡坪南临黄河，北靠山丘，总面积有一万多亩，地势从北向南稍有倾斜，由于黄河常年冲刷使河床下切，平面突出，坪面平均海拔高程为1461米，比黄河河底高程1420米高出近41米，靖远县气候干燥，降雨量少，是全国有名干旱县之一。中堡坪居住着2050口人；有可耕地4000多亩，山坡地2000多亩，土地肥沃，适宜农作物生长，共饲养着各种牲畜4000多头。但由于靠每天吃饭，过着半农半牧的生活，生活相当贫困，为了改变落后面貌，计划兴建一座电力提灌工程，解决灌区和人畜饮水问题。

1.2灌区概况

灌区内4000亩可耕地中，主要种植的作物有小麦、玉米、棉花和菜子，上述四种作物的比例是5:3:1:1，其中灌水定额为100、120、100、60米3/亩次，每年6月份为灌水高峰，平均轮灌周期为15天，灌区内地势较平坦，渠线所经地段为透水性较好的轻壤土。因此，渠道的渗量的大，加之渠线长，气候干旱，蒸发损失也不小，初估计渠系的水利用系数η=Q净/Q总=65%，除了满足可耕农田的用水外，考虑到2000读亩山坡的绿化水畜饮水量，设计是流量加大20%。

1.3提水工程

1.3.1提水工程概况

计划在黄河岸边修建电力提灌站一座。其站址位于进水情况良好的凹岸，由于贫河中上游含少量大，虽然渠道中进水的是表层清水，但仍有部分泥沙进入了渠道，每年冬季、正植冬灌的时候，黄河处于枯水期，流量小，水位低，水面高程为1423米，每年夏季，洪水下泄、流量大，水位高程升直1425米，所以要求泵房修筑成基础较好防洪泵房以保证低水位是仍可抽上水，高水位是又不至于淹没泵房，其站址附近的地形情况如图所示。

1.3.2提水工程设计流量确定

设小麦的种植面积为A1=4000×0.5×100，玉米的种植面积为A2=4000×0.3×120，棉花的种植面积为A3=4000×0.1×100，菜子的种植面积为A4=4000×0.1×60。

Q设==0.378m3/s

∴Q总=m3/s

1

0.828

1.734

2.226

2.652

3.078

1.25

0.704

1.673

2.199

2.654

3.109

1.5

0.608

1.653

2.221

2.712

3.202

1.75

0.528

1.658

2.271

2.802

3.332

2

0.408

1.71

2.377

2.955

3.533

2.25

0.42

1.744

2.463

3.058

3.707

2.5

0.38

1.808

2.583

3.254

3.925

3

0.32

1.967

2.86

3.633

4.417

1.4.2确定水力最佳断面

1〉干渠的断面尺寸

（1）由提水工程得Q=0.698m3/s,查表1、表2、表3设计i=1/1900m=1.00n=0.022

查表得βm=0.83,所以面积A=（βm+m）hm2=1.83hm2水力半径R=hm/2

由曼宁公式、谢才系数Cm===40.5hm

上述结果代入明渠均匀流公式Q=AC，可得

0.698=1.83hm2×40.5hm×∴hm=0.816m

所以底宽bm=βmhm=0.83×0.816=0.677m

(2)校核渠道的流速

查表6-2的轻土壤不冲允许流速为Vm′=(0.60～0.80)m/s,不淤允许流速V″=0.5m/s

而Rm==0.408m,取

则不冲允许流速为V′=(0.60～0.80)×0.408=0.48～0.64(m/s)

渠道的断面平均流速为V=(m/s)

∴