溢洪道水力设计计算书.xls
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1、溢洪道水力设计计算1 计算依据溢洪道设计规范(DL/T 51662002)第6节及附录A的有关规定。2 已知设计参数建筑物级别: 2级堰顶最大水头Hmax: 15.680m消能防冲设计标准: P=2%溢流堰宽度B: 40.000m消能防冲设计标准水库水位: 580.320m消能防冲标准相应下泄流量: 3270m/s闸门孔数: 5孔消能防冲标准相应下游水位: 505.980m闸墩厚度: 2.500m水库正常蓄水位: 580.000m泄槽糙率n: 0.015设计洪水位(P=1%): 580.540m考虑波动及掺气水深修正系数: 1.2设计洪水标准相应下泄流量: 3520m/s泄槽边墙超高h: 1.
2、000m设计洪水标准相应下游水位: 506.480m引渠底板高程: 564.000m校核洪水位(P=0.05%): 583.180m上游堰高P1: 3.500m校核洪水标准相应下泄流量: 4645m/s堰面曲线末端端点的切线坡度m: 1校核洪水标准相应下游水位: 509.540m溢流堰与泄槽间连接反弧曲面半径r: 15.000m堰顶高程: 567.500m与反弧曲面相接的泄槽的纵坡i: 0.033 堰面曲线选择及泄流能力复核(1)按规范5.3.3条,堰(闸)型式可采用开敞式或带胸墙的实用堰、宽顶堰、驼峰堰等,应根据地形地质条件、水力条件、运用要求及技术经济指标等综合比较选用。开敞式溢流堰溢流堰
3、有较大的超泄能力,宜优先选用。本工程选用开敞式实用堰。(2)按规范6.3.3条,采用开敞式实用堰时,堰面曲线宜采用幂曲线、圆弧曲线(驼峰堰);当堰上设有胸墙时,堰面曲线可采用抛物线。上述曲线可按附录A中A.1计算。考虑到圆弧曲线(驼峰堰)的流量系数较小,泄流能力相对较小,本工程堰面曲线选用幂曲线(三)。(3)按规范6.3.2条,低实用堰应满足上游堰高P10.3Hd,下游堰高P20.6Hd;下游堰面坡度宜陡于1:1。设计中应避免形成淹没流。(4)按规范附录A.1.3条,采用开敞式幂曲线(三)时,幂曲线按式(A.1)计算。n=1.85,K=2。上游面铅直,原点上游用三圆弧曲线。3.1 幂曲线方程计
4、算(A.1)式中:Hd定型设计水头,对低堰(P10.6Hd= 6.900m下游堰面坡度m=1 拟定堰型和堰面曲线满足规范第6.3.2条要求。3.5 泄流能力复核计算 根据规范第A.2.1条,开敞式幂曲线实用堰的泄流能力可按(A.4)计算:(A.4)式中:Q流量,m3/s;B溢流堰总宽,m;H0计入行近流速的堰上水头,本工程近似取H0等于堰上水头;m流量系数,根据H0/Hd、P1/Hd查表A.3,本工程m=0.495;C上游面坡度影响修正系数,当上游面铅直时C=1.0;收缩系数,设计时对低堰(P11.33Hd)可取=0.800.90;m淹没系数,视泄流的淹没程度而定,不淹没时m=1.0;校核洪水
5、标准下泄流量计算表CmmBH0Q10.4950.9140.000m15.680m4901m/s结论:校核洪水标准下,计算的下泄流量Q大于要求的下泄流量,泄流能力满足要求。设计洪水标准下泄流量计算表CmmBH0Q10.4950.9140.000m13.040m3717m/s结论:设计洪水标准下,计算的下泄流量Q大于要求的下泄流量,泄流能力满足要求。XYP1=4mP2=12.384mO570 566 557.616CPO堰面曲线大样图2/302 HgBCmQm4 泄槽水力计算根据平、纵剖面布置,本工程溢洪道在溢流堰中墩后设导墙将泄槽在平面上将其分成独立的三条泄槽。泄槽的纵坡由缓变陡分为两段,中间采
6、用抛物线连接曲线连接。4.1 第一段泄槽水力计算(取单孔计算)(1)已知参数泄槽宽度B: 8.000m泄槽纵坡i: 0.03泄槽底板与水平面的夹角: 1.7191计算起始断面水深流速系数: 0.95校核洪水标准泄槽下泄流量: 929m/s校核洪水标准泄槽单宽流量: 116m/s.m设计洪水标准泄槽下泄流量: 704m/s设计洪水标准泄槽单宽流量: 88m/s.m消能防冲标准泄槽下泄流量: 654m/s校核洪水标准泄槽单宽流量: 82m/s.m(2)泄槽临界底坡ik和临界水深hk计算根据规范5.4.2条,“泄槽纵坡应大于水流的临界坡”,那么要判别设计选用底坡是否大于临界底坡,就应先计算泄槽的临界
7、底坡。对于矩形断面泄槽,临界底坡ik及临界水深hk的计算公式如下:(A.1012)式中:q泄槽单宽流量,m3/s.m;动能修正系数,可近似地取为1;g重力加速度,g=9.81;B泄槽宽度;Ak临界水深断面面积;Rk临界水深断面水力半径;Ck谢才系数;i1=0.03i2=0.4695L1=64mL2=66.119m抛物线连接段kkkkRChqi222kkBhA kkhBR26/11kkRnC 32gqhkn糙率,可按表A.5查取,本工程取n=0.012。临界底坡ik和临界水深hk计算表计算情况qnBAkRkCkhkik校核标准1160.015888.88830.222117.6611.1110.
8、00026设计标准880.015873.93626.484115.0999.2420.00026消能标准820.015870.53625.634114.4758.8170.00026(3)泄槽水面线计算根据规范A.3.2条,计算泄槽水面线时,应从渐变流起始断面算起。当泄槽与上游实用堰采用反圆弧曲线连接时,则从反弧末端收缩断面算起。起始断面水深按式(A.13)计算:(A.13)式中:H0计算断面渠底以上的总水头,近似取计算断面渠底以上静水头;起始断面水深h1计算表计算情况水库水位渠底高程H0q假设h1计算h1校核标准583.18556.30126.8791160.951.71916.0386.0
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