溢洪道水利計算書

1溢洪道水力計算溢洪道水力計算共分以下幾段：進口段、陡坡段、消能防沖段、海漫段水面線推求以及消力池段消能防沖計算等。根據(jù)調洪演算結果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m3/s,50年一遇設計洪水流量Q=249.08m3/s，500年一遇校核洪水流量Q=390.72m3/s。溢洪道底流消能洪水設計標準按20年一遇。1.1計算依據(jù)（1）《溢洪道設計規(guī)范》SL253—2000o1.2溢洪道水面線推求1.2.1計算方法及計算公式采用明渠恒定非均勻漸變流水面曲線的計算方法，計算公式為：ks=一—s4su-i-J式中：△s上、下斷面間長度（m）;i——渠底比降；J——上、下斷面間平均水力坡度；Esd、Esu——上、下游斷面的斷面比能。1.2.2水面線推求溢洪道水面線推求采用新疆水利廳編制的《D-7明渠恒定非均勻漸變流水面曲線計算程序》進行計算。本程序計算時需輸入起算已知斷面水位及各流段的基本數(shù)據(jù)。由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端將發(fā)生臨界水深，把該斷面作為控制斷面來推求上下游水面曲線。1.2.2.1程序計算原理采用人工渠槽斷面單位能量沿程變化的微分方程進行推求，公式如下:dEs=i-Jfds其差分格式為:AEs-—=i-JfAs即：E2=E1+（i-Jf）-As式中:TOC\o"1-5"\h\z,以V2E2=h2+2g,以V2E]=hi+21V=-!-（v+V）221C=1（C2+C）R=2（R2+R]）其中：h1為已知，h2為欲求之水深為此，將差分方程改為下列函數(shù)表達式E62)=偵-E)+G-Jf)?As

為求h2設試算水深h下限與h上限，用二分法求解h=2。上限;"下限）*上限）=氣一E七限，（-J￥上限）&=DF（h2）=E1-E是）+t—J亍12，?△$=G若D、G同號，令h上限二h2；D=G若D、G異號，令h上限二h下限；h上限二h2；D=G繼續(xù)二分，直到Ih1-h2|忍允許誤差為止1.2.2.2臨界水深計算臨界水深計算公式如下:A3~B~k式中：Q計算流量（ms/s）；Ak——臨界水深時的過水斷面面積（m2）；Bk——臨界水深時的水面寬度（m）；G重力加速度，g=9.8m/s2。利用明渠均勻流公式計算臨界坡降i：kQ=AC/Ri式中：A過水斷面面積，A=bXh；kC——謝才系數(shù)，C=1/nXR1/6；R——水力半徑；04m，N——糙率，n=0.01504m，經(jīng)計算，500年一遇陡坡頂臨界水深?=2.75m，50年一遇臨界水深七二3.20年一遇臨界水深h「4.11m。1.2.2.3程序原始數(shù)據(jù)輸入進口段水面線推求從陡坡段起點開始，由下游向上游推算，起始水深采用臨界水深，臨界水深計算公式同上。20年+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++*個*個************************************************************************恒定非均勻漸變流水面曲線計算書D-7X*****+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++***********************************************************************原始數(shù)據(jù)：流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)213.61314.401.10斷面水力要素：20.0250151.5各分段之斷面類型：1111各分段之長度：0202030各分段之縱坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010計算結果:分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型04.4000.0002.5832.2480.0000.000bo14.3730.0002.5832.26620.00020.000bo24.3290.0002.5832.29520.00040.000bo34.2720.0002.5832.33630.00070.000bo50年一.原始數(shù)據(jù)：流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)

249.0834.86249.0834.861.10斷面水力要素：20.0250151.5各分段之斷面類型：1111各分段之長度：0202030各分段之縱坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010二.計算結果:分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型04.8600.0002.8352.2990.0000.000bo14.8010.0002.8352.33720.00020.000bo24.7460.0002.8352.37320.00040.000bo34.6850.0002.8352.41330.00070.000bo500年一.原始數(shù)據(jù)：流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)390.72316.561.10斷面水力要素：20.0250151.5各分段之斷面類型：1111各分段之長度：0202030各分段之縱坡：0.0000-0.0010-0.0010-0.0010二.計算結果：分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型06.5600.0003.7192.3980.0000.000bo16.5100.0003.7192.42420.00020.000bo26.4930.0003.7192.43320.00040.000bo36.4400.0003.7192.46130.00070.000bo1.3消能防沖計算按照溢洪道設計規(guī)范要求，消能防沖設施按20年一遇防洪標準設計。1.3.1池深計算躍后水深計算：躍后水深h2為陡坡收縮水深的共軛水深。陡坡h最小躍后水深計算采用下式：h=L(：1+8x-^-1)22Ygh3最小式中：q——單寬流量；消力池池深d計算：采用公式：q2q2、d=oxh—h+—)j2t2g(0h?22g(Oh)2式中：6j——消力池出口流速系數(shù)；6j=1.05；ht——消力池下游水深；^水躍淹沒系數(shù)；^=0.95；其余符號同前。1.3.2池長計算自由水躍長度:消力池長度?=0.7消力池"一消力池長度?=0.7消力池"一、基本資料與計算假定底流消能、消力池坎上水頭H:壩高P：上下游河床高程差D:下游水深ht:單寬流量q：泄流系數(shù)phi:（下游）水躍處流速系數(shù)Phil:二、計算簡圖L=9.5xh最小X匕。4.4000（米）0.0000（米）20.0000（米）2.4000（米）14.2000（立方米/秒）0.95000.9000x（F-1）c見附圖1三、算法與公式（底流消能、消力池）收縮斷面水深：hc=q/Vc（連續(xù)性方程）式中q-—單寬流量（平方米/秒）Vc流速（米/秒）共軛水深：hc〃=hc/2*（SQR（1+8*Frc）-1）式中費魯?shù)聰?shù)Frc=Vc*Vc/g/hcSQR---開方號上游至收縮斷面間的能量方程：Eo=hc+Vc*Vc/2/g//o式中Eo包括上游水頭加行進流速水頭Vo*Vo/2/g。---泄流流速系數(shù)hc-—出口水深（或射流口水深）水躍頂點至下游間能量方程：^=V*V/（2*g*觥*?。?V2*V2/2/g式中'---（下游）水躍處流速系數(shù)兩個斷面的連續(xù)性方程：Vt=q/ht式中ht---下游水深V2=q/h〃幾何關系(躍后水深、應產(chǎn)生稍為淹沒的水躍)：h〃=ht+S+腥=6*hc〃=1.05式中S---消力池深度消力池長度：Lk=0.7?0.8*Lj式中Lj---水躍長度Lj=6.9*(hc〃-hc)四、計算結果上游行進流速Vo:3.2273（米/秒）收縮水深hc:0.6857（米）共軛水深hc2:收縮水深hc:7.4117（米）＞下游水深ht=2.40（米）0.6331（米）共軛水深hc2:躍后水深h2:7.7521（米）8.1398（米）下游水位以上水頭dz:1.5944（米）消力池深度s:4.1454（米）水躍長度Lj:49.1217（米）消力池長度Lk:36.8413（米）設計采用消力池池深為4.1m。1.3.3消力池底板計算消力池底板厚度計算采用下式：t-k*q.AH式中：k——為經(jīng)驗系數(shù)，采用0.17；Q——單寬流量；△H——上下游水位差。計算得消力池底板厚t=1.36m，本次設計一級消力池底板厚度采用1.4m。海曼段20年一.原始數(shù)據(jù)：流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)213.61552.401.10斷面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之斷面類型：112345各分段之長度：02020202020各分段之縱坡：0.00000.01500.01500.01500.01500.0150二.計算結果:分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型02.4000.0002.8355.9340.0000.000Co12.2802.0972.8356.24520.00020.000b221.4751.6992.3407.24020.00040.000b230.9531.2911.7867.47220.00060.000b240.6761.0001.3597.02720.00080.000C250.6310.8831.1946.15320.000100.000C250年一.原始數(shù)據(jù)：流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)249.08552.651.10斷面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之斷面類型:112345各分段之長度：02020202020各分段之縱坡：0.00000.01500.01500.01500.01500.0150二.計算結果:分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型02.6500.0003.1366.2660.0000.000Co12.5222.3203.1366.58320.00020.000b221.6321.8742.5927.63120.00040.000b231.0451.4271.9807.94520.00060.000b240.7331.0971.5057.55620.00080.000C250.6790.9701.3206.67420.000100.000C2500年一.原始數(shù)據(jù):流量分段數(shù)斷面類型數(shù)起始斷面水深流速分布不均勻系數(shù)390.72553.601.10斷面水力要素：20.025015020.025020020.025030020.025045020.0250550各分段之斷面類型:112345各分段之長度:02020202020各分段之縱坡:0.00000.01500.01500.01500.01500.0150

二.計算結果:分段水深h正常水深ho臨界水深hk流速v分段長dL累計長L曲線類型03.6000.0004.2347.2360.0000.000Co13.4813.1364.2347.48220.00020.000b222.2122.5053.4958.83220.00040.000b231.3971.8832.6709.32020.00060.000b240.9521.4462.0399.12120.00080.000C250.8491.2721.7868.36420.000100.000C2TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1溢洪道水力計算1\o"CurrentDocument"計算依據(jù)1\o"CurrentDocument"溢洪道水面線推求1\o"CurrentDocument"計算方法及計算公式1\o"Curr