水力学综合计算说明书 (设计水面曲线)

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1、水力计算综合练习水利计算综合练习计算说明书学校：SHUIYUAN系别：水利工程系班级:水工班姓名:mao学号：指导老师：XXX2013年06月22日30水力计算综合练习目录一、水力计算资料2公式中的符号说明3二、计算任务4任务一：4绘制陡坡段水面曲线4⑴.按百年一遇洪水设计41、平坡段：(坡度i=0)4①水面曲线分析4②分段求和计算Co型雍水曲线52、第一陡坡段（坡度i=0.1）6①判断水面曲线类型6②按分段求和法计算水面曲线73、第二陡坡段（坡度i=1/3.02）8①判断水面曲线类型8②按分段求和法计算水面曲线8⑵.设

2、计陡坡段边墙9⑶．按千年一遇洪水校核111、水平坡段（坡度i=0）12①水面曲线分析12②分段求和计算Co型雍水曲线132、第一陡坡段（坡度i=0.1）14①判断水面曲线类型14②按分段求和法计算水面曲线143、第二陡坡段（坡度i=1/3.02）16①判断水面曲线类型16②按分段求和法计算水面曲线16①千年校核的掺气水深17②比较设计边墙高度与千年校核最高水深的大小19⑷.绘制水面曲线及边墙21任务二：24绘制正常水位至汛前限制水位～相对开度～下泄流量的关系曲线24任务三：26绘制汛前限制水位以上的水库水位～下泄流量的关

3、系曲线26三、总结2930水力计算综合练习一、水力计算资料：某水库以灌溉为主，结合防洪、供电和发电、设带弧形闸门的驼峰堰开敞式河岸溢洪道。1.水库设计洪水标准：百年一遇洪水（P=1%）设计相应设计泄洪流量Q=633.8m^3/s相应闸前水位为25.39m相应下游水位为4.56m千年一遇洪水（P=0.1%）校核相应设计泄洪流量Q=752.5m^3/s相应闸前水位为26.3m相应下游水位为4.79m正常高水位为24.0m,汛前限制水位22.9m。2.溢洪道的有关资料：驼峰剖面选用广东省水科所1979年提出的形式（参阅武汉水院

4、水力学教研室编的水力计算手册，P156图3-2-16a）。堰流量系数P/H>0.24时mo=0.414*[(P/H)^(-0.0652)]P/H≦0.24时mo=0.385+0.171*([(P/H)^(0.657)]堰顶设两扇弧形闸门，转轴高程23.2m;溢洪道共两孔，每孔净宽10m；闸墩头为圆形，墩厚2m；边墩为半圆形；混凝土糙率可取n=0.012～0.015;堰顶高程为18.70m;堰底高程为17.45m。30水力计算综合练习堰后设陡坡段:第一陡坡段，底坡i1-1/10,水平长度L1=20m;第二陡坡段，底坡i2=

5、1/3.02,水平长度L2=27.5m；第二段陡坡段末端连续式挑流坎，挑坎高程为6.6m，挑角=22°；陡坡段边墙高度要求比掺气水深超高2m。溢洪道纵剖面简图（见附页）。水利计算内容：1.分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑告诉水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量设计，校核洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面曲线。2.绘制正常水位到汛前限制水位～相对开度～下泄流量的关系曲线；绘制汛前限制水位以上的水库水位～下泄流量的关系曲线。公式中的符号说明：公式中的符号说明符号单位说明符号单位说明Qm^

6、3/s流量hcm收缩断面水深Hom堰顶水头hc''m跃后水深Pm堰高Ljm水跃长度Bm水面宽hkm临界水深Am^2/s断面面积ham掺气水深Xm湿周J水力坡降Cm^0.5/s谢才系数平均J平均水力坡降Rm水力半径Esm断面比能i坡度⊿Esm断面比能差n糙率⊿Lm流段长度qm^2/s单宽流量∑⊿Lm流段总长流速系数Eom总能量各种计算公式见下面各步骤的计算过程。30水力计算综合练习二、计算任务任务一：绘制陡坡段水面曲线⑴.按百年一遇洪水设计：1、平坡段：(坡度i=0)该水库按百年一遇洪水位设计标准（P=1%）：设计洪水位2

7、5.39m，泄流量Q=633.8(m^3/s)；下游堰高P1=P=18.70-17.45=1.25m；堰上水头H=25.39-18.70=6.69m。①水面曲线分析：单宽流量q=Q/B=633.8/20=31.69(m^2/s);行进流速vo=q/(H+P1)=31.69/(6.69+1.25)=3.991(m/s);坝前断面总水头Eo=P1+Ho=1.25+6.69+(3.991^2/19.6)=8.753(m)所以P1/H=1.25/6.69=0.19<30,所以流速系数=1-0.0155*（P1/H）=0.997;

8、对矩形断面，取单宽流量q=Q/B计算，则Eo=hc=q^2/(2g*^2*hc^2)先计算出q^2/(2g*^2)=31.69^2/(19.6*0.997^2)=51.546(m^3);用迭代法算hc;hc=√{[q^2/(2g*^2)]/(Eo-hc)}=;令根号内hc=0，则第一次hc1==2.427(m)；第二