河岸溢洪道水力计算

《河岸溢洪道水力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§3河岸溢洪道水力计算实例一、资料及任务某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道，用弧形闸门控制泄流量，如图17.7所示，溢洪道共三孔，每孔净宽10米。闸墩墩头为尖圆形，墩厚2米，翼墙为八字形.闸底板高程为33.00米。胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.0米。闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。闸后接第一斜坡段，底坡i1=0.01，长度为100米。第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i2=1/6，水平长度为60米。第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角。上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙，底宽的

2、矩形断面。其余尺寸见图7。溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014。溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。水库设计洪水位为42.07米，校核洪水位为42.40米，溢洪道下游水位与流量关系曲线见图17.8。当溢洪道闸门全开，要求：1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线；2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线；3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。图17.7二、绘制库水位与溢洪道流量关系曲线（一）确定堰流和孔流的分界水位宽顶堰上堰流和孔流的界限为：闸门全开时，闸孔高度：则堰流和孔流分界时的相应水头为：

3、所以，堰流和孔流的分界水位即：库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在40.7米以上按孔流计算。（二）堰流流量计算因闸后为陡坡段，下游水位较低，不致影响堰的过水能力，其流量可按宽顶堰自由出流流量公式（9.1）计算：式中溢流宽度因溢洪道上游为水库，，则溢洪道进口为上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高斜面坡度为1：5，则（为斜面与水平面的夹角）宽顶堰流量系数m可按及由表9.4查得侧收缩系数ε按式（9.12）计算：其中孔数n=3；对尖圆形闸墩墩头，；对八字形翼墙，设一系列库水位，计算相应的H,m,ε和Q,计算成果列于表8。表8

4、35.02.02.832.50.3820.98414237.04.08.001.250.3830.96539439.06.014.700.830.3830.95271340.77.721.360.650.3840.9381024（三）孔流流量计算因胸墙底缘为圆弧形，闸孔流量可按具有圆弧底缘的平面闸门下自由孔流流量公式计算：已知；；自由孔流流量系数，由表9.14取闸孔流速系数，垂向收缩系数按式计算：其中系数而门底（即胸墙底）圆弧半径则:设一系列库水位，计算一系列相应的H,ε，μ，及Q,计算成果列于表17.9.表17.

5、9备注40.707.700.6500.8300.78898841.508.500.5880.8210.780108642.079.070.5510.8150.7741150为设计洪水位42.409.400.5320.8130.7721186为校核洪水位按表17.8及表17.9的数据绘制库水位与溢洪道流量关系曲线于图17.9.三、绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线水库设计洪水位为42.07，由表17.9知相应闸上水头为9.07米及相应设计流量为1150米3/秒。溢洪道水面曲线：闸门后水平段第一斜坡段第二斜坡段现

6、分别计算各段的水面曲线十二条水面曲线十二条水面曲线十二条水面曲线十二条水面曲线十二条水面曲线水面曲线计算方法分段求和法水力指数法数值积分法（一）闸门后水平段1、判断水面曲线形式由图17.7知闸门后水平段长度为14.1米。当库水位为设计洪水位时，由表17.9知垂向收缩系数ε′=0.815故闸门后收缩断面水深闸孔单宽流量临界水深因，闸后水平段水面曲线为型壅水曲线。（一）闸门后水平段收缩断面至闸门的水平距离约为已接近水平段末端，曲线长仅1.6米，不必计算。参照值，取水平段末端水深为4.1米。（二）第一斜坡段1.判别底坡类

7、型底坡的类型：正坡（i＞0）平坡（i=0）负坡（i＜0）正坡的类型：陡坡（i＞ik）--h0＜hk，N-N在K-K线之下临界坡（i=ik）--h0=hk，N-N与K-K线重合缓坡（i＜ik）--h0＞hk，N-N在K-K线之上先求正常水深h0:底坡i1=0.01，底宽B1=34米，矩形断面边坡系数m=0，糙率n=0.014，均匀流流量模数由附录图解Ⅱ查得，则H0=0.0785B=0.0785×34=2.67(米)再求临界水深hk:求得hk=5.04(米)。因h0＜hk，故底坡为陡坡（i＞ik）。2.用水力指数法计算

8、水面曲线因第一斜坡段控制断面水深(即闸后水平段末端水深)，则水力指数水面曲线按下式计算：式中；按及值由附录表Ⅰ查得。设一系列h值，计算相应的及值。计算成果列于表17.10.第一斜坡段长100米，用内插法求得其末端水深为3.85米。如：h1=4.1m,h2=4.0mη1=h1/h0=4.1/2.67=1.536η2=h2/h0=4.0/2.67=1.498Φ(