涵洞过流能力计算
9.81
1.38
0.617
9.81
1.58
0.616
9.81
1.74
0.615
流速系数 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95
相对开度e/H 0.333333333 0.256410256 0.204081633 0.169491525 0.144927536 0.126582278 0.114942529
1936.82
1936.22 0.1142935 0.58615
0.1
0.6
1937.00
1936.22 0.1318221 0.5852
0.1
0.6
1937.20
1936.22 0.1488124 0.58425
0.1
0.6
1937.40
1936.22 0.1642168 0.58425
0.1
0.6
流量Q
面积A
2.184962024 0.72
水深 0.9
涵洞过流能力（矩形）
涵洞h 涵洞b
湿周
1.2
0.8
2.6
C 57.6675927
R
n
0.276923 0.014
i 0.01
1937.40
1936.22 0.4695675
1937.60
1936.22 0.512381
1937.80
1936.22 0.5536233
1937.96
1936.22 0.5827496
流量系数u 0.61275 0.59945 0.59375 0.5909 0.58805 0.58805 0.58615
收缩系数取值表
e/H 垂直收缩系数 e/H 垂直收缩系数
e/H
垂直收缩系 数
0.00
0.611
0.20
0.619
0.35
0.628
0.05
0.613
0.25
0.622
0.40
0.633
0.10
0.615
0.30
0.625
0.45
0.639
0.15
0.617
上游水位 闸门底板高程 流量Q 流量系数u 闸门开启高度e 闸门宽度b
1937.40
1936.22 0.6103887
1937.60
1936.22 0.6700158
1937.80
1936.22 0.7247636
1937.96
1936.22 0.7636909
流量系数u 0.63935 0.61275 0.60135 0.59565 0.5928 0.5909 0.58805
闸门宽度b 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
取值表
蓝色部分为填写数据,黄色部分为计算流量
e/H
垂直收缩系 数
e/H
垂直收缩系数 根据紫色部
0.50
0.645
0.65
0.673
分值在该表
0.55
0.652
0.70
0.687
取对应收缩
0.60
0.661
0.75
0.703
系数
0.80
0.720
重力加速度g 闸门前水深H 垂直收缩系数 流速系数 相对开度e/H
9.81
0.6
0.617
0.95
0.166666667
9.81
0.78
0.616
0.95
0.128205128
9.81
0.98
0.615
0.95
0.102040816
9.81
1.18
0.615
0.95
0.084745763
9.81
0.5
0.6
1937.96
1936.22 0.9399885 0.59185
0.5
0.6
上游水位 闸门底板高程 流量Q
1936.82
1936.22 0.4470568
1937.00
1936.22 0.6377449
1937.20
1936.22 0.7648218
1937.40
1936.22 0.8701055
0.384615385 0.306122449 0.254237288 0.217391304 0.189873418 0.172413793
重力加速度g 闸门前水深H 垂直收缩系数
9.81
0.6
0.673
9.81
0.78
0.645
9.81
0.98
0.633
9.81
1.18
0.627
9.81
1.38
0.98 1.18 1.38 1.58 1.74
0.645 0.634 0.627 0.625 0.623
0.95 0.95 0.95 0.95 0.95
0.510204082 0.423728814 0.362318841 0.316455696 0.287356322
重力加速度g 闸门前水深H 垂直收缩系数
1937.60
1936.22 0.178012 0.5833
0.1
0.6
1937.80
1936.22 0.1907308 0.58235
0.1
0.6
1937.96
1936.22 0.2005263 0.58235
0.1
0.6
上游水位 闸门底板高程 流量Q
1936.82
1936.22 0.2181151
该表为报告中附表 开度流 水深H(m) 量 e=0.1(m e=0.2(m) e=0.3(m) e=0.4(m) e=0.5(m) e=0.6(m) 0.60 0.114 0.218 0.311 0.391 0.445 0.447 0.78 0.132 0.254 0.367 0.471 0.565 0.638 0.98 0.149 0.289 0.421 0.545 0.660 0.765 1.18 0.164 0.320 0.470 0.610 0.744 0.870 1.38 0.178 0.349 0.512 0.670 0.817 0.959 1.58 0.191 0.375 0.554 0.725 0.888 1.049 1.74 0.201 0.395 0.583 0.764 0.940 1.111
闸门开启高度e 闸门宽度b
0.5
0.6
0.5
0.6
1937.20
1936.22 0.6602402 0.61275
0.5
0.6
1937.40
1936.22 0.7435138 0.6023
0.5
0.6
1937.60
1936.22 0.8174145 0.59565
0.5
0.6
1937.80
1936.22 0.8882769 0.59375
1937.60
1936.22 0.9590091
1937.80
1936.22 1.0491269
1937.96
1936.22 1.1107467
流量系数u 0.684 0.6688 0.62795 0.61275 0.60135 0.6004 0.5966
闸门开启高度e 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
9.81
0.6
0.72
9.81
0.78
0.704
9.81
0.98
0.661
9.81
1.18
0.645
9.81
1.38
0.633
9.81
1.58
0.632
9.81
1.74
0.628
流速系数 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95
相对开度e/H 1
0.769230769 0.612244898 0.508474576 0.434782609 0.379746835 0.344827586
闸门开启高度e 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
闸门宽度b 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
上游水位 闸门底板高程 流量Q
1936.82
1936.22 0.3909148
1937.00
1936.22 0.4706297
19988
1.38
0.614
0.95
0.072463768
9.81
1.58
0.613
0.95
0.063291139
9.81
1.74
0.613
0.95
0.057471264
重力加速度g 闸门前水深H 垂直收缩系数
9.81
0.6
0.627
9.81
0.78
0.622
9.81
0.98
0.619
9.81
1.18
0.617
0.624
9.81
1.58
0.622
9.81
1.74
0.619
流速系数 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95
相对开度e/H 0.666666667 0.512820513 0.408163265 0.338983051 0.289855072 0.253164557 0.229885057
1937.00
1936.22 0.2543105
1937.20
1936.22 0.2892229
1937.40
1936.22 0.3202542
1937.60
1936.22 0.3492513
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
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
输水涵管(隧洞)水力计算书
求得:Q=6.456m3/s
2. 水库设计水位 234.15m 时相应的泄流能力：
234.15 219.4 0.082605Q2 0.189292Q2 0.049564Q2
求得:Q=6.774m3/s
3．水库校核水位 235.0m 时相应的泄流能力：
235.0 219.4 0.082605Q2 0.189292Q2 0.049564Q2
n
数C
喇叭 段
2
1.5
闸首
矩形 1
1
段
闸井 段
3.6
1
渐变 段
1
1
管身 段
90
1
Σ 97.6
1.766 1.000 1.000 0.890 0.786
0.375 0.014 60.656 0.25 0.014 56.693 0.25 0.014 56.693 0.25 0.014 56.693 0.25 0.014 56.693
位差；
2 —动能修正系数；取2 1.0 ；
v —管道内断面平均流速 m / s， v Q ；
A
g —重力加速度 m / s2 ，hf
l 2 d 2g
hj
—局部损失， hj
2 2g
—管路中局部水头损失系数；
沿程阻 力系数
λ 0.021
0.024
0.024 0.024 0.024
沿程水头损失 hf
0.000464665 Q2
0.001244522 Q2
0.004480281 Q2 0.001571168 Q2 0.18153186 Q2 0.189292496 Q2
根据表 2-1 计算，总沿程损失 hf 0.189292Q2 2.2 沿程水头损失计算
涵管过水能力计算计算过程
A d 2 sin
8
（1-1）
湿周： d 2
水力半径：
（1-2）
R
d 4
1
sin
（1-3）
所以
2
v
1 n
d 4
1
sin
3
11 i 2＝
n
21
R3i2
（1-4）
2
Q
d2 8
sin 1
n
d 4
1
sin
3
1
i2
1 n
21
AR 3i 2
（1-5）
为便于计算，表 1-2 列出不同充满度时圆形管道过水断面面积 A 和水力半 径 R 的值。
不同充满度时圆形管道过水断面积 A 和水力半径 R 的值（表中 d 以 m 计） 表 1-2
充满度
过水断面积 A（m2）
水力半径 充满度
（R）
过水断面积 A（m2）
水力半径 （R）
0.05
0.0147 d2
0.0326d 0.55
0.4426 d2
0.0635 d 0.60
0.1982 d2
0.1709 d 0.80
0.6736 d2
0.3042 d
0.35
0.2450 d2
0.1935 d 0.85
0.7115 d2
0.3033 d
0.40
0.2934 d2
0.2142 d 0.90
0.7445 d2
0.2980 d
0.45
0.3428 d2
0.2331 d 0.95
P0 水gh
当管径为 d=1m 时，P0=8.1KN； 当管径为 d=1.5m 时，P0=7.35KN。 4.竖向土压力 G4，取土覆盖厚度 H=50cm。
涵洞过水流量计算公式
涵洞过水流量计算公式涵洞是一种常见的水利设施，用于排水和过水。
要计算涵洞的过水流量，那可得好好说道说道。
咱们先来说说影响涵洞过水流量的因素。
这就好比做菜，食材、火候、调料都能影响菜的味道，涵洞过水流量也受好多因素影响。
比如说涵洞的形状、尺寸，水流的速度、水深，还有涵洞的粗糙程度等等。
接下来，咱们就聊聊常见的涵洞过水流量计算公式。
其中一个常用的是曼宁公式。
这公式看起来有点复杂，其实就像解一道有点绕的数学题。
Q = A × V这里的 Q 就是过水流量啦，A 是过水断面的面积，V 是平均流速。
那怎么算这个平均流速 V 呢？这就要用到曼宁公式的另一个部分啦。
V = (1 / n) × R^(2/3) × S^(1/2)这里的 n 是糙率系数，R 是水力半径，S 是水力坡度。
给您举个例子吧，就说我之前参与过的一个乡村水利工程。
那地方有个小涵洞，因为年久失修，排水不太顺畅，一到下雨天，周边的农田就容易积水。
我们去实地考察的时候，发现这个涵洞是个矩形的，长 3 米，宽 2 米，水深 1.5 米。
通过测量和分析，我们确定糙率系数 n 为 0.013，水力坡度 S 为 0.05。
先算过水断面的面积 A ，那就是 3×1.5 = 4.5 平方米。
再算水力半径 R ，R = A / P ，其中 P 是湿周。
对于这个矩形涵洞，P = 2×(3 + 1.5) = 9 米，所以 R = 4.5 / 9 = 0.5 米。
然后就能算出平均流速 V 啦，V = (1 / 0.013) × 0.5^(2/3) × 0.05^(1/2) ≈ 1.2 米/秒。
最后得出过水流量 Q = 4.5 × 1.2 = 5.4 立方米/秒。
通过这个计算，我们就能清楚知道这个涵洞的过水能力，从而决定是要对它进行维修还是重建，以保证农田不再受积水之苦。
除了曼宁公式，还有其他一些计算公式，比如谢才公式。
明渠涵洞过流能力计算
明渠涵洞过流能力计算明渠、涵洞过流能力计算是水利工程中非常重要的计算。
明渠是一种开放渠道，通常用于引导和排放水流；而涵洞是一种封闭通道，通常用于穿越地形或障碍物。
在设计水利工程中，正确计算明渠和涵洞的过流能力对于保证工程安全和正常运行至关重要。
本文将从明渠和涵洞的基本原理出发，介绍明渠、涵洞过流能力的计算方法，并通过实例进行说明。
一、明渠过流能力计算方法明渠过流能力计算是根据水流的基本原理进行的。
下面介绍两种常用的明渠过流能力计算方法：曼宁公式和水力学计算法。
1.曼宁公式曼宁公式是最常用、最简单的明渠过流能力计算方法。
它是根据河道的流量和流速之间的关系来确定的。
曼宁公式的数学表达式如下所示：Q=A*R^(2/3)*S^(1/2)其中，Q为明渠流量，A为明渠横截面积，R为该横截面湿周和横截面面积的比值（也称为水力半径），S为水面比降。
曼宁公式的具体计算步骤如下：(1)确定明渠横截面形状和尺寸；(2)根据明渠横截面形状计算横截面面积A和湿周P；(3)根据已知的明渠水面比降S和河道流速R，代入曼宁公式计算明渠过流能力Q。
曼宁公式的优点是简单易用，适用范围广。
但它对于不同表面粗糙度和水流状态的明渠都有一定的适用性误差。
2.水力学计算法水力学计算法更加准确，适用于复杂的明渠过流能力计算。
通过建立数学模型，考虑明渠纵坡、水面坡度、边缘影响等因素进行计算。
水力学计算法的具体步骤如下：(1)建立明渠水力模型，考虑明渠纵坡及其它复杂条件；(2)根据水力模型的数学方程和边界条件，求解流量和水面高程；(3)根据求解结果，计算明渠过流能力。
水力学计算法的优点是精确度高，可以考虑更多的影响因素，但计算过程较为复杂，需要借助计算机模拟方法进行。
二、涵洞过流能力计算方法涵洞过流能力计算方法与明渠类似，但在计算过程中需考虑涵洞内的水流速度和水压等因素。
下面介绍两种常用的涵洞过流能力计算方法：水动力学计算法和工程经验法。
1.水动力学计算法水动力学计算法是通过建立数学模型，考虑涵洞内水流动力学行为进行计算。
涵洞水力计算
附录P 涵洞（或隧洞）水力计算P.0.1 涵洞水流流态可按以下情况进行判别：圆形、拱形涵洞进口水深h1≤1.1D（洞高）或矩形涵洞h1≤1.2D时，为无压力流；圆形、拱形涵洞h1>1.1D或矩形涵洞h1>1.2D，且洞长L≤l0（洞内回水曲线长度）+2.7D时，为半压力流；圆形、拱形或矩形涵洞h1>1.5D，且L>l0+2.7D时，为压力流。
P.0.2 无压力流可按下列情况进行判别：1 淹没流与非淹没流的判别：0≤i（洞底坡降）≤ik（洞底临界坡度），且涵洞出口水深h2≤（1.2～1.25）h k（洞内临界水深）或h2≤（0.75～0.77）H0（计及流速水头的涵洞进口水头）时，为非淹没流；反之，则为淹没流。
I>i k，且L≤（8～15）h1时，仍可按上述标准判别涵洞是否淹没。
2 长洞与短洞的判别：i≈0时，且L ≤（52～64）h1或L ≤（86～106）h k时，为短洞；反之，则为长洞。
0＜i≤i k，且L ≤（52～83）h1或L ≤（86～138）h k时，为短洞；反之，则为长洞。
，i ＞i k且L≥4h1时，均按短洞进行水力计算。
P.0.3 无压力流过水能力可按下列公式计算：1 涵洞为短洞时：式中Q——涵洞设计流量（m3/s）；m——无压力流时的流量系数；B——矩形涵洞底宽（m），涵洞为非矩形断面时，按公式（P.0.3-3）计算；g——重力加速度（m/s2）；H0——计及流速水头的涵洞进口水头（m）；m0——进口轮廓形状系数，可根据进口型式，由表P.0.3查得；A h——相应于涵洞进口水深的过水断面面积（m2）；A j——进洞水流的过水断面面积（m2）；A k——相应于临界水深的过水断面面积（m2）；h k——洞内临界水深（m）；h1——涵洞进口水深（m）；α——流速分布系数，可取1.05～1.10；V1——涵洞进口断面平均流速（m/s）。
表P.0.3 涵洞进口轮廓形状系数2 涵洞为长洞时：（P.0.3-5）矩形断面σn＝f（h c/H0）（P.0.3-6）非矩形断面σn＝f（A hc/A h0）（P.0.3-7）式中σn——淹没系数，可由图P.0.3查得；h c——进口段收缩断面水深（m），当洞身较长，且底坡0＜i＜i k时，h c≈h0（正常水深）；A hc——相应于h c的过水断面面积（m2）；A h0——相应于h0的过水断面面积（m2）。
涵洞计算.pdf
162附录H 涵洞流态判别及过流能力计算 H.0.1 涵洞水流流态决定过流能力所采用的计算公式。
涵洞的流态主要根据进口水深、出口水深与洞高的关系，分为无压流、半压力流、非淹没压力流及淹没压力流，其判别标准为： 1 时D H 2.1≤当h<D ，为无压流；当h ≥D ，为淹没压力流。
2 1.2D<H ≤1.5D 时当h<D ，为半压力流；当h ≥D ，为淹没压力流。
3 H>1.5D 时当h<D ，为非淹没压力流，当h ≥D ，为淹没压力流。
式中 H——从进口洞底算起的上游进口水深（m ）； h——从出口洞底算起的下游出口水深（m ）； D——洞高（m ）。
H.0.2 无压流涵洞流态还与洞身长度有关，分为长洞与短洞，其判别标准为：L<8H 时为短洞；L ≥8H 时为长洞。
式中的L 为洞身身长度（m ），H 的意义同前。
H.0.3 涵洞过流能力按下列不同流态分别计算：1 无压流涵洞过流能力可按公式（H.03—1）～ 公式（H.0.3--4）计算2302H g mB Q σε= （H.0.3--1）g v H H 220ε+= （H.0.3--2）4.000131.2⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=H h H h s sσ （H.0.3--3）163iL h h s −= (短洞) （H.0.3--4）式中 Q——涵洞过流量（m 3/s ）；B——洞宽（m ）；m——流量系数，可近似采用m=0.36；ε——侧收缩系数，可近似取ε=0.95；H 0——包括行近流速水头在内的进口水深（m ），按公式（H.0.3--2）计算求得；g——重力加速度，g=9.81（m/s 2）； h s ——洞进口内水深（m ），对短洞，可按公式（H.0.3--4）计算求得，对长洞需以出口水深为控制水深，从出口断面向上游推算水面线以确定洞进口内水深；σ——淹没系数，可按公式（H.0.3--3）计算求得或按表H.0.3—1查得。
涵洞水力计算
1、涵洞宽1.3m,高1.7m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/sQ=c ω√Ri 手册76页2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/s1、 河渠水力计算公式流量计算：Q=c ω√RiQ －雨水量（m 3/s ）R －水力半径（m ）i －河渠底坡 q(暴雨强度)5aΨ－径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2C －流速系数（谢才系数）ω－过水断面面积（m 2）桥过水断面宽10.2m,高0.65m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/s2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/sq(暴雨强度)5aΨ－径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2。