溢洪道设计
溢洪道设计规范

溢洪道设计规范1、溢洪道的设计应满足下列要求:(1)溢洪道宜选在上游构造物洪水位以上,洪峰流量确定后,洪水位不应超过溢洪道设计高程;(2)溢洪道应能充分消能洪水能量,使洪水进入下游渠道后不再对下游构筑物产生破坏性冲击;(3)溢洪道应有足够的流量能力,以保证在设计洪水位上溢洪的洪水不发生过流;(4)溢洪道应考虑排洪能力与供水功能的统一,确保在供水时期能够正常运行;(5)溢洪道的结构和设备应具有良好的耐久性和可靠性,能够适应长期使用和频繁开关;(6)溢洪道的运行管理应简便可行,方便操作和维护。
2、溢洪道的设计参数:(1)设计洪水位:根据流域洪水特征和设计标准,确定设计洪水位,作为溢洪道设计的基础。
(2)设计洪水流量:根据流域的降雨条件和水量特征,采用适当的统计方法,计算出不同重现期的设计洪水流量。
(3)溢洪道设计高程:根据设计洪水位确定溢洪道的设计高程,要使设计洪水能够顺利排出,并避免洪水对下游构筑物的冲击。
(4)溢洪道槽底坡度:为了保证洪水流速能够控制在一定范围内,溢洪道槽底坡度应适中,通常取0.001~0.02。
(5)溢洪道截面形式:溢洪道截面形式应根据洪水流量和槽底坡度确定,要保证溢洪道的流量能力,避免洪水堆积。
(6)溢洪道长宽比:溢洪道宽度的选择,一般应满足横坡条件下的解土能力,使洪水能够顺利通过。
3、溢洪道的结构形式:(1)直线溢洪道:适用于流量较小的情况,对洪水能量消能要求不高时使用。
(2)曲线溢洪道:适用于流量较大的情况,能够有效消能,并减少洪水冲击力。
(3)台阶式溢洪道:通过设置多层台阶,增加溢洪道的长度,减小洪水流速,消能效果好。
(4)消力池式溢洪道:在溢洪道末端设置消力池,通过洪水的冲刷和混合来减小洪水冲击力。
4、溢洪道的运行管理:(1)定期检查:定期检查溢洪道的结构和设备,发现问题及时修复和更换。
(2)清理疏浚:定期清理溢洪道的淤泥和杂物,保持通畅。
(3)维护管理:对溢洪道的闸门、过闸设备等进行日常维护和保养,确保其正常运行。
溢洪道设计——精选推荐

溢洪道设计5.3溢洪道加固设计5.3.1溢洪道的现状及存在问题某⽔库的溢洪道为侧槽式溢洪道,位于⼤坝的左侧,总长度280 m,由溢流堰、侧槽、渐变段、泄槽、挑流消能⼯等部分组成。
溢流堰呈L型布置,为克—奥型⾮真空实⽤堰,堰顶⾼程282.5 m,其中侧堰长70 m,端堰长5 m。
侧槽的起始底宽为5m,沿程线性扩⼤⾄25m,通过渐变段缩窄为17 m后与泄槽衔接。
根据地形条件,泄槽采⽤变纵坡的陡渠,两级纵坡分别为i=1/30与1/10。
挑流⿐坎段长10 m,宽17 m,其反弧曲率半径为19.5m,挑射⾓25°。
各段均为梯形断⾯,侧墙的边坡系数m=0.25。
该溢洪道在开挖施⼯的过程中,由于深切⽅于1977年11⽉造成左岸⼭体⼤规模滑坡,为了就近处理⼟⽯⽅,临时修改了⼤坝的设计断⾯。
溢洪道于1987年⾸次溢洪,过⽔深0.16 m。
1988年9⽉3⽇当溢洪⽔深达0.62 m时,挑流⽔⾆直接冲刷左侧下游的⼭体,再次引起滑坡,下滑的泥⽯流淤塞河床,导致⼤坝坝脚长期渍⽔,威胁⽔库的安全,且呈逐年加剧之势。
⽬前,溢洪道存在的主要安全隐患如下:a)溢洪道的基础为元古界板溪群粉砂质、泥质板岩,岩⽯破碎,节理裂隙发育,堰体及基础长期漏⽔,且溢洪道的排⽔系统也已堵塞失效。
库⽔通过渗漏通道直接作⽤在底板下,使底板在泄洪时承受过⾼的扬压⼒,导致底板与基础之间产⽣接触冲刷,底板以下⼤⾯积被掏空,危及溢洪道的安全运⾏。
b)虽然对左岸滑坡体进⾏了加固,但由于资⾦不⾜,处理不够彻底。
⽬前,两个滑坡体均处于临滑的状态,左岸的滑坡体有蠕动的迹象,使溢洪道侧墙开裂,尤其是靠近滑坡体的左侧墙,纵横裂缝已达15条之多。
继续发展下去,如果两个滑坡的侧翼相连,有可能诱发更⼤规模的滑坡。
c)溢洪道⿐坎以下的消能措施不⼒,滑坡体基脚及护岸挡⼟墙遭挑流⽔⾆的冲刷,使下游沟⾕的⽔⼟流失现象加剧,且河床中堆积的岩渣未作任何处理,渍⽔危及⼤坝的安全。
溢洪道设计规范

溢洪道设计规范篇一:水利工程设计水利工程设计(下)安徽省设计院总工程师骆克斌4.2 输水、泄水建筑物《强制性条文》共引入《溢洪道设计规范》SL253-2000共5条,其中有关布置方面1条,水力学2条,边坡稳定1条,基础防渗1条。
4.2.1 溢洪道1 溢洪道布置2 水力学问题3 边坡稳定问题4 基础防渗处理1 溢洪道布置SL253-2000第2.1.10条规定,当溢洪道靠近坝肩布置时,其布置及泄流不得影响坝肩及岸坡的稳定。
在土石坝枢纽中,当溢洪道靠近坝肩时,与大坝连接的接头、导墙、泄槽边墙等必须安全可靠。
2 水力学问题1)堰面压力设计标准针对溢洪道中特殊的水力学问题,规范第3.3.5条对实用堰堰顶附近堰面压力提出应满足下列规定:(1)对于常遇洪水闸门全开情况,堰面不应出现负压;(2)对于设计洪水闸门全开情况,堰顶附近负压值不得大于0.03Mpa;(3)对于校核洪水闸门全开情况,堰顶附近负压值不得大于0.06Mpa。
2 水力学问题2)水流空化数SL253-2000第3.7.2条规定,溢洪道各部位的水流空化数σ应大于该处体形的初生空化数σ1。
3 边坡稳定问题《强制性条文》引入该规范中第5.1.4条规定,溢洪道的边坡必须保持稳定,对可能失稳的边坡应采取适当的处理措施。
对地质条件复杂的高边坡尚应进行专门的研究及边坡监测设计。
对易风化掉块,易软化或抗冲能力低的稳定边坡也应进行相应的防护。
4 基础防渗处理《强制性条文》引入该规范第5.4.2条规定,防渗和排水设施的布设应满足下列要求:1)具有可靠的连续性和足够的耐久性。
2)防渗帷幕不得设置在建筑物底面的拉力区。
4.2.2 水工隧洞1 综述2 隧洞布置3 洞内水流流态的要求4 水工模型试验问题5 高流速水工隧洞的空化6 水工隧洞衬砌与裂缝控制7 不衬砌和采用喷锚衬护的水工隧洞8 灌浆和防渗1 综述水工隧洞包括发电引水隧洞、尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、泄洪隧洞、排水隧洞、施工导流隧洞等。
溢洪道设计

某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制,所以工程质量较差,加之近40年的运行,反复冻融破坏,结构、设备老化,水库诸多隐患,水库经专家鉴定,评价为:溢洪道无底板,右侧边墙短,破坏严重,安全评定为C级。
根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》(SL253-2000),对溢洪道进行计算和设计。
该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。
(一)、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。
溢洪道开挖后,为减轻糙率和防止冲刷,需进行衬砌,糙率取n=0.016。
溢洪道为3级建筑物,按10年一遇设计,20年一遇校核的洪水标准。
(二)、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000),进水渠的布置应依照以下原则:选择有利的地形、地质条件;在选择轴线方向时,应使进水顺畅。
进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。
进水渠的地基为土基,故采用梯形断面;底坡为平底坡,边坡采用m=0.5。
根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)进水渠设计流速宜采用3~5m/s,渠内流速取υ=3.0m/s,渠底宽度大于堰宽,渠底高程是18.259m。
进水渠断面拟定尺寸,具体计算见表1-2。
表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m (为了安全),引渠长L=10m 。
(二)、控制段的设计控制段也叫溢流堰段,控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,其作用是控制泄流能力。
本工程是以灌溉为主的小型工程,溢洪道轴线处地形较好,岩石坚硬,开敞式溢流堰有较大的超泄能力,故堰型选用开敞式宽顶堰,断面为矩形。
顶部高程与正常蓄水位齐平,为18.80m 。
堰厚δ拟为8米(2.5H<δ<10H )。
堰宽由流量方程求得,具体计算见表1-3。
表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知,控制堰宽取b=15m 为宜。
溢洪道

2.4 溢洪道设计和计算根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》(SL253—2000)(该规范适用于大、中型水利水电工程中岩基上的1、2、3级河岸式溢洪道),对溢洪道进行计算和设计。
该工程中,河岸式溢洪道由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲段及出水渠组成。
2.4.1 进水渠和控制段的设计2.4.1.1 溢洪道的水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址(厂址)水位流量关系曲线可得出相应的下游水位,并与上游水位相减得出上下游水头差,并以此列表。
表4、溢洪道水力计算成果表2.4.1.2控制段的设计控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物。
堰型可选用开敞式或带胸墙孔口式的实用堰、宽顶堰、驼峰堰等型式。
开敞式溢流堰有较大的超泄能力,宜优先选用。
宽顶堰结构构简单,施工方便,但流量系数低故不选用。
实用堰需要的溢流前缘较短,工程量相对较小,但施工较复杂也不选用,而驼峰堰的堰体低,流量系数较大,设计与施工简便,对地基要求低,所以工程设计中采用驼峰堰,并且在两侧设置边墙。
2.4.1.3 控制段的计算采用的驼峰堰为低堰,且开敞式堰面,根据《溢洪道设计规范》(SL253—2000)中,对于1 1.33d P H <的低堰,堰面曲线定型设计水头max (0.650.85)d H H =,则选用中间值0.75,其中max H 为校核流量下的堰上水头(校核水位与堰顶水头之差)为12.42m ,最后得出设计水头d H 为9.315m 。
根据《溢洪道设计规范》中驼峰堰堰面曲线图((A.1.5)驼峰堰剖面示意图)及表((A.1.5)驼峰堰体型参数),选用a 型,得出了该工程中驼峰堰的剖面尺寸。
表5、驼峰堰的剖面尺寸示意图且得到堰底高程,即堰顶高程与上游堰高之差,为122m —2.24m=119.76m 。
2.4.1.4进水渠的设计图2 驼峰堰剖面示意图根据《溢洪道设计规范》(SL253—2000),进水渠的布置应依照下列原则:选择有利的地形、地质条件;在选择轴线方向时,应使进水顺畅;进水渠较长时,宜在控制段之前设置渐变段,其长度视流速等条件确定,不宜小于2倍堰前水;渠道需转弯时,轴线的转弯半径不宜小于4倍渠底宽度,弯道至控制堰(闸)之间且有长度不小于2倍堰上水头的直线段。
溢洪道设计规范

溢洪道设计规范溢洪道是一种用于控制水体泄流的重要设施,其设计规范直接关系到水利工程的安全和效益。
本文将介绍溢洪道设计的一般规范和准则,以确保其在设计和建设过程中能够满足安全可靠的要求。
一、设计原则溢洪道设计应遵循以下原则:1. 安全性原则:溢洪道的设计安全系数应满足工程所处地区的防洪标准,以确保在洪水来袭时能够正常运行,保护下游区域的人民和财产安全。
2. 泄流能力原则:溢洪道的设计应充分考虑不同设计年限下的洪峰流量和洪水量,保证其具备足够的泄流能力,避免过流溢出,造成洪水灾害。
3. 稳定性原则:溢洪道的设计应考虑洪水冲刷、泥沙淤积等因素对溢洪道的影响,确保其在洪水冲刷和泥沙淤积情况下依然能够稳定运行。
4. 经济性原则:溢洪道的设计应在满足安全要求的前提下,尽可能减少工程造价,提高资源利用效率,实现经济可行性。
二、设计要求溢洪道的设计应满足以下要求:1. 泄流能力要求:根据设计条件和防洪标准确定溢洪道的最大泄流能力,并考虑溢洪能力与下游河道水位的匹配性。
2. 结构设计要求:溢洪道的结构设计应综合考虑坝体的稳定性、泄流洪水的冲击力和冲刷力,保证渠道的结构安全和持久性。
3. 引流能力要求:在设计中需要明确溢洪道的各个部位的引流能力,保证溢洪道的泄流通畅,避免过流溢出。
4. 防冲刷要求:针对可能出现的冲刷问题,需要采取相应的防冲刷工程措施,保证溢洪道在长期运行中的稳定性和安全性。
5. 耐久性要求:根据工程使用寿命确定溢洪道结构材料的选择和涂覆材料的防水防腐要求,保证溢洪道在使用过程中的耐久性和可靠性。
三、设计计算1. 泄流计算:根据所处流域的洪水特征、设计洪水的频率和历时,结合土地利用状况和流域地貌,计算出溢洪道的设计洪水流量。
2. 引流计算:根据给定水位,在泄流能力计算的基础上,确定溢洪道的引流能力需求,确保溢洪道的泄流通畅性。
3. 结构稳定计算:根据工程地质和地形条件,进行溢洪道的结构稳定性计算,包括坝体的稳定和冲刷计算,保证溢洪道在洪水冲刷情况下不发生破坏。
溢洪道水力设计—控制段设计

项目6 河岸溢洪道 水布垭水电站溢洪道
岳城水库溢洪道上游
岳城水库溢洪道下游
桥墩水库溢洪道
公伯峡
糯扎渡水电站
溢流堰
控制段
(一)型式选择
宽顶堰 实用堰
常用
驼峰堰
折线形堰
控制段又叫溢流堰或控制堰, 溢洪道的控制段包括:溢流堰 及两侧连接建筑物,是控制溢 洪道泄流能力的关键部位。
溢流堰应根据地形、地质条件、运用要求、通过技术经济比较选定。 通 常 用 开 敞 式 或 带 胸 墙 孔 口 式 的 宽 顶 堰 ( 2.5H < δ < 10H ) , 实 用 堰 (0.67H<δ<2.5H),驼峰堰,折线形堰。开敞式溢流堰具有较大的超 泄洪能力,宜优先选用。
堰顶上游可采用双圆弧、三圆弧或椭圆曲线: ①双圆弧曲线
水库校核洪水位
max d
o
x
x
R2
y1ຫໍສະໝຸດ x n=kH nd-1yy
堰顶上游为双圆弧曲线、下游为幂曲线
②三圆弧曲线
d d
d
o
x
x n =kHnd-1y
堰顶上游为三圆曲线、下游为幂曲线
y
d 1
2d d
3
③ 椭圆曲线
椭圆曲线,可按下列方程计算:
x2 (aHd
0.119 Hd
0.282Hd 0.237 Hd
0.214 Hd
——
R1
0.5Hd 0.68Hd 0.48Hd 0.45Hd
R2
0.2 Hd 0.21 Hd 0.22 Hd
——
为了使溢流堰具有较大的流量系数m,在设计和施工中,堰高、堰面 坐标、堰面曲线长度和下游堰坡均需要满足规定要求(水力学已讲 过),否则将影响流量系数m或使堰面压强降低,产生空蚀的危险。
水力学溢洪道课程设计

水力学溢洪道课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解水力学基本原理,掌握溢洪道的功能及设计要点;2. 掌握溢洪道各部分结构及其作用,了解不同类型溢洪道的适用条件;3. 学习相关的数学模型和计算方法,能够计算溢洪道的水力学参数。
技能目标:1. 能够运用所学知识,分析实际工程案例,提出改进措施;2. 培养学生运用计算机软件进行溢洪道设计和计算的能力;3. 提高学生解决实际问题的能力,培养团队合作精神和沟通表达能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对水利工程建设的兴趣,激发学习热情;2. 树立正确的工程伦理观念,认识到水利工程在国民经济和社会发展中的重要性;3. 培养学生热爱祖国、为人民服务的责任感,激发为我国水利事业贡献力量的志向。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合学生年级特点,注重理论联系实际,提高学生的动手操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的水力学基础,具有较强的学习能力和探索精神,对水利工程有较高的兴趣。
教学要求:教师应结合课程内容和教学目标,采用案例教学、小组讨论等多种教学方法,引导学生主动参与,提高课堂效果。
同时,注重过程评价和结果评价相结合,全面评估学生的学习成果。
二、教学内容1. 水力学基本原理回顾:流体力学基础,流体静力学,流体动力学;2. 溢洪道功能及设计要点:溢洪道的定义、作用、分类,设计原则及主要参数;3. 溢洪道结构及作用:进口段、控制段、泄槽段、出口段等结构组成及功能;4. 数学模型与计算方法:一维流动、二维流动的数学模型,水力学计算方法;5. 溢洪道设计案例分析:分析不同类型溢洪道在实际工程中的应用,总结设计经验;6. 计算机软件应用:介绍常用溢洪道设计软件,如AutoCAD、Mike等,并进行实际操作练习;7. 实践项目:分组进行溢洪道设计实践,包括资料收集、方案设计、计算分析及成果汇报。
教材关联章节:1. 《水力学》第一章:流体力学基本原理;2. 《水力学》第二章:流体静力学;3. 《水力学》第三章:流体动力学;4. 《水利工程概论》第十章:溢洪道设计与计算;5. 《水利工程实例分析》相关案例分析。
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某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制,所以工程质量较差,加之近40年的运行,反复冻融破坏,结构、设备老化,水库诸多隐患,水库经专家鉴定,评价为:溢洪道无底板,右侧边墙短,破坏严重,安全评定为C级。
根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》(SL253-2000),对溢洪道进行计算和设计。
该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。
(一)、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。
溢洪道开挖后,为减轻糙率和防止冲刷,需进行衬砌,糙率取n=0.016。
溢洪道为3级建筑物,按10年一遇设计,20年一遇校核的洪水标准。
(二)、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000),进水渠的布置应依照以下原则:选择有利的地形、地质条件;在选择轴线方向时,应使进水顺畅。
进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。
进水渠的地基为土基,故采用梯形断面;底坡为平底坡,边坡采用m=0.5。
根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)进水渠设计流速宜采用3~5m/s,渠内流速取υ=3.0m/s,渠底宽度大于堰宽,渠底高程是18.259m。
进水渠断面拟定尺寸,具体计算见表1-2。
表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m (为了安全),引渠长L=10m 。
(二)、控制段的设计控制段也叫溢流堰段,控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,其作用是控制泄流能力。
本工程是以灌溉为主的小型工程,溢洪道轴线处地形较好,岩石坚硬,开敞式溢流堰有较大的超泄能力,故堰型选用开敞式宽顶堰,断面为矩形。
顶部高程与正常蓄水位齐平,为18.80m 。
堰厚δ拟为8米(2.5H<δ<10H )。
堰宽由流量方程求得,具体计算见表1-3。
表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知,控制堰宽取b=15m 为宜。
(三)、泄槽的设计及水力计算泄槽设计时要根据地形、地质、水流条件、与经济等因素合理确定其形式和尺寸。
泄槽是渲泄过堰洪水的,槽底布置在基岩上,断面必须为挖方,且要工程量最小,坡度不宜太陡。
为适应地形、地质条件,泄槽分收缩段(收缩角θ≦11.25°)和泄槽段,采用均一坡度023.0=i ,拟断面为矩形。
根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A 中的泄槽水力计算规范,泄槽边墙收缩段角度可按经验公式vr k hg F k tg ⋅=⋅=1θ 计算。
本工程拟定收缩段收缩角θ=6°,首端底宽与控制堰同宽b 1=15m,末端底宽b 2拟为8m ,断面取为矩形,则渐变段长m tg b b L 30.332211=-=θ,取整则L 1为35m ,底坡i=0.023。
泄槽段上接收缩段,拟断面为矩形,宽b=8m ,长L 2为65m ,底坡和收缩段相同023.0=i 。
(四)、出口消能溢洪道出口段为冲沟,岩石比较坚硬,离大坝较远,采用挑流消能,水流冲刷不会危及大坝安全。
- 3 -(五)、尾水渠其作用是将消能后的水流,较平稳地泄入原河道。
为了防止小流量产生贴流,淘刷鼻坎,鼻坎下游设置长L =10m 护坦。
二、计算部分本设计中溢洪道主体部分的主要计算过程如下:(一)、溢流堰泄流能力校核:当引渠很长时,水头损失不容忽视。
1、基本公式如下:g h j 22αυζ=; 342222Rl n r C hf υυ==; x A R =; 611R n C =。
式中,hj ——局部水头损失,m ; hf ——沿程水头损失,m ;ζ——局部水头损失系数; υ——引渠流速,m/s ;g ——重力加速度(m/s 2);L ——引渠长度,m ;α——动能系数,一般为1.0;C ——谢才系数;R ——水力半径,m ;A ——过水断面面积,m 2;x ——湿周,m ;n ——引渠糙率;2302'H g b m Q S σ=;gH H 220υ∂+=式中,Q ——流量,m 3/s ;b ——堰宽,m ; H 0——包括行近流速水头的堰上水头,m ; m '——无坎宽顶坎的流量系数; S σ——淹没系数,取1.0。
2、求堰前水深和堰前引水渠流速 采用试算法,联立公式32020)2'(,2g b m QH g H h S συ=-=可求得,具体计算见表1-4。
- 4 -表1-4 堰前水深和堰前引水渠流速计算表由计算表中流速可知,均小于3m/s ,满足要求。
3、求引渠总水头损失ωh 。
fj h h h +=ω, gh j 22υζ=, 3422R Ln h f υ=;式中1.0(1.0采用头损失系数渠道匀缓进口,局部水ζζ=)。
具体计算成果见表1-5。
表1-5 引水渠总水头损失4、作出库水位~流量关系。
库水位=堰顶高程+堰上水头+水头损失,具体计算见表1-6。
表(三)、溢洪道水面曲线计算1、基本公式:bQq g q h k ==;32/; 6121K K k K K K K KK K k R n C h b A X A R B C x g i =⋅==⋅⋅=;;; 式中 h k ——临界水深,m ;Q ——槽内泄量,m 3/s ;- 5 -q ——单宽流量,m 3/s.m;b ——泄槽首端宽度,m ;g ——重力加速度,m/s 2; i k ——临界坡降;B K ——相应临界水深的水面宽,m ; A K ——临界水深时对应的过水断面积,m 2; X K ,——临界水深时对应的过水断湿周,m ; R K ——临界水深时对应的过水断水力半径,m 2;C K ——谢才系数。
,h E i E f 2L 1+=+ ,21211h gE +⋅=υα 22222h gE +⋅=υα;式中: E 1——1-1断面的比能,m ;E 2——2-2断面的比能,m ; h 1,h 2——1-1及2-2断面水深,m ;v 1,v 2 ——1-1及2-2断面平均流速,m/s ; h f ——沿程水头损失,m ;i L ——1-1及2-2断面的底部高程差,m ; L ——断面间长度,m ; n ——泄槽糙率;υ——两断面间平均流速,m/s ; R ——两断面间平均水力半径,m 。
2、 泄槽段水面线计算汇槽段断面为矩形,宽8m ,长65m ,i=0.023。
2.1临界水深h k 和临界坡降i k .具体计算见表2-1。
表2-1 临界水深和临界坡降计算表经计算i=0.023>i k,故泄槽段属急流,按陡槽计算。
2.2泄槽段末端水深(正常水深h0)——采用试算法。
具体计算见表2-2表2-2 泄槽段末端水深计算表经试算,设计水位时,h0=0.54米;校核水位时,h0=0.66米。
2.3泄槽段水面线计算其水面线计算采用分段求和法,按水深进行分段,各个断面相差0.5m左右。
具体计算见表2-3。
- 6 -某水库溢洪道设计表2-3 泄槽段水面线计算表- 7 -- 8 -3、溢洪道水面曲线成果及护砌高度计算溢洪道水面线是为确定边墙高度、边墙及衬砌底板的结构设计和下游消能计算提供依据。
3.1溢洪道边墙高度计算公式为:100hh h h H b b υ=∆++=式中 h ——不掺气时水深,m ;h b ——当流速大于7~8m/s 时掺气增加水深,m ; △——安全超高,(在正常情况下,取1.0m ;在非正常情况下,取0.7m 。
对于岩基,可适当减小)设计时取1.0,校核时取0.9, m ;H ——边墙高度,m 。
3.2边墙高度计算引水渠边墙高见表2-4控制堰边墙高度与引渠等高。
设计水位时,边墙高度H =1.636m ;校核水位时,边墙高度H =1.682m 。
收缩段边墙高度具体计算见表2-5。
收缩段最大流速v =3.04m/s<7~8m/s ,不考虑掺气所增加水深,故H=h+△。
泄槽段边墙高度具体计算见表2-6。
- 9 -4、出口消能计算消能防冲标准(P=3%),相应溢洪道泄量Q=?,下游水位为16.04m 。
溢洪道出口消能计算的任务是:估算下泄水流的挑射距离;选择挑流鼻坎形式,确定挑流鼻坎方式(连续式、差动式和各种异型鼻坎。
连续式鼻坎因其结构简单,运用安全可靠,因而广泛应用)、反弧半径(对水流衔接、水舌外缘出射角和反弧段压力分布均有影响。
一般采用h )12~6(,宜选用较大值)、挑射角(直接影响水流射程的远近,一般为︒35~°15)等尺寸,以保证达到最优消能效果;估算下游冲刷坑的深度和范围(可知鼻坎两侧翼墙延伸的长度)。
4.1计算公式为:)cos 22sin sin (cos 122211θθθθgh gh v v gv L +++=式中:L ——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距, m ;θ——挑流水舌水面出射角,近似可取用鼻坎挑角,度;g ——重力加速度,m/s 2;h 1——坎顶水股断面的水深,其值近似地采用陡槽末端水深,m ; h 2——坎顶距下游水面线垂直距离,m ;v 1——鼻坎坎顶水面流速,可按鼻坎处平均流速v 的1.1倍计算。
t s ——最大冲坑的水垫深度,m ;Hqkt s =K ——岩石冲刷系数;(坚硬完整岩基,0.9~1.2;坚硬但完整性较差的岩基,1.2~1.5;软弱破碎、裂隙发育岩基,1.5~2.0)q——单宽流量,m3/s.m;H——上、下游水位差,m;4.2挑距计算,见表2-7。
设计情况2323=>L=5)ts~(2.5校核情况2323L==(2.5>5)ts~安全挑距约为坑深的2.5~5倍,故冲坑不会危及挑坎安全。
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