水工常用公式

1

水工常用公式

1、明渠均匀流计算公式:

Q=A v =AC Ri

2、 渡槽进口尺寸(明渠均匀流)

Q = ; bhj2gZ 。

z

£ b h

© 3、 倒虹吸计算公式:

Q=mA 2gz

(m 3/ 秒)

4、跌水计算公式:

跌水水力计算公式:Q = mB 2gH 3/2, 式中:—侧收缩系数,矩形进口

尸0.85〜0.95;,

B —进口宽度(米);m —流量系数

5、流量计算公式:

Q=Aw

式中Q 通过某一断面的流量,m / s ;

v ---- 通过该断面的流速,n / h

A ――过水断面的面积,m 。

6溢洪道计算

1)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道

3

(1)淹没出流:Q= £(7 MB H

3

二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深

2

C=1R y (一般计算公式)

n

C= -R® (称曼宁公式)

n

:渡槽进口的水位降(进出口水位差)

:渡槽进口侧向收缩系数,一般£ = 0.8〜0.9

:渡槽的宽度 (米) :渡槽的过水深度

(米)

:流速系数 ©二0.8〜0.95

4

2

(2)实用堰出流:Q=£ MB HT

3

=侧向收缩系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2) 进口装有闸门控制的溢洪道 (1) 开敞式溢洪道。

3

Q = &(T MB H

3

二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2

(2) 孔口自由出流计算公式为

Q=Mb . H

二堰顶闸门自由式孔流的流量系数X 闸孔过水断面面积X 、H 其中:3 =be

7、 放水涵管(洞)出流计算 1) 、无压管流

Q=u A 2gH o

=流量系数X 放水孔口断面面积X . 2gH 0

2) 、有压管流

Q=卩 A 2gHo

=流量系数X 放水孔口断面面积X , 2gH 0

8、 测流堰的流量计算一一薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰,其中90°,即

5

自由出

流: 2 47

Q= 1.4H 2

或 Q = 1.343H .

(2-15) 淹没出流:

5

Q=( 1.4H 2 ) (T

(2-16) 淹没系

数:

° =* 0.756-(虹-0.13)2

+0.145 (2-17)

2)梯形薄壁测流堰,其中B 应满足tan 9 =丄,以及b > 3H,即

3 3

3

自由出流: Q = 0.42b 2g H 2 = 1.86bH^

(2-18) 淹没出流:

3

Q=( 1.86bH 2

) (T (2-19) 淹没系数:

。彳佃-琳)

2°127

(2-20)

9、水力发电出力计算

N=9.81HQ

式中N — -发电机出力,kW

H ——发电毛水头,m 为水库上游水位与发电尾水位之差,即 H=Z 上-Z 下; Q ――发电流量,m /s ;

n ---- 发电的综合效率系数(包括发电输水管的水头损失因素和发电机组效率

系数),小型水库发电一般为0.6 — 0.7。

10、 径流深R R= W =(径流总量心000 X 流域面积)

1000F 11、 径流系数a A=旦=径流深/降雨量 H

12、 堰流的分类及水力计算基本公式 1) .薄壁堰:S /H V 0.67

3

Q 二叭2gH2 二一1

) ;=侧向收缩系数 s

=淹没系数

m=流量系数

h

。二溢洪水深

直角三角形薄壁堰流 5/2

Q = C o H

2) 、实用堰的水力计算:0.67 V S /H V 2.5

Q = ;Jmb 、.2gH o 2

b =nb'; n 为孔数;b '为一孔净宽

;乞1侧收缩系数

二s 乞1淹没系数

3) 、宽顶堰流水力计算:2.5 V S /H V 10

____

3

Q = ; 5一 2gH 02

水工隧洞水力计算知识分享

水工隧洞水力计算

水工隧洞水力计算的内容,一般有:泄流能力计算、水头损失计算、绘制压坡线(有压流)、水面线的计算(无压流)。 1、泄流能力 水工隧洞泄流能力计算,分有压流和无压流两种情况。实际工程中,多半是根据用途先拟定隧洞设置高程及洞身断面和孔口尺寸,然后通过计算校核其泄流量。若不满足要求,再修改断面或变更高程,重新计算流量,如此反复计算比较,直至满意为止。 (1)有压流的泄流能力 有压流的泄流能力按公式(1)计算: Q A 2gH o ⑴ 式中Q――泄流量; 卩——流量系数; A——隧洞出口断面面积; g ---重力加速度。 2 H0H盂 式中H——出口孔口静水头; 2 亠一一隧洞进口上游行近流速水头。 2g 流量系数卩随出流条件不同而略有差异,自由出流和淹没出流分别按公式(2)和公式(3)计算: 1 1

i' 2 2 2 A A 2gl i A A2 j A J C|2R| A i 式中A——隧洞出口断面面积; A2――隧洞出口下游渠道过水断面面积; Z――局部水头损失系数; A—与Z相应流速之断面面积; L i、A i、R i、C i――某均匀洞段之长度、面积、水力半径和谢才系数。 上述泄流能力计算公工适用于有压泄水隧洞,对发电的有压引水隧洞,其过流能力决定于机组设计流量,即流量为已知,要求确定洞径。 (2)无压流的泄流能力 无压泄水隧洞的洞身底坡常大于临界坡度,洞内水流呈急流状态,其泄流 能力不受洞长影响,而受进口控制,若进口为深孔有压短管,仍可按公式和公式 (3)计算,而忽略其沿程水头损失(根号中的最后一项)。 表孔堰流进口的斜井式无压隧洞,其泄流能力由堰流公式计算: Q mB.,2gH3/2(4) 式中£——侧收缩系数; m --- 流量系数; B 堰顶宽度(m); 2 H o――包括行近流速水头丄的堰顶水头。 2g 流量系数和侧收缩系数与堰型有关。为保证曲线堰面与斜井底板有准确的切点,

水工常用公式

1 水工常用公式 1、明渠均匀流计算公式: Q=A v =AC Ri 2、 渡槽进口尺寸(明渠均匀流) Q = ; bhj2gZ 。 z £ b h © 3、 倒虹吸计算公式: Q=mA 2gz (m 3/ 秒) 4、跌水计算公式: 跌水水力计算公式:Q = mB 2gH 3/2, 式中:—侧收缩系数,矩形进口 尸0.85〜0.95;, B —进口宽度(米);m —流量系数 5、流量计算公式: Q=Aw 式中Q 通过某一断面的流量,m / s ; v ---- 通过该断面的流速,n / h A ――过水断面的面积,m 。 6溢洪道计算 1)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 3 (1)淹没出流:Q= £(7 MB H 3 二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2 C=1R y (一般计算公式) n C= -R® (称曼宁公式) n :渡槽进口的水位降(进出口水位差) :渡槽进口侧向收缩系数,一般£ = 0.8〜0.9 :渡槽的宽度 (米) :渡槽的过水深度 (米) :流速系数 ©二0.8〜0.95

4 2 (2)实用堰出流:Q=£ MB HT 3 =侧向收缩系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2) 进口装有闸门控制的溢洪道 (1) 开敞式溢洪道。 3 Q = &(T MB H 3 二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2 (2) 孔口自由出流计算公式为 Q=Mb . H 二堰顶闸门自由式孔流的流量系数X 闸孔过水断面面积X 、H 其中:3 =be 7、 放水涵管(洞)出流计算 1) 、无压管流 Q=u A 2gH o =流量系数X 放水孔口断面面积X . 2gH 0 2) 、有压管流 Q=卩 A 2gHo =流量系数X 放水孔口断面面积X , 2gH 0 8、 测流堰的流量计算一一薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰,其中90°,即 5 自由出 流: 2 47 Q= 1.4H 2 或 Q = 1.343H . (2-15) 淹没出流: 5 Q=( 1.4H 2 ) (T (2-16) 淹没系 数: ° =* 0.756-(虹-0.13)2 +0.145 (2-17) 2)梯形薄壁测流堰,其中B 应满足tan 9 =丄,以及b > 3H,即

水力学计算公式

水力学计算公式 水力学计算公式 1、射流喷速:V0=10Q/0 V0:射流喷速,米/秒;Q:排量,升/秒:0:喷嘴出口截面积,厘米2 2、射流冲击力:Fj=ρQ2/1000 Fj:千牛;ρ:密度,公斤/升; 3、射流水功率:Nj=ρQ3/2002 千瓦 4、钻头压降:Pb=ρQ2/2C202 5、钻头水功率:Nb=Pb*Q 6、0=πde2/4;de2=d12+d22+d32+d42+…… 7、机械钻速:V=进尺/纯钻时间(m/h) 8、比水功率=钻头水工率/钻头底面积(W/mm2) 例:φ215.9mm钻头:=215.92*π/4=36591mm2 9、行程钻速=进尺/(纯钻时间+起下钻时间) 10、钻井周期:一开到完钻时间 11、完井周期:一开到完井时间 12、建井周期:搬XX装到完井 1谢才公式介绍 编辑 谢才公式的形式为: ()

)公式:其中 对于均匀流,测出某一流段的R、J、v值,即可确定该流段的n值。对于缓变非均匀流,n值可用流段的R、J、v的平均值来确定。如无实测资料,n值可以从水力学或水力计算手册中查得。对于一般管道及有护面的渠道,n=0.009~0.033;对于无护面的渠道及天然河 道,n=0.020~0.200。n值选择是否恰当对计算成果影响甚大,必须慎重。 词条标签: 1、n的值范围,天然河道0.02~0.04,大范围一定要对 2、用曼XX公式求谢才系数时:谢才公式对层流和紊流都适用,谢才系数C是通过n来确定的,n值的资料大多取之于阻力平房区,一次用c去计算水利要素时,要水流处于水力平方区才行。而天然明渠流一般都处于阻力平房区。因此广泛适用。 3、谢才公式是针对明渠均匀流提出的,但实际这也可应用于管流中的均匀流计算,对层流和紊流都适用。 4、均匀流,天然河道一般可以近视为均匀流,但一定不可

计算水流速度的公式

计算水流速度的公式 摘要: 一、引言 二、计算水流速度的公式 1.定义变量 2.公式推导 3.公式应用 三、水流速度公式在实际应用中的意义 四、总结 正文: 一、引言 在研究水文学、水利工程等领域时,计算水流速度是一个十分重要的环节。水流速度的计算公式可以帮助我们更好地了解水体的流速特性,从而为相关研究和实践提供科学依据。本文将详细介绍计算水流速度的公式及其在实际应用中的意义。 二、计算水流速度的公式 1.定义变量 为了方便计算,我们首先需要定义一些变量,包括: - Q(流量):单位时间内通过某一截面的水量,通常用立方米/秒(m/s)表示; - A(截面面积):水流通过的截面面积,单位为平方米(m);

- h(水深):水流在某一点的水深,单位为米(m); - g(重力加速度):地球重力对物体的影响,取值约为9.81 米/秒 (m/s)。 2.公式推导 根据物理学原理,水流速度(v)可以通过以下公式计算: v = Q / (A * h) 其中,v 表示水流速度,Q 表示流量,A 表示截面面积,h 表示水深。 3.公式应用 在实际应用中,我们可以根据测量得到的水深、截面面积和流量数据,使用上述公式计算水流速度。这对于分析水体的流速特性、水流对河床的侵蚀作用等方面具有重要意义。 三、水流速度公式在实际应用中的意义 计算水流速度的公式在水文学、水利工程等领域具有广泛的应用。例如: 1.在水文学研究中,了解水流速度有助于分析水体的水文特性,为水资源管理和灾害防治提供科学依据; 2.在水利工程设计中,掌握水流速度对于合理设计河道、水库等水工建筑物具有重要意义; 3.在水环境监测中,监测水流速度有助于评估水体的生态环境质量,为水环境保护提供数据支持。 四、总结 本文详细介绍了计算水流速度的公式,并通过实际应用案例阐述了该公式在水文学、水利工程等领域的意义。

水工隧洞水力计算

水工隧洞水力计算 水工隧洞水力计算的内容,一般有:泄流能力计算、水头损失计算、绘制压坡线(有压流)、 水面线的计算(无压流)。1、泄流能力水工隧洞泄流能力计算,分有压流和无压流两种情 况。实际工程中,多半是根据用途先拟定隧洞设置高程及洞身断面和孔口尺寸,然后通过计 算校核其泄流量。若不满足要求,再修改断面或变更高程,重新计算流量,如此反复计算比 较,直至满意为止。(1)有压流的泄流能力有压流的泄流能力按公式(1)计算:02gHAQµ= (1) 式中Q——泄流量;μ——流量系数; A——隧洞出口断面面积;g——重力加速度。gHH2200υ+= 式中 H——出口孔口静水头;g220υ——隧洞进口上游行近流速水头。流量系数μ随出流 条件不同而略有差异,自由出流和淹没出流分别按公式(2)和公式(3)计算:∑∑ + +=222211ijijjjAARCglAAζµ (2) ∑∑ + + =2222221iIIiJjAARCglAAAAζµ (3) 式中A——隧洞出口断面面积;A2——隧洞出口下游渠道过水断面面积; ζj——局部水头损失系数;Aj——与ζj相应流速之断面面积;Li、Ai、Ri、Ci——某均匀洞 段之长度、面积、水力半径和谢才系数。上述泄流能力计算公工适用于有压泄水隧洞,对 发电的有压引水隧洞,其过流能力决定于机组设计流量,即流量为已知,要求确定洞径。(2) 无压流的泄流能力无压泄水隧洞的洞身底坡常大于临界坡度,洞内水流呈急流状态,其泄 流能力不受洞长影响,而受进口控制,若进口为深孔有压短管,仍可按公式(2)和公式(3)计 算,而忽略其沿程水头损失(根号中的最后一项)。表孔堰流进口的斜井式无压隧洞,其泄 流能力由堰流公式计算:2/302HgmBQε= (4) 式中ε——侧收缩 系数;m——流量系数;B——堰顶宽度(m);H0——包括行近流速水头g220υ的堰顶 水头。流量系数和侧收缩系数与堰型有关。为保证曲线堰面与斜井底板有准确的切点,使 过水表面平整,建议采用WES标准剖面堰型,其曲线方程和有关计算参数可参见武汉水利 电力学院编的《水力计算手册》。隧洞的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失,其计 算方法可参见武汉水利电力学院编的《水力计算手册》。2、绘制压坡线连接隧洞沿程测压 管水头,即得有压隧洞的压坡线。设计时应根据隧洞可能的支运行条件绘制最高和最低压坡 线。前者供确定隧洞各段的最大设计内水压力,后者用以检验洞内会否出现负压力。绘制压 坡线的步骤如下:1)根据水流连续方程计算隧洞沿程各不同断面的流速;2)逐段计算沿 程水头损失和各项局部水头损失;3)从隧洞出口断面底板高程为基准的隧洞进口总水头中, 自上而下沿程逐段逐项累减各项水头损失,得各转换断面上的总水头 ++gVpz22γ;4)从各转换断面的总水头中减去相应的流速水头,得各转 +γpz,连接各测压管水头,即得隧洞沿程压坡线。 换断面上的测压管水头 以隧洞进口上游最低运行水位为准算出的压坡线,若出现低于隧洞洞顶高程者,说明该段洞 身将发生负压,通常情况下,不允许隧洞在负压上运行。降低隧洞高程,加大隧洞洞径,收 缩隧洞出口断面尺寸,以及改善出口体型,均可提高洞身压力,达到消除负压之目的。3、 水面线的计算明流隧洞的过水断面多为矩形,计算水面线较为简便的方法是直接分段求和 法。对两相邻过水断面建立能量方程式可得fbiiEx−∆=∆ (5) 式 中△x——隧洞沿程分段长度;△E——两相邻断面之比能差,△E=E2-E1; ib——洞底坡度;if——能线坡度,3/422RVnif=;E——比能,gaVyE22+=;y ——断面水深。一般情况下,隧洞宽度、坡度和过流量均为已知,通过水面线类型分析, 先确定起始断面水深,然后按公式(5),列表计算隧洞沿程各断面水深。

水工钢筋混凝土结构学计算题公式模板

水工钢筋混凝土结构学计算题公式模板 一、水工钢筋混凝土结构的基本概念与计算公式 水工钢筋混凝土结构是指在水工工程中所使用的钢筋混凝土结构。在水工工程中,由于结构长期暴露在水环境中,因此需要有较高的耐水性和耐腐蚀性。钢筋混凝土结构可以满足这一要求,同时还具有较高的承载能力和抗震性能。 1. 钢筋混凝土结构的基本概念 钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋组成的复合材料结构。混凝土作为主体材料,具有一定的压力承载能力,而钢筋则起到增强混凝土抗拉强度的作用。钢筋混凝土结构主要由以下部分组成: (1) 梁:梁是负责承受水平荷载和垂直荷载的构件,通常采用矩形截面。 (2) 柱:柱是承受垂直荷载的构件,为了增加其承载能力,通常采用方形或圆形截面。 (3) 基础:基础是支撑结构的地基部分,承受结构传来的荷载并将其分散到地下。 2. 钢筋混凝土结构的计算公式

(1) 梁的荷载计算公式 梁的荷载计算公式为:M = fcbh2/6,其中M为梁的弯矩,fcb为混凝土抗压强度,h为梁的高度,b为梁的宽度。 (2) 柱的荷载计算公式 柱的荷载计算公式为:P = fcbA,其中P为柱的荷载,fcb为混凝土抗压强度,A为柱的截面积。 (3) 基础的荷载计算公式 基础的荷载计算公式为:Q = P/A,其中Q为基础的荷载,P为承载荷载,A为基础的面积。 二、水工钢筋混凝土结构的常用设计方法 水工钢筋混凝土结构的设计方法有很多种,常用的设计方法包括强度设计法、变形设计法和极限状态设计法等。下面分别介绍这三种设计方法的基本概念和计算公式。

1. 强度设计法 强度设计法是一种基于结构承载能力的设计方法,其核心思想是在结构的各个部位满足一定的强度要求的前提下,使其具有最大的承载能力。 强度设计法的计算公式主要包括以下几种: (1) 混凝土的强度计算公式:fcb = 0.67fck/γc,其中fcb为混凝土抗压强度,fck为混凝土标准强度,γc为混凝土的安全系数。 (2) 钢筋的强度计算公式:fyk = fy/γs,其中fyk为钢筋的屈服强度,fy为钢筋的屈服极限,γs为钢筋的安全系数。 (3) 梁的弯矩计算公式:M = fcbbh2/6,其中M为梁的弯矩,fcb为混凝土抗压强度,b为梁的宽度,h为梁的高度。 (4) 柱的轴心力计算公式:P = fcbA,其中P为柱的轴心力,fcb为混凝土抗压强度,A为柱的截面积。 2. 变形设计法 变形设计法是一种基于结构变形能力的设计方法,其核心思想是在满足一定的结

水利计算公式范文

水利计算公式范文 水利计算是指对涉及水资源、水工设施、水利工程等方面的计算方法和公式的研究和应用。水资源是人类生存和发展的重要物质基础,而水利工程则是人类对水资源进行开发和利用的手段之一、下面将介绍几个常用的水利计算公式。 1.降雨径流计算公式: 降雨径流计算是水文学中的重要内容。降雨径流量是指降雨中未被土壤持水、蒸发和入渗等损失的雨水,在一定时间内流经地表径流形成的总量。通常使用著名的斯特林公式进行计算: Q=C*P*A 其中,Q为径流量(m³/s),C为流域面积的系数,P为降雨量(mm),A为流域面积(km²)。 2.开沟、明渠流量计算公式: 在水利工程中,流量计算是很常见的一个问题。对于水流在开沟、明渠中的流量,可以使用曼宁公式进行计算: Q=1.49*A*R^(2/3)*S^(1/2) 其中,Q为流量(m³/s),A为横截面面积(m²),R为横截面湿周与横截面面积之比,S为水流水面坡度。 3.水轮机功率计算公式: 水力发电是水利工程的重要应用领域之一、水轮机是水力发电的核心设备,其功率可以通过下述公式计算:

P=η*ρ*g*Q*H 其中,P为水轮机出力(kW),η为水轮机效率,ρ为水的密度(kg/m³),g为重力加速度(m/s²),Q为水流流量(m³/s),H为有效水头(m)。 4.摩阻损失计算公式: 在水利工程中,液体流体在管道中流动时,会因为管道摩擦而导致能量损失。摩阻损失可以通过以下公式计算: h_L=λ*(L/D)*(V^2/2g) 其中,h_L为单位长度的摩阻损失(m/m),λ为摩阻系数,L为管道长度(m),D为管道直径(m),V为流速(m/s),g为重力加速度(m/s²)。 5.水力坝设计水位计算公式: 水力坝是水利工程中的重要建筑物,设计水位是指坝体设计高程。根据安全性和经济性等要求,可以使用以下公式计算设计水位:H=(P-F)/γ 其中,H为设计水位(m),P为压力水沿坝址的水深(m),F为抵抗水压力的力(N/m²),γ为重力加速度(m/s²)。 以上是水利计算中的一些常用公式,不同的水利问题可能会有不同的计算方法和公式。通过合理的计算和设计,可以保证水资源的合理利用,提高水利工程的效益。

水工建筑物必考知识点精华版

1、溢流重力坝:既要满足稳定和强度要求,又要满足水利条件要求。 孔口尺寸,溢流堰形态,以及效能方式 溢流坝的溢流面组成部分,各部分的形态的确定 为满足泄水的要求,其实用剖面是将坝体下游斜面修改成溢流面溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段、下游反弧段组成 顶部曲线段的形状对泄流能力和流态有很大的影响。对于坝顶溢流式孔口,工程中常采用WES曲线下部反射弧要求沿程压力分布均匀,不产生负压和不致引起有害的脉动,通常采用圆弧曲线,反射半径R= (6~10)h,h 为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深。 中间直线段与顶部曲线段和下部反弧段相切,其坡度由重力坝基本剖面决定溢流坝实用剖面是将溢流面曲线与坝体基本剖面拟合修改而成。 2、重力坝抗滑稳定分析 f 2 w - U) 抗剪强度公式:K s=——Z P一 Z W—作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和Z P—作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和 U——作用在滑动面上的扬压力;(1分) f——滑动面上的抗剪摩擦系数;(1分) K----按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数 r^Z w - U)+ C A f 抗剪断公式:K '= ---------- ------------- s P K '——抗滑稳定安全系数;(1分) s Z w ——滑动面以上的总铅直力;(1分) Z P ——滑动面以上的总水平力;(1分) U——作用在滑动面上的扬压力;(1分) f——抗剪断摩擦系数;(1分) c'——抗剪断凝聚力。(1分) 提高抗滑稳定性的工程措施:将坝的迎水面做成倾斜或折坡行,利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定; 将坝基面开挖成倾向上游的斜面,借以增加抗滑力提高稳定性;利用地形地质特点,在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙,用以增加抗力提高稳定性;采用有效的防渗排水或抽水措施,降低扬压力;利用预加应力提高抗滑稳定性 3、拱效应:心墙坝由于心墙设在坝体中部,施工时就要求心墙与坝体大体同步上升,因而两者相互干扰大,影响施工进度。又由于心墙料与坝壳料的固结速度不同,心墙内易产生拱效应而形成裂缝。斜墙的抗震性能和适应不均匀沉陷的能力不如心墙 4、经济中心角:中心角愈大,拱圈厚度愈小,说明中心角愈大,材料强度可得到充分利用,对应力有利; 反之,拱圈中心角减小,半径愈大,拱作用减弱,要求加大拱圈厚度。加大中心角使拱圈弧长增加,在一定程度上会抵消一部分由减小拱厚所节省的工程量。从经济和应力角度考虑,采用较大中心角有利但拱端轴力方向将向顺岩坡等高线方向偏转,对坝肩稳定不利。T = 2pl/(2c -p)sing,2" =133.24, 此此为经济中心角。

防洪工程经常用到的公式

防洪工程经常用到的公式 在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨: ㈠暴雨洪水设计 ⑴暴雨设计: 暴雨:12小时降雨量达到30毫M或者24小时降雨量达到50毫M时称为暴雨。每小时以内的降雨量达到20毫M也称为暴雨。设计暴雨的计算公式: ①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt (式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;) ②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt (式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;) ③暴雨系数计算公式:at= (式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;) ④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF (式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;) ⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp (式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;) ⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx (式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;) ⑵洪水设计:

①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。 洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。即T=t1+t2。一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。相邻两次以上的降雨,前面降雨形成的洪水没有泄完,后面降雨形成的洪水接踵而来,称为复式洪水过程。 洪水的类型:洪水的类型一般分为六种,一是暴雨洪水,暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水,三是冰川洪水,四是冰凌洪水,五是雨雪混合洪水,六是溃坝洪水。 洪水分级:根据国家《水文情报预报规范》,按洪水重现期的大小,把洪水分为常见洪水(8-10年一遇)、较大洪水(10-50年一遇)、大洪水(50-150年一遇)、特大洪水(大于50年一遇)。 洪水的形成过程:从降雨到水流汇集至河流出口的整个物理过程,称为径流形成过程,也就是洪水的形成过程。洪水的形成,是一个相当复杂的物理过程,为了便于说明这个过程,我们把它概化为:流域蓄渗过程、坡地汇流过程和河网汇流过程。也可以概化为产流过程和汇流过程。 ⑴产流过程:指降雨满足了截流、下渗、填洼、和雨期蒸发后形成径流量的过程。 ⑵损失过程:流域的蓄渗过程,不直接生产径流,而是消耗或损失于植物截流、下渗、填洼、蒸发的降雨量。 ⑶超渗产流:地下水埋藏深,包气带土层厚度可达数十M到几百M,下部干土缺水量很大,一般降雨不能使土层达到田间持水量,因植被差,土质贫瘠,下渗能力低,往往形成的大量产流。 ⑷蓄满产流:年降雨量充沛,地下水位高,包气带土层不厚,下层容易常达田间持水量,缺水量不大,不容易形成超渗产流,在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式,称为满蓄产流。 ⑸汇流过程:降雨或者溃坝形成的洪水,从产生的地点到流域出口断面的汇集过程,称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。 ⑹坡地汇流:降雨产生的水流从产生地点沿坡地向河槽汇集的过程,称为坡地汇流。分为坡面径流、表层径流和地下径流三种径流形式:坡面径流,出流过程一般用坡地汇流曲线的径流成因公式计算描述;表层径流,通常用线性蓄泄关系描述;地下径流,流动规律一般采用土壤饱和水流与非饱和水流方程进行描述。

水利计算公式

1.河床稳定计算与河相分析 1.1.河床稳定计算 河床稳定指标可采用橫向稳定指标、纵向稳定指标与综合稳定扌旨标3种形式分析,以确定河道特性。 1.1.1.河道横向稳定分析 河道橫向稳定系数按下式计算: 式中: 横向稳定系数; Q造床流量» m/s; J河床比降; B相当于造床流量的平摊河宽,m。 1.1. 2. 河道纵向稳定分析 水流对河床泥沙的拖曳力与床面泥沙抵抗运动的摩阻力之间的相互作用,决定河床的纵向稳定性。根据黄河水利出版《治河与泥沙工程》中河道纵向稳定系数采用爱因斯坦水流冬度函数按下式计算: 式中: 纵向稳定系数; D床沙平均粒径1 nun ; J河床纵比降; H河流平摊水深TII ° 1.1.3.综合稳定指标

综合穩定指标是综合考虑河床的纵、横向稳定性。建议采用的公式为 e =(妙1 * % 1.2.河床演变分析与河相关系 调査工程区河道历史主流与河道变迁,分析工程区河道形态。共分为蜿蜒型河道、游荡型河道两种形式。 蜿蜒型河段一般凹岸嵋退,凸岸淤长,凹岸深槽和过渡段浅滩在年发生互相交替的冲淤变化。 游荡型河道的河岸与河床抗冲性较差,从长距离来看河道往往呈藕节状,其中窄段水流归顺,有控制河势的作用,宽段那么河床宽浅,洲滩密布,汉道交织,水流散乱,主流迁徙不定。河道的平面状态可用“宽、浅、散、乱少四个字概括。 在水流长期作用下形成的河床,其形态有一定的规律,大童资料说明,表征河床形态的水深、河宽、比降等,与来水来沙条件与河床地质条件之间,有一定函数关系,这种关系便称为河相关系0根損俄罗斯国立水文所提出公式,河道横断面河相关系公式为: H 式中: F河相相关系数; B违床流董下的水面宽〔in〕; H遥床流董下的平均水深(in〕; 〔蜿蜒型河道r约为2~4敕为顺直的过渡性河段约为8-12游荡型河道r约为20-30) 2.护岸结构设计 2.1.护岸顶高程确定 根扌居《堤防工程设计规》〔GB50286-2013〕〔以下简称《堤防规》〕要求,堤顶高程为设 计洪水位加超高值确定。堤顶超高按下式计算: 式中: F堤顶超高(m); 斤设计波浪爬高(m);

水利计算公式

1.河床稳定计算及河相分析 1.1.河床稳定计算 河床稳定指标可采用横向稳定指标、纵向稳定指标及综合稳定指标3种形式分析,以确定河道特性。 1.1.1.河道横向稳定分析 河道横向稳定系数按下式计算: 式中: 横向稳定系数; Q造床流量,m3/s; J河床比降; B相当于造床流量的平摊河宽,m。 1.1. 2.河道纵向稳定分析 水流对河床泥沙的拖曳力与床面泥沙抵抗运动的摩阻力之间的相互作用,决定河床的纵向稳定性。根据黄河水利出版社出版《治河及泥沙工程》中河道纵向稳定系数采用爱因斯坦水流强度函数按下式计算: 式中: 纵向稳定系数; D床沙平均粒径,mm; J河床纵比降; H河流平摊水深,m。

1.1.3.综合稳定指标 综合稳定指标是综合考虑河床的纵、横向稳定性。建议采用的公式为 1.2.河床演变分析与河相关系 调查工程区河道历史主流及河道变迁,分析工程区河道形态。共分为蜿蜒型河道、游荡型河道两种形式。 蜿蜒型河段一般凹岸崩退,凸岸淤长,凹岸深槽和过渡段浅滩在年内发生互相交替的冲淤变化。 游荡型河道的河岸及河床抗冲性较差,从长距离来看河道往往呈藕节状,其中窄段水流归顺,有控制河势的作用,宽段则河床宽浅,洲滩密布,汊道交织,水流散乱,主流迁徙不定。河道的平面状态可用“宽、浅、散、乱”四个字概括。 在水流长期作用下形成的河床,其形态有一定的规律,大量资料表明,表征河床形态的水深、河宽、比降等,与来水来沙条件及河床地质条件之间,有一定函数关系,这种关系便称为河相关系。 根据俄罗斯国立水文所提出公式,河道横断面河相关系公式为: 式中: ξ河相相关系数; B造床流量下的水面宽(m); H造床流量下的平均水深(m); (蜿蜒型河道ζ约为2~4,较为顺直的过渡性河段约为8~12,游荡型河道ζ约为20~30)2.护岸结构设计 2.1.护岸顶高程确定 根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)(以下简称《堤防规范》)要求,堤顶高程为设计洪水位加超高值确定。堤顶超高按下式计算: 式中: Y堤顶超高(m);

水利计算公式

1. 河床稳定计算及河相分析 1.1. 河床稳定计算 河床稳定指标可采用横向稳定指标、纵向稳定指标及综合稳定指标3种形式分析,以确定河道特性。 1.1.1 .河道横向稳定分析 河道横向稳定系数按下式计算: 式中: 横向稳定系数; Q造床流量,m 3/s ; J河床比降; B相当于造床流量的平摊河宽,m 1.1. 2. 河道纵向稳定分析 水流对河床泥沙的拖曳力与床面泥沙抵抗运动的摩阻力之间的相互作用,决定河床的纵向稳定性。根据黄河水利出版社出版《治河及泥沙工程》中河道纵向稳定系数采用爱因斯坦 水流强度函数按下式计算:

式中: 纵向稳定系数;

J 河床纵比降; H 河流平摊水深, m 1.1.3. 综合稳定指标 综合稳定指标是综合考虑河床的纵、横向稳定性。建议采用的公式为 归顺,有控制河势的作用,宽段则河床宽浅,洲滩密布,汊道交织,水流散乱,主流迁徙不 定。河道的平面状态可用“宽、浅、散、舌L”四个字概括。 在水流长期作用下形成的河床, 其形态有一定的规律, 大量资料表明, 表征河床形态的 水深、河宽、比降等,与来水来沙条件及河床地质条件之间,有一定函数关系,这种关系便 称为河相关系。 根据俄罗斯国立水文所提出公式,河道横断面河相关系公式为 : —£B H D 床沙平均粒径, mm ; 1.2. 河床演变分析与河相关系 调查工程区河道历史主流及河道变迁, 型河道两种形式。 分析工程区河道形态。 共分为蜿蜒型河道、 游荡 蜿蜒型河段一般凹岸崩退, 凸岸淤长,凹岸深槽和过渡段浅滩在年内发生互相交替的冲 淤变化。 游荡型河道的河岸及河床抗冲性较差, 从长距离来看河道往往呈藕节状, 其中窄段水流

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