涵洞流量计算
涵洞流量计算
第六章第一节第条流量计算可用下式式中出口为与洞口等宽的矩形平底槽出口为跌坎水流顺直无侧限约束直接流入大气中时出口为平底出口为陡坡第条用现场率定流量系数建立关系线和关系式可用下列方法关系线或关系可用闸门开高与洞高之比建立第条根据现场率定流量系数推求流量可用下列方法图应绘制水位流量关系线和流量查算有闸门控制出流的洞可绘制可绘制第条经验流量系数可用下式计算式中隧进口流速动能修正系数一般取洞某一段的长度糙率值查附表第条水位开高流量关系线的制作按第条三款第二节第条流量计算可用下式式中有压第条根据现场率定的流量系数绘制水头差与流量系数关系线第条淹没流经验流量系数仍按第但在出口水流为头损失系数应根据出口型式按附表第条应用现场率定和经验流量系数用下列方法推求流量流量系数关系线查读流量系数绘制水位水位差第三节无压管流第条长短管可用界限管长为短管第条流量计算公式如下出流式中出流应用经验流量系数时可用下式计算流量式中淹没系数式中无压淹没管流时的流量系数第条现场率定流量系数可建立下列系数关系线可建立可建立第条经验流量系数可用下列方法推求一般采用下式计算式中与洞进口形式有关的系数洞过水断面面积由洞口实测下游水头与上游水头之比可直接取水深图无压淹没管流第条根据现场率定流量系数或取经验系数推求流量时应从流量系数关系线上查得流量系数值自由流时应绘制第四节进口段设置有压短管和闸门的无压自由管流第条流量计算可用下式第条建立或第条应用现场率定流量系数推求流量步骤如下应绘制水位第条经验流量系数用下式计算式中有压短管出口的工作闸门垂直收缩系数附表和附表数第条同时应绘制水位闸门开高关系线和编制流量查算表。
涵洞水力计算
5
0
0.4
Σξ 0.90
洞底比降 i
0.020
洞宽 B 洞高 D 过水面积 A
χ
1.5
2
3
7
R 0.429
n 0.014
C
流量系数m3
62.02 0.852
动能修正系 数α
1.05
H0
淹没系数σ Q计算
8.80 0.2375 14.08
Q设计 5
进口水深 流量系数
H
m2
8.8 0.636
H0
Q计算
8.80 23.74
Q设计 5
进口水深 出口水深 出口下游过
H
h
水面积A下
8.8
8.7
13.05
上游行近流 速V0
H0
Q计算
0.04 8.80 10.75
Q设计 5
洞宽
B
8.8
1.5
上游行近流 速V0
H0
0.04
8.80
洞高 D
2
Q计算
25.37
过水面积 A
3
Q设计
5
三、非淹没压力流涵洞过流能力
2
非淹没压力流涵洞过流能力计算表
进口损失系 拦污栅损失 闸门损失系
数ξ1
系数ξ2
数ξ3
0.2
0.3
0
进口渐变段ξ5
0
洞宽B
洞高D 过水面积A
χ
1.5
2
3
7
出口渐变段 ξ6
2
0.36
0.95
进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流
H
hs
i
速V0
8.8
8.77
桥涵、涵洞水力计算
Σ ξ 0.90 C 62.02
洞底比降 i
0.2
洞宽 B
0.3
洞高 D
0
过水面积 A
0 χ 7
0
0.4
0.020
流量系数m3
R 0.429
n 0.014
1.5
2
3
0.852
【黑色数为输入值，红色数值为计算值】
动能修正系 数α
H0
淹没系数σ
Q计算 14.08
Q设计 5
1.058.80来自0.23755
出口渐变段 ξ 6
Σ ξ
洞底比降 修正系数β i 2
0.2
洞宽B
0.3
洞高D
0
过水面积A
0 χ 7
0.5 R 0.429
1.00 n 0.014
0.020 C 62.02
0.85
上游行近流 速V0
1.5
2
3
0.04
四、淹没压力流涵洞过流能力
淹没压力流涵洞过流计算表
进口损失系 拦污栅损失 闸门损失系 数ξ 1 系数ξ 2 数ξ 3 进口渐变段 出口渐变段损 出口损失系数ξ 4 损失系数ξ 失系数ξ 6
为短洞
一、无压流涵洞过流能力
无压流涵洞过流能力计算表
洞宽B 洞高D 流量系数 m 侧收缩系数ε 进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流 速V0 H hs i
1.5
2
0.36
0.95
8.8
8.77
0.020
0.039
二、半有压流涵洞过流能力
半有压力流涵洞过流能力计算表
流量系数m1 洞身长 L 修正系数β 1 洞底比降 i 进口水深 H 洞宽 B 洞高 D 过水面积 A
箱涵、涵洞半压力流和非淹没压力流水力计算程序
半压力流涵洞计算适用条件：1.2D<H<1.5D,h<D(H为进口水深，D为涵洞高，△Z=a.q2^2/(2g.φ^2.hs^2)-a.q2^2/(2g.hc2^2) 1.093 d1=σ0.hc2-hs-△Z0.880池深差：d1-d0.000 3）消力池长度计算：水跃长度Lj=6.9×(hc2-hc1)20.62斜坡段长度Ls=m×(P+d) 5.64消力池长度：Lsj=Ls+β.Lj21.10三、消力池底板厚度计算1.基本资料消力池进口处的单宽流量q(m3/s.m)17.692上游总水头H0(m) 6.748消力池底板计算系数k1(可采用0.15～0.20）0.15消力池底板安全系数k2(可采用1.1～1.3） 1.2消力池底板的饱和重度γb(kN/m3)24消力池跃前收缩水深hc1(m) 1.912消力池跃后水深hc2(m) 4.900消力池跃前收缩断面流速Vc(m/s)9.253 2.按抗冲要求计算消力池底板厚度t(m)1.02取消力池的底板厚度（等厚）为：t= 1.1 3.按抗浮要求验算消力池底板顶面的水重（水深为跃后水深）：W=γ.hc249.00消力池底板上的脉动压力（跃前收缩断面流速水头的5%）2.18 Pm=0.05γ.Vc^2/(2g)消力池底板底面的扬压力：U=γ(hc2+t)60.00消力池底板安全系数： 2.00抗浮安全系数k2大于1.1～1.3,安全四、海漫长度计算基本资料消力池末端单宽流量qs=Q/B217.692上游总水头T0(m) 6.748海漫长度计算系数ks7当满足： 6.779246595海漫长度：47.45五、海漫长末羰沟槽冲刷深度及防冲槽计算基本资料海漫末端水深hm(m) 3.5沟槽土质允许不冲流速[V0]1渠槽末端宽度Bs(m)6海漫长末端单宽流量qm=Q/Bs7.667海漫长末端沟槽冲刷深度：dm=1.1qm/[V0]-hm 4.933公式来洞计算洞宽B源：《灌溉与适应计算备注例题黄色底纹标记为需要手动输入部分463.5300.002为半压力流 4.70.72.81.05点选进口型式八字墙自动选择0.67自动选择0.744.7+1.05*0.7^2/(2*9.81) 4.7346/(0.67*3.5*(2*9.81*(4.726+0.002*30-0.74*3.5))^0.5) 2.99。
放水涵洞水利计算说明书
放水涵洞水利计算说明书放水洞的水力计算1、闸孔出流计算根据闸孔出流公式计算闸门开度：Q =μ2gH 0式中：Q ——下泄流量，为2.0m 3/s；μ——闸孔出流流量系数，μ=ε2ϕ-ε2取0.62；b——闸孔宽度，为1.2m ； e——闸门开度；H0——闸前水头，为13.02m ；试算得闸门开度e=0.181m时，下泄流量为2.0 m3/s。
（1）涵洞临界底坡 q =3Q 2==1. 67mB 1. 2e其中ψ取0.95；ε2H 02*1. 67h k ==0. 669. 8x k =0. 66⨯2+1. 2=2. 52mA k =0. 66⨯1. 2=0. 79m 2R k =0. 79=0. 31m 2. 5211C k =⨯0. 36=54. 95m0. 01522=0. 0068 i k =220. 79⨯54. 95⨯0. 31i=0. 01>i k =0. 0068根据计算结果，涵洞纵坡大于临界底坡，涵洞为陡坡，按短洞考虑。
（2）涵洞正常水深涵洞正常水深计算公式如下：12(1++m h ) nQ ) h =(m b 1+h b22535oioitHoi涵洞的过水流量Q=2 m3/s,涵洞底板宽度b 本工程取1.2m 。
由以上已知条件可求得: h0=0.57m。
（3）闸孔收缩断面水深计算计算公式：hc=eε=0.62*0.18=0.12m式中：hc──闸孔收缩断面水深；e──闸门开度, 为0.18m ；ε——垂直收缩系数，0.62。
（4）涵洞水面线计算涵洞水面线计算按明渠水面线计算方法计算，采用分段求和法计算。
由于hc ＜h0＜hk ，故洞内水面线型式为c 2型壅水曲线。
因此水面线应从起始端开始向下游计算。
基本公式如下：计算结果见表4-9⎛v i 2⎛⎛v i 2+1⎛h i +⎛- h i +1+⎛ ⎛ 2g ⎛⎛2g ⎛⎛⎛=i -J =∆l（5）波动及掺气水深计算⎛v 2⎛∆ h +2g ⎛⎛⎛⎛∆l深孔闸后洞内无压流的流速很大，一般都要考虑因水流掺气而增加的水深，已得到设计涵洞的高度。
涵洞水力相关计算
系数ξ 2
数ξ 3
0.2
0.3
0
出口损失系数ξ 4
0
进口渐变段 损失系数ξ
出口渐变段损 失系数ξ 6
5
0
0.4
Σξ 0.90
洞宽 B
洞高 D
过水面积 A
χ
R
n
C
1.5
2
3
7
0.429
0.014 62.02
洞底比降 i
0.020
流量系数m3
0.931
【黑色数为输入值，红色数值为计算值】
动能修正系 数α
1.05
H0
1.29
淹没系数σ
0.8017
Q计算 2.65
Q设计 5
进口水深 流量系数
H
m2
1.2 0.666
H0
Q计算
1.28 0.85
Q设计 5
进口水深 出口水深 出口下游过
H
h
水面积A下
1.2
1.2
1.8
上游行近流 速V0
H0
Q计算
1.26 1.28 8.82
Q设计 5
无压流涵洞过流能力计算表
洞宽B
洞高D 流量系数 m
1.5
2Байду номын сангаас
0.36
侧收缩系数ε
0.95
二、半有压流涵洞过流能力
进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流
H
hs
i
速V0
1.2
1.17 0.020 1.263
半有压力流涵洞过流能力计算表
流量系数m1
洞身长 L
修正系数β 1
0.670
21.4
0.74
50年一遇 涵洞流量计算(K1+721.4箱涵)
改建工程K1+721.4箱涵流量计算书有限公司二〇二〇年六月汇水面积51.3243.438*18.9*3.35333＝＝＝K P B gQ εν=K一、设计标准1、设计荷载：公路-Ⅰ级；2、设计洪水频率：1/50；4、设计安全等级：涵洞三级；5、环境类别：Ⅰ类；6、地震烈度：地震基本烈度为Ⅵ度，设计地震动峰值加速度0.05g ，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35S 。
二、计算数据（一）涵洞水文计算：排洪涵洞水文计算方法：流域面积在≤30km2采用交通部公路科学研究所径流简化公式()βγδφ5423F Z h Q -=，并结合形态调查法等水文计算的有关规定推求设计流量，设计流速，并以此为依据确定涵洞的孔径、孔数。
式中取值：1.根据地形图圈出汇水面积F=5.24 km 23.主河沟长度4450m ，高差624m ，平均坡度14.02%，地貌系数φ=0.14。
4.径流厚度h 按表取Ⅱ和Ⅲ类土的平均值h=（44+39）/2＝41.5。
5.滞留的迳流厚度Z 按表取值Z ＝25。
6.洪峰传播的流量折减系数β=1.0。
7.降雨不均匀折减系数r=1.0。
8.小水库（湖泊）调节折减系数δ＝1.0。
根据以上数值设计流量Q ＝0.14×（41.5-25）1.5×55.240.8×1×1×1＝35.3 m 3/s（二）无压力式涵洞的洪峰流量2-4m ×2.0m 箱涵临界流状态涵内临界流速 m/s2057.1051.3*0.13.35m Q A P K ＝＝K =εν临界水深时的涵内净过水面积：涵内收缩断面处流速洞内收缩断面处水深涵前积水深涵前雍水位涵洞高2.0m 无压力式涵洞内顶点至最高流水面的净高Ｈjg ≥h/6≥0.333m 无压力式涵洞允许过水净高Ｈj =h-Ｈjg =2.0-0.333=1.667m 50年一遇洪峰流量时，涵前雍水位Ｈy <Ｈj ，箱涵尺寸采用2-4.0m ×2.0m 能满足设计排洪要求。
涵洞流量水文分析计算书(四川盆地)
式Q p=1.2KF n3/s）；4、参考《公路排水设计规范》3-0-1公式推算流量：Q p=16.67ψq p,t F3/s）；2；<10km2）涵洞水文分析计算书二、设计流量计算1、径流形成法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，目前公路部门普遍使用的一种计Q p=ψ(h-z)1.5F0.8βγδ3/s）；一、项目概况本项目路线起点（K0+000）位于保家镇场口接319国道（近重庆彭水工业园区），终点（K14+982.337）位于乔梓乡场口，路线长度14.975公里。
本项目无桥梁工程；有新建涵洞501米/52道，平均每公里3.47道。
算方法。
按《公路涵洞设计细则》6.2.2泾流成因简化公式推算流量：2；时）3/s）；2；Q p=CSF2/3；当汇水面积<3km2时,Q p=CSF——相应于设计洪水频率的一小时降雨量，可向当地雨量站了解；4.9m 3/s式1.9L 0=B= 1.9H 实=#####（m）h d =0.87H 实=1.20（m）#####（m）2）；由《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）表4.3.7查得，无压力式涵洞净空高度h d （m）3/s）；选一孔H=L=深：（Q p /1.581/B）^2/3=参考公路桥涵设计手册《涵洞》第五章第四节第式5-28可得，涵洞进水口水深：从涵前水深H至进水口水深H'的降落系数取0.87；结论：MaxQ p =2；三、涵洞孔径选择（初步拟定尺寸）参考公路桥涵设计手册《涵洞》第五章第四节第5-33简化公式计算所需的涵洞净宽：B=Q p ×（1.581×H 1.5）-1临界流状态计算：则涵洞净高H 0≥H 实+h d =因此根据现场实际勘测、涵洞孔径选择计算、填土高度,初拟孔径涵洞尺寸满足要求。
四、涵洞孔径验算1、根据以上初拟孔径，按《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）第7.2.1条进行涵洞孔径验算；本涵为无压力式涵洞，按下列公式验算涵内流速、水深、和涵前壅水位。
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或
关系线查读流量系数 代入流量计算公式
推求流
量
二 根据已建立的流量系数关系式 计算流量系数 代入流量计算公式
得到本站流量计
算公式
三 应绘制水位 流量关系线和流量查算
表 用以查算流量 有闸门控制出流的洞 可绘制
关系线 无闸门控制出流的洞 可绘制
关系线
第
条 经验流量系数可用下式计算
式中
隧 涵 洞出口断面面积 局部水头损失系数 可查附表
水头之比
在图
中查取 短管进口收缩断面水深 可直接取 值 长管进口收缩断面
水深 计算复杂 故不宜采用经验淹没系数 而应用现场率定系数
图
无压淹没管流
关系线图
第
条 根据现场率定流量系数或取经验系数推求流量时 应从流量系数关系线上查得
流量系数值 代入相应的流量公式计算流量 自由流时应绘制
关系线 淹没流时 可绘制
关系线 并编制流量查算表
第四节 进口段设置有压短管和闸门的无压自由管流
第
条 流量计算可用下式
第
条 根据现场率定的流量系数 用闸门相对开高
或
建立
或
流量系数关系线或建立流量系数关系式
水工建筑物测流规范
第
条 应用现场率定流量系数推求流量步骤如下
一 应用已建立的
或
流量系数关系线 查读流量系数 代入式
推求流
出口为平底 并有扩散翼墙时
出口为陡坡 并有扩散翼墙时
第
条 用现场率定流量系数建立关系线和关系式可用下列方法
一 无闸门或闸门全开时 可用式
计算的流量系数与水头建立
关系线或关系
式
二 有闸门控制时 可用闸门开高与洞高之比 建立
关系线 见图
或关系
式
第
条 根据现场率定流量系数推求流量 可用下列方法
一 根据已建立的
计算 但在出口水流为
淹没流时 式
根号内第二项局部阻力系数中应加入下游渠道流速水头的影响 出口局部水
头损失系数 应根据出口型式按附表 查用
Байду номын сангаас
第
条 应用现场率定和经验流量系数用下列方法推求流量
一 应用已建立的
流量系数关系线查读流量系数 值 代入式
推算流量
二 用式
计算流量系数 代入式
推算流量
三 绘制水位 水位差 流量
水工建筑物测流规范
第六章 隧 涵洞流量推算
第一节 有压 半有压自由管流
第
条 流量计算可用下式
式中
有压 半有压自由管流流量系数
洞管过水断面面积
从洞出口处底板高程起算的上游总水头
出口洞高或洞直径
比势能修正系数 根据洞出口渠道情况采用下列数值
出口为与洞口等宽的矩形平底槽
出口为跌坎水流顺直无侧限约束 直接流入大气中时
量 亦可将建立的流量系数关系式代入式
得到本站流量计算公式
二 应绘制水位 闸门开高 流量
关系线和编制流量查算表 用以查算流量
第
条 经验流量系数用下式计算
式中
有压短管出口的工作闸门垂直收缩系数 当有压短管的顶部无倾斜压板时 可从
附表 和附表 取值
流速系数 一般约为
收缩断面面积
自进口上游渐变流断面至有压短管出流后的收缩断面之间某一局部水头损失系
计算出流量系数 代
入流量计算式
推求流量 水位 开高 流量
关系线的制作 按第
条三款
执行
第二节 有压 半有压淹没管流
第
条 流量计算可用下式
式中
有压 半有压淹没管流的流量系数
洞上 下游水头差
第
条 根据现场率定的流量系数 绘制水头差与流量系数关系线
也可建立流
量系数关系式
第
条 淹没流经验流量系数仍按第
条自由流公式
数
与 相应的过水断面面积
有压短管的长度
有压短管的平均过水断面面积 相应的水力半径和谢才系数
第
条 应用式
计算流量系数 代入式
推求流量 同时应绘制水位 闸门
开高 流量
关系线和编制流量查算表 用以查算流量
进口流速动能修正系数 一般取 图
有压 半有压自由管流
关系线图
水工建筑物测流规范
隧 涵 洞某一段的长度 与之相应的断面面积 水力半径和谢才系数分别为
公式
根号内第二项 包括由隧 涵 洞进口上游渐变段断面开始至洞出口断面之间的全
部局部水头损失系数 不包括出口水头损失系数 糙率 值查附表
第
条 应用经验流量系数时 可根据经验流量系数关系式
临界水深 求法见附录五
相应临界水深的过水断面面积 求法见附录五
二 长管和淹没短管
出流
应用经验流量系数时 可用下式计算流量
水工建筑物测流规范
式中
淹没系数
现场率定流量系数时的流量计算公式
式中
无压淹没管流时的流量系数
第
条 现场率定流量系数可建立下列系数关系线
一 无压自由短管出流用式
计算流量时 可建立
二 长管和淹没短管出流用式
计算流量时 可建立
第
条 经验流量系数可用下列方法推求
一 无压自由短管出流用式
计算流量时 流量系数
下式计算
关系线 关系线
一般采用
亦可用
式中
与洞进口形式有关的系数 其值可查附表
洞过水断面面积 非矩形断面
进口前观测的上游水头 处的过水断面面积
二 淹没短管出流用式
计算流量时 其中淹没系数 由洞口实测下游水头 与上游
关系线和编制流量查算表 用于查算流量
第三节 无压管流
第
条 长短管可用界限管长 进行判别
一 管底为缓坡并接近于零时
二 当管底为缓坡并接近临界坡时 为按式
三 管长
为短管
为长管
四 当管底坡大于临界坡时 按短管考虑
五 临界坡的求法见附录五
第
条 流量计算公式如下
一 无压自由短管
出流
计算所得值的 倍
式中
矩形断面洞宽 若洞为非矩形断面时