土石坝溢洪道水力计算方面毕业设计

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1、第5章溢洪道计算5.1.计算原理泄流能力计算根据SL253-2000《溢洪道设计规范》附录A宽顶堰泄流能力的公式进行计算。QmsB2gH03/2（5.1）式中：Ｑ—流量，m3/s；B—总净宽，m；m—流量系数m按照《水力计算手册》第二版中实用堰流量取值，m＝0.38。H0—记入行近流速的堰上水头，m；—闸墩侧收缩系数，可按照A.2.1中实用堰侧收缩系数取用，这里取1；5.2.溢洪道泄槽水力计算5.2.1.溢洪道泄流能力计算(1)校核工况堰顶上最大水头Hmax=校核洪水位堰顶高程=340.77-338.71=2.06m由（《水力学》第二版）中可知常采用的

2、设计水头Hd=(0.75-0.95)Hm，取Hd=0.80Hm=1.648m上游堰高由溢洪道平剖图读得：P1=1.244mP11.244Hd0.7551.33，从而为低堰，1.648Q29.86行进流速：v063.02(m/s)bHd1.648v023.022行进流速水头：20.465(m)2g9.81v2则H0Hd01.6480.4652.113(m)2g由原资料已知，m=0.38,1,s1QmsB2gH03/2331.02(m3/s)=0.3811629.812.1132(2)设计工况堰顶上最大水头Hmax=设计洪水位堰顶高程=340.16-338

3、.71=1.45m由（《水力学》第二版）中可知常采用的设计水头Hd=(0.75-0.95)Hm，取Hd=0.80Hm=1.16m上游堰高由溢洪道平剖图读得：P1=1.244mP11.2441.071.33，从而为低堰Hd1.16行进流速：v0Q17.632.54(m/s)bHd61.16行进流速水头：v022.5420.33(m)2g29.81则H0Hdv021.160.331.49(m)2g由原资料已知，m=0.38,1,s1QmsB2gH03/2318.36(m3/s)=0.3811629.811.492表5.1溢洪道泄流能力计算成果工况设计工况校

4、核工况设计下泄流量(m3/s)17.6329.86最大可下泄流量(m3/s)18.3631.01由上表可知，溢洪道泄流能力满足要求。5.2.2.溢洪道泄槽水力计算泄槽水面线按校核情况流量，溢洪道水面曲线的推求采用分段求和法试算水面曲线，计算公式如下：h2cos2v22h1cos1v122g2gl12iJ（5.2）2n2vJR（5.3）式中：l-分段长度，m；h1、h2-分段始末断面水深，m；v1、v1-分段始末断面平均流速，m/s；1、2-流速分布不均匀系数，取1.05；-泄槽底坡角度，（）；i-泄槽底坡，itg；j-分段内平均摩阻坡降；n-泄槽槽身糙

5、率系数，查附录表A.7；v-分段平均流速，v(v1v2)/2，m/s；R-分段平均水力半径，R(R1R2)/2,m。当泄槽水流表面流速达到10m/s左右时，将发生水流掺气现象而使水深增加。掺气水深的计算公式为hb1v（5.4）h100式中：h和hb分别为泄槽计算断面的水深及掺气后的水深(m)；ζ为修正系数，一般取1.1~1.4，流速大者取大值；v为不掺气情况下泄槽计算断面的流速(m/s)。泄槽水面线计算结果见表5.4。其中溢洪道边墙各段起末高程、各槽段长度、各槽段的底宽由所给资料的溢洪道平剖图读得。泄槽内水流一般为急流，其纵坡i大于临界坡度ik，对矩形

6、断面泄槽，本工程溢洪道为矩形断面，宽为b=6m，则Bkb，Akbhk；临界水深：hkq23（5.5）g临界坡度：gAkq2ik（5.6）CkRkBkCk2hk2RK谢才系数：Ck1Rk1/6n（5.7）2式中：q—泄槽的单宽流量，m/s；α—动能修正系数，取为1；g—重力加速度，9.8m/s2；Rk—相应临界水深时的水力半径，m；n—糙率，取0.025。5.3.计算过程校核工况：qQ29.864.98(m2/s)b6hk3q2=31.04.9821.368(m)g9.8RkAkbhk61.360.936b2hk6k21.361Ck1Rk6=10.936

7、1/639.56n0.025ikgAkq24.9820.00915Ck2hk2RK39.5621.362CkRkBk0.936由于该泄槽上游接宽顶堰，由《溢洪道设计规范SL253-2000》可知，起始计算断面定在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端计算得临界水深hk。通过计算得：h1hk1.368(m)设计工况：qQ17.632.94(m2/s)b6hkq2=1.02.9423g39.810.96(m)RkAkbhk60.96b2hk620.73k0.961Ck1Rk6=10.731/637.93n0.025ikgAkq22.942CkRkBkCk2hk2R

8、0.0089337.9320.9620.73K由于该泄槽上游接宽顶堰，由《溢洪道设计规范SL2