水利工程水闸课程设计

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1、目录一、基本资料1（一）工程概况1（二）地质资料1(三)建筑材料2（四）水文气象2（五）批准的规划成果2二、闸孔设计3（一）拟定闸孔尺寸及闸墩厚度3（二）校核泄洪能力4三、消能设计5（一）消能防冲设计的控制情况5（二）消力池尺寸及构造71、消力池深度计算72、消力池池长7四、防冲槽设计10五、上下游岸坡防护11（一）闸底地下轮廓线的布置11（二）排水设备的细部构造12（三）防渗计算1516一、基本资料（一）工程概况某拦河闸位于京广铁路上游和颍河口下游之间，流域面积2234km2，流域内耕地面积288万亩

2、。农作物以种植小麦、棉花等经济作物为主，河流平均纵坡1/6200。本工程属三级建筑物。本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万m3。上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。（二）地质资料1.根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：土壤湿重度γ湿=20

3、.2kN/m3土壤干重度γ干=16.0kN／m3土壤饱和重度γ饱=22.2kN／m3土壤浮重度γ浮=12.2kN／m3土壤自然含水量时，内摩擦角φ=23°土壤饱和含水量时，内摩擦角φ=20°土壤的黏聚力C=0.1kN／m2地基允许承载力[p]=150kPa混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.3616地基应力的不均匀系数[η]=1.5～2.0渗透系数K=9.29×10-3cm／s2.本地区地震烈度为60以下(三)建筑材料1.石料。本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给，距京广线很近，交通条件较好。2.

4、黏土经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。3.闸址处有足够多的砂料。（四）水文气象1.气温。本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。2.风速。最大风速V=20m/s，吹程D=0.6km。3.降雨量。非汛期(1～6月及10～12月)9个月最大流量为130m3/s,年平均最大流量36.1m3/s，最大年径流总量为9.25亿m3。年平均最小流量15.6m3/s，最小年径流总量为0.42亿m3。4.冰冻。颖河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。5.上、下游河道断面。其边坡1：1.5。（五）批准的规划成果1.

5、灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为58.72m，下游无水。2.洪水标准。（1）设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1144.45m3／s，闸上游的洪水位为59.5m，相应的下游水位59.35m。（2）校核洪水位200年一遇，相应洪峰流量1642.35m3／s，闸上游的洪水位6l.00m，闸下游水位60.82m。16二、闸孔设计本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式

6、水闸。（一）拟定闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位，根据断面面积公式（b为河床底宽，m为边坡系数，h为水深），可通过计算断面面积。表2-1上游水头计算流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水深H(m)行近流速(m/s)上游水头H0(m)设计流量11199.359.51.439.60校核流量1642.3510.85111.7311.15闸门全开泄洪时，为平底宽顶堰堰流，根据公式判别是否为淹没出流。表2-2淹没出流判别表计算情况下游水深上游水头σ流态设计水位9.359.59.35≥7.680.97淹没

7、出流校核水位10.851110.85≥8.920.97淹没出流按照闸门总净宽计算公式根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。其中ε为堰流侧收缩系数，取0.97；m为堰流流量系数，取0.385。表2-3闸孔总净宽计算表16流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水头H0(m)淹没系数(m)设计流量11199.359.500.970.5344.18校核流量1642.3510.8511.000.970.5350.26根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b=8m，同时为了保证闸门对称

8、开启，防止不良水流形态，选用7孔，闸孔总宽度为：由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩厚1.2m，缝墩厚1.6m，边墩厚1.2m。（二）校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数，查《水闸设计规范》，结果如下：中孔得缝墩孔得边孔得所以与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上下游水位，进一步换算流量:利用公式：16表2-4过流能力校核计算表计算情况堰上水头H0(m)校核过流能力设计流量11199.600.9740.530.98