某水庫的模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上水工試驗(yàn)?zāi)Ｐ统醪皆O(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、設(shè)計(jì)依據(jù)工程某樞紐的總布置圖，工程樞紐上下游一定范圍的地形圖、各類建筑物的詳細(xì)體型圖、地質(zhì)資料、水文資料等。已知條件：地形圖：地形圖4壩型1（拱壩）最大泄流量 Qmax=4000m3/s模型的長度比尺 Lr=60拱壩壩頂高程 Z1=2305m下游河道最高水位 Z2=2225m下游河道河底高程 Z3=2204m表1 水工模型相關(guān)參數(shù)確定標(biāo)準(zhǔn)模型流量(L/s)110<Qm<140140<Qm<170170<Qm<220進(jìn)水池長度(m)1.51.82.2上游水庫長度(m)5.566.5下游河道長度(m)8

2、(6)9(7)10(8)退水池長度(m)1.51.82.2量水堰長度(m)0.2m+25Hmax量水堰寬度(m)1.01.21.2+0.4注：下游河道長度選?。?(7) 括號(hào)外為重力壩軸線開始的河道下游長度，括號(hào)內(nèi)為拱壩軸線開始的下游河道長度。 二、設(shè)計(jì)原則：采用重力相似準(zhǔn)則，按正態(tài)幾何比尺進(jìn)行設(shè)計(jì)。已知長度比尺 Lr=60時(shí)間比尺 Tr=Lr1/2=7.746流速比尺 Vr=Lr1/2 =7.746流量比尺 Qr=Lr5/2=27885.480糙率比尺 nr=Lr1/6=1.979三、矩形薄壁量水堰尺寸確定1.計(jì)算模型的流量Qm 2.確定量水堰型式由于Qm=143.4L/s > 25L

3、/s，故采用矩形量水堰。矩形量水堰的流量公式如下： （1）式中：Q設(shè)計(jì)的模型流量Qm； P堰高； H堰上水頭,H0=H+0.0011； B堰寬 。2.矩形量水堰堰高的確定取矩形堰堰板高程P等于最大堰上水頭H的2倍，即P=2 H ；由140 L/s < Qm=143.4 L/s < 170L/s，查表1得，B=1.2m ；H0= H+0.0011 ；Qm=0.1434 m3/s 代入公式（1），經(jīng)計(jì)算可求得：堰上最大水頭 H=0.1569 m =Hmax 堰高 P=2 Hmax =2×0.1569=0.3138 m量水堰長度 L=25 Hmax +0.2m =25×

4、;0.1569+0.2 =4.12 m四、模型的平面布置因?yàn)?40 L/s < Qm=143.4 L/s < 170L/s，查表1得到模型的平面尺寸1.上游進(jìn)水池沿水流方向長度為Lm1=1.8m Lp1=Lm1×Lr=1.8×60=108 m2.上游水庫沿水流方向長度為 Lm2 =6m Lp2=Lm2×Lr=6×60=360 m 3.下游河道長度為 Lm3 =7m Lp3=Lm3×Lr=7×60=420 m 4.下游退水池長度為 Lm4 =1.8m Lp4=Lm4×Lr=1.8×60=108 m 5.量

5、水堰長度為 Lm5 = 25 Hmax +0.2m =25×0.1569+0.2 =4.12 m Lp5=Lm5×Lr=4.12×60=247.2 m6.消浪柵的布置位置Lm6 為使水流平穩(wěn)，一般常在堰板上游25倍最大堰頂水頭以外設(shè)置消浪柵，即Lm6=25Hmax=25×0.1569 =3.92m 7.測針的布置位置Lm7 測針孔一般布置在6倍最大堰頂水頭之外，即Lm7=6Hmax=6×0.1569=0.9414 m 五模型立面布置模型中下游河床的底高程比量水堰邊墻頂要高 0.1 m，上游進(jìn)水池邊墻頂比上游水庫邊墻頂高 0.1 m；根據(jù)壩頂高程

6、Z1=2305 m，可選上游水庫邊墻高程為2310 m，根據(jù)下游河道最高水位Z2=2225 m，可選下游河道邊墻高程為2230 m。1. 量水堰邊墻高度 H1=P+Hmax+h=0.3138+0.1569+0.1=0.5707 m ，退水池邊墻與量水堰邊墻等高。2. 河床地板比量水堰邊墻高0.1m，H2=H1+0.1=0.5707+0.1=0.6707 m 所以，量水堰底板高程Z4= Z3-H2×Lr = 2204-0.6707×60=2163.758 m，量水堰和退水池的邊墻頂高程 Z5 = Z4+H1×Lr =2163.758+0.5707×60=2

7、198 m，下游邊墻高度 H3=（2230-Z4）/Lr = (2230-2163.758)/60=1.104 m3. 水庫上游邊墻高度H4 =H2+(2310-Z3)/60=0.6707+(2310-2204)/60=2.437 m4. 拱壩壩頂高度H5= H2+(Z1-Z3)/60=0.6707+(2305-2204)/60=2.354 m5. 進(jìn)水池高程Z6=2310+0.1×Lr =2310+0.1×60=2316 m 進(jìn)水池高度H6= H2+(Z6-Z3)/60=0.6707+(2316-2204)/60=2.537 m綜上可得：1.量水堰底板高程為2163.758m（0m）2.量水堰和退水池的邊墻頂高程2198m（0.5707m）3.水庫下游河床底板高程為2204m（0.6707m）4.水庫下游邊墻頂高程為2230m（1.104m）5.拱壩壩頂高程2305m（2.354m）6.水庫上游河床邊墻頂高程為2310m（2.437m）7.水庫上游進(jìn)水池