附錄一 泄水建筑物水力設(shè)計(jì)計(jì)算公式

1、附錄一泄水建筑物水力設(shè)計(jì)計(jì)算公式一、堰面曲線1.開敞式溢流孔的堰面曲線。采用冪曲線時(shí)按下式和附表1計(jì)算。xn = kH：T，(附 i)式中Hs為定型設(shè)計(jì)水頭，按堰頂最大作用水頭Hzmax的75%95%計(jì)算(m),其它符號(hào)見附圖1,數(shù)值見附表1。ZmaX附表1上游壩面坡度kn垂直(3 : 0)2.0001.8503 : 11.9361.836原點(diǎn)上游宜用橢圓曲線，其方程式為x2 | (bH - y)2 _ 1(aH )2(bH )2ss式中aHs和bHs分別為橢圓曲線的長(zhǎng)軸和短軸。若上游面垂直，其長(zhǎng)軸aHs和短軸bH,可按以下關(guān)系選定: a 028 030a -=0.87 + 3a b附圖1dz

2、 max采用倒懸堰頂時(shí)(如附圖1),應(yīng)滿足 2。定型設(shè)計(jì)水頭選擇及堰頂可能出現(xiàn)的最大負(fù)壓值參照附表2。定型設(shè)計(jì)水頭Hs情況下的流量系數(shù)m和其他作用水頭Hz情況下的流量系數(shù)mz的比值參照 附表3。2.設(shè)有胸墻的堰面曲線。當(dāng)校核情況下最大作用水頭_ (孔口中心線上)與孔口高(Q)的比z max1.5值 D 時(shí)；或閘門全開時(shí)仍屬孔口泄流，即可按下式計(jì)算：X 2 y = 知2 H s(附2)式中H定型設(shè)計(jì)水頭，一般取孔口中心線至水庫(kù)校核洪水位的水頭的75%95%；中一一孔口收縮斷面上的流速系數(shù)，一般取中=0.96；若孔前設(shè)有檢修閘門槽時(shí)取中=0.95。 其余符號(hào)參照附圖2。附圖2原點(diǎn)上游可用單圓，復(fù)式

3、圓或橢圓曲線，與胸墻底緣通盤考慮。1.2 V H z max V1.5若 D 時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)決定。附表2H /H0.750.7750.800.825最大負(fù)壓值(m)0.5Hs0.45Hs0.4Hs0.35Hs0.850.8750.900.951.0最大負(fù)壓值(m)0.3H0.25H0.2H0.1H0.0H附表3H /H0.20.40.60.81.01.21.4m /mz0.850.900.950.9751.01.0251.07二、泄水建筑物泄水能力計(jì)算公式1.開敞式溢流孔的泄水能力可按下式計(jì)算:（附3）Q = m b B 咨H3/2式中 Q流量，m3/s；B溢流堰凈寬，m；H堰頂作用水頭，m；

4、g重力加速度，m/s2；43mz流量系數(shù)，初設(shè)時(shí)在定型設(shè)計(jì)水頭作用的情況下，當(dāng)Hz（P為堰高，m）時(shí)，取P7 3m =m=0.470.49；當(dāng) Hz時(shí)，取 m=0.440.47；zze 側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，初設(shè)時(shí)可取 =0.900.95；bm2.孔口泄流按下式計(jì)算:淹沒系數(shù)，視泄流的淹沒程度而定，不淹沒時(shí)bm=1。（附4）Q = 4.5，池首斷面平均流速v大于1618m/s，護(hù)坦上可設(shè)梳流坎及尾坎，但不宜設(shè)消力墩時(shí)：L = （32 4.3）h（附8）3.當(dāng)Fr4.5,池首斷面平均流速v小于1618m/s，護(hù)坦上可設(shè)梳流坎、消力墩及尾坎時(shí):L = (2.32.8)h五、空蝕指

5、數(shù)估算公式（附9）h + h h kv2/2g式中 k空蝕指數(shù)，無量綱;hd計(jì)算斷面處的時(shí)均動(dòng)水壓力水頭（水柱高，m）；Vhq大氣壓力水頭（水柱高，m），對(duì)于不同高程按9估算，即相對(duì)于海平面每增加高度900m，較標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力水頭降低1m水柱，V為海平面以上高度；hv 水的汽化壓力水頭（水柱高，m）；對(duì)于不同水溫可參照附表4數(shù)值采用；附表4水溫（C）05101520253040hv （水柱高，m）0.060.090.130.170.240.320.430.75v 2/2g計(jì)算斷面處的流速水頭（水柱高，m）。六、波動(dòng)及摻氣水深估算公式（適用于溢流壩面）h = 1 + 魚一hb I100）（附 11

6、）式中 h不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m；hb計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m；v不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上平均流速，m/s； 修正系數(shù)，一般為1.01.4，視流速和斷面收縮情況而定，當(dāng)流速大于20m/s時(shí)， 宜采用較大值。七、護(hù)坦、鼻坎上脈動(dòng)壓力估算公式（附 12）式中Pm脈動(dòng)壓力，沿法線方向作用于建筑物表面，t/m2；Y水的容重，t/m3；am脈動(dòng)壓力系數(shù)，根據(jù)水流緩急程度分別取0.050.10。八、護(hù)坦上消力墩所受沖擊力計(jì)算護(hù)坦上如設(shè)有消力墩（包括梳流坎及尾坎）時(shí)，其所受沖擊力尸，可按下式估算：Pd - kd W V 2 Ad（附 13）式中Pd消力墩（包括梳流坎及尾坎）的沖擊力，t；Ad墩、坎迎

7、水面在流速方向上的投影面積，m2；kd阻力系數(shù)，視墩、坎形狀及流速大小，取kd=1.22.0。附錄二荷載計(jì)算公式、垂直作用于壩體表面的靜水壓力（附 14）（附 15）p = y - H式中H計(jì)算點(diǎn)的水深，m；丫水(或含泥沙水)的容重，t/m3。二、水平泥沙壓力丫 村(45。一尋)式中n = 一(1n) Y , 1為泥沙的干容重，n為泥沙的孔隙率；hn壩前泥沙淤積高度，m；甲n 泥沙的內(nèi)摩擦角，。當(dāng)缺乏資料時(shí)可按下式計(jì)算：h 2P = -nn 4(附 16)三、浪壓力1.浪高、波長(zhǎng)可按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算(適用于山區(qū)峽谷水庫(kù)庫(kù)緣地勢(shì)高峻，風(fēng)速416m/s， 吹程113公里)。51（附 17）（附 1

8、8）2h = 0.0166v 4 D 3if f2 氣=10.4(2. )。.8式中2h浪高，m；2L波長(zhǎng)，m；Vf計(jì)算風(fēng)速，m/s；Df吹程，由壩前沿水面至對(duì)岸的最大直線距離，km。2.浪壓力計(jì)算：(1)壩前水深H1滿足HljHLl時(shí)，在距水庫(kù)靜水位深L以下各點(diǎn)的浪壓力可以忽略，鉛直壩面的浪 壓力可按下式計(jì)算：d(L + 2h + h )L1、P =y i一-七(L)2風(fēng)122 1(附 23)浪壓力的分布見附圖4b。四、冰壓力1.靜冰壓力，按附表5數(shù)值計(jì)算：在確定開始升溫時(shí)的氣溫及氣溫上升率后，可由附表5選用單位面積上的靜冰壓力，乘以 冰厚，即為作用在單位長(zhǎng)度壩體的靜冰壓力(t/m)。附表5

9、靜冰壓力表最低溫度(C)一40一35一30 一25-25-20-15-10氣溫上升率(C/h)2.52.52.52.02.02.02.0靜冰壓力(t/m2)28 4025 3523 3020 2815 2213 1812 142.動(dòng)冰壓力：(1)冰塊撞擊在壩面上所產(chǎn)生的壓力。當(dāng)冰的運(yùn)動(dòng)方向垂直或接近垂直于鉛直壩面時(shí)(運(yùn)動(dòng)方 向與壩軸線的交角中=8090 )，動(dòng)冰壓力值Pbd可按下式計(jì)算：P = kvd 頂(t)bd b b b b(附 24)式中kb系數(shù)，決定于流冰的抗碎強(qiáng)度Rb值(當(dāng)Rb=100t/m2，kb=4.3； Rb=50t/m2, Rb=3.0； Rb=30t/m2，kb=2.36)；v b冰塊流速，對(duì)于大水庫(kù)應(yīng)該通過研究決定，一般不大于0.6m/s；db冰塊厚度，m；總一一冰塊面積，m2。（2）冰塊撞擊在閘墩上所產(chǎn)生的壓力。作用于鉛直的閘墩上的動(dòng)冰壓力Pb,d，可按下式計(jì)算:P = mRBd （t）（附 25）bd b b（25）式中Rb一冰的抗碎強(qiáng)度，當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，可采用下值：結(jié)冰初期為75t/m2，末期45t/m2；B閘墩在冰層平面處的寬度，m；m與閘墩平面形狀有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于半圓形閘墩，采用m=0.9 ；對(duì)三角形閘墩根據(jù)其平面上的頂端角度2按附表6采用。附表6 m i苜表2a45607590120m0.600.650.690.730.81五、溢流壩