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某水闸课程设计计算说明书

一、设计基本资料

节制闸闸前水位1.7m,闸后水位1.6m。节制闸设计流量16.5m3/s。原有干渠底宽11.0m,渠道比降1：6000,边坡1：1.5，糙率0.025。渠道土质为沙壤土。采用C15混凝土，Ⅰ级钢筋。建筑物为Ⅳ级。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。

二、设计任务

设计节制闸一座，该建筑物横跨于干渠中，用以节制水位，保证设在节制闸左侧的进水闸顺利引水的要求。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。

三、成果要求

1、完成说明书约30页。（含各部分结构简图）。

2、计算机绘图一张，包括水闸纵剖面图，水闸平面图及细部构造图，配筋图等。

第一章节制闸的水力计算

第二章消能防冲设计

一、消力池深度、长度的确定

（一）、计算闸门不同开度时的出水量Q及第一共轭水深hc及第二共轭水深h

采用公式（当eH≤0.65时）

hc’=ε’e

式中：Q—出流流量(m3/s);

ε’—垂直收缩系数；e—闸门开度（m）；

hc—收缩断面水深(m)；

μ0—流量系数，此处选择平板闸门，则μ0=0.60-0.18eHvc—收缩断面流速；

q—单宽流量（m3）

s.m

b、H0—意义同前。

解：当e=0.2m时，=0.120.65

μ0=0.60-0.18=0.60-0.18×0.7=0.578查表得ε’=0.616

q=Q/b=4.23/6.3=0.67(m3/s.m)

同理可列表如2-1：

表2-1不同开度下的出流量Q及第一、第二共轭水深hc、

e（m）

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

eH

0.12

0.18

0.24

0.29

0.35

0.41

0.47

0.53

μ0

0.578

0.568

0.557

0.548

0.537

0.526

0.515

0.505

Q(m3/s)

4.23

6.23

8.15

10.02

11.79

13.47

15.07

16.63

q(m3)s.m

0.67

0.99

1.29

1.60

1.87

2.14

2.39

2.64

ε

0.616

0.619

0.622

0.624

0.628

0.632

0.641

0.648

hc(m)

0.123

0.186

0.249

0.312

0.377

0.442

0.513

0.583

hc

0.805

0.947

1.054

1.139

1.201

1.248

1.274

1.297

(二)、计算并绘制水位—流量曲线

计算结果如表2-2

表2-2水位—流量计算表

ht（m）

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

①(m2)

5.92

9.06

12.32

15.70

19.2

22.82

26.56

30.42

x(m)

15.64

16.36

17.08

17.81

18.53

19.25

19.97

20.69

R(m)

0.378

0.554

0.721

0.881

1.035

1.184

1.329

1.469

C(m1/2/s)

34.01

36.25

37.88

39.16

40.23

41.14

41.94

42.65

Q(m3/s)

1.60

3.14

5.10

7.40

10.10

13.23

16.59

20.31

将表中的hc及Q的对应数值绘在图2-1中，得

hc”=Φ(Q)、ht=Φ(Q)

曲线。从图中可以看出，

在所讨论的流量范围内，有hcht情况，下游产生远驱式水跃衔接，差值最大处为最不利情况(表2-1)。故为使下游产生淹没水跃衔接，需要设计降低护坦高程的消力池。

图2-1

(三)计算消力池池深d

d=σhEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(),c)-(ht+Z1)

hc”=Φ(Q)、ht=Φ(Q)

曲线图

可采用公式：Z1=

2

式中：σ—淹没系数，采用σ=1.05~1.10Z1—消力池出口处的水面落差（m）

φ—流速系数，平底闸孔出流φ=0.95~1.00

T0—以跃前断面处消力池池底水平面为基准面的水闸上游总水头（m）

q—跃前断面处的单宽流量(m3s)

φ/—流速系数，一般取0.95

求池深d值时，须用试算法。初次试算时，可按d1=σhEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\