渠首进水闸设计说明书.doc

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1、取水枢纽进水闸设计计算说明书一工程概况：某灌区总灌溉面积97.6万亩，灌区分布在河道两岸，两岸灌溉面积大致相等。根据河流的水沙情况及取水要求，经过综合比较，修建由拦河坝，冲沙闸，进水闸组成的冲沙槽式Ⅱ等取水枢纽。拦河闸横跨河道修建，于主河道正交，闸地质河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程相同，为31.5m，两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位38.8m，冲沙闸布置在拦河闸两侧，地板高程31.5m，进水闸为了满足两岸灌溉要求，采用两岸布置方案。枢纽平面布置如图1所示：二工程资料：1.气象：多年平均气温7.5°C。月平均最搞气温20.3°C，月平均最低气温

2、-18°C，冻层深度1.0—1.5m，多年平均风速4.1m/s，汛期最大风速8.4m/s。2.水文：表1：拦河闸闸地址河流不同频率的洪峰流量表（单位：）频率0.1％0.33％0.5％1％2％5％10％25％75％流量61505300500045204020332028202000280表2：建闸前闸址处水位—流量关系表（单位：）水位31.533.133.8534.736.036.837.437.738.038.8流量02005001000200030004000530061507000进水闸以5％的洪水作为停水标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400，闸址处平均含沙

3、量1.8kg/m3，实测最大含沙量4.74kg/m3。3.地质情况：渠道附近属于第四纪沉积岩，厚度较大，两岸滩地为粉质壤土及粉沙，其下为砾质中沙，次下为砾质粗沙：沿河一带地下水埋藏深度随地形变化，一般在2.5m左右，因土质透水性强，地下水位变化受河道水位影响大，丰水期河水补给地下水位较高，枯水季节，地下水补给河水。4.地基土设计指标：地基允许承载能力[σ]＝250KN/m2；地基应力分布允许不均匀系数η＝2～3；砼与中砂摩擦系数f＝0.4；砼容重γ＝24KN/m3；回填土：尽量以透水性良好的砂质中砂或粗砂回填，回填土壤容重γ干＝16KN/m3；γ湿＝10KN/m3；

4、γ饱＝20KN/m3；C=0；填土与墙后摩擦角δ＝05.地震：本地区不考虑地震影响6.工程材料：石料场距闸址不远，石料抗压指数2500KN/cm左右，容重：γ＝24KN/m3；采石场用粗细骨料及砂料，距渠首2.5—3.0km。7.交通：进水闸有交通要求，要求桥面总宽5m。三设计资料：1.渠道设计资料：渠首底板高程32.10m；每年最大引水流量Q＝78m3/s；灌溉期正常挡水位35.00m；相应下游水位34.80m；渠道纵坡I＝1：3500；渠道边坡m＝1.75；渠道底宽B＝26m；渠道顶部高程37.5m；渠道顶部宽度6m；2.确定设计流量与水位：以水闸最大引水流量7

5、8m3/s作为设计流量。因所设计进水闸为有坝式引水，根据有坝引水上游水位的确定办法，进水闸的上游水位是有拦河坝（闸）控制的。闸的上游设计水位，即拦河坝（闸）应该壅高的水位。其他时期的水位决定于相应时期内拦河坝（闸）泄流时的坝顶（闸前）溢流水位。所以上游水位是正常挡水位35.00m，相应下游水位34.80m。3.泄流计算资料：特征洪水频率（％）流量（m3/s）上游洪水位（m）设计洪水0.5500037.84停止引水5332037.15四设计内容及步骤：<一>枢纽和建筑物等级确定:根据引水流量划分枢纽和建筑物等级，所设计的水闸最大引水流量78m3/s，根据《灌溉与排水工

6、程设计规范》的要求，灌溉流量在50～200m3/s，故该枢纽为Ⅱ等枢纽，其主要建筑物为二级建筑物。<二>闸孔设计:1.堰型选择:因为宽顶堰构造简单，施工方便，适用于广大灌区内建筑物众多，技术力量分散的情况。所以水闸底板（堰型）采用宽顶堰形式。由于闸上游水位变幅较大而在最高水位时要求挡水，所以采用胸墙孔口。2.堰顶高程:灌溉渠系中各种水闸的堰顶高程于渠底高程有密切关系，进水闸的堰顶高程常等于或略等于闸后渠底，且比闸前河床至少高一米，以防止推移质泥沙入渠。所设计的水闸闸前河底高程31.5m，闸后渠首渠底高程32.1m。水闸底板高程一般应高于渠首渠底高程。综合考虑以上因数

7、，确定闸底板顶部高程为32.5m。3.闸孔净宽：1）计算行进流速V0：初步拟定闸前渠宽为B0=26m，2）计算行进水头：3）为了加大流量系数，堰顶头部设计为圆角形，圆角形半径取为r＝0.5m，故。查相关资料得宽顶堰流量系数m＝0.374。4）求（淹没系数）：,查相关资料得＝0.8325）假设侧收缩系数则孔口总净宽4.单孔宽度与闸室总宽度及孔数：初步拟定为3孔，则单孔净宽，即单孔宽度，取闸室边墩厚0.65m，墩头为1/4圆形，中墩厚为1.30m，墩头为半圆形。边孔侧收缩系数：常数）中孔侧收缩系数：故：此时实际流量：由于实际流量略大于水闸最大流量，但小于5％，所以可