消力池设计
消力池计算
挖深式消力池计算流程图1. 假设某一池深d ，计算从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋d ＋v o 2/（2×g ）计算示意图 12. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。
3. 计算池内跃后水深hc ″hc ″＝25.021321812−+b b ghc qhc α 其中：b 1――消力池首端宽度；b 2――消力池末端宽度。
4. 计算出池落差Δz :Δz ＝22)'(2hs g q ××ϕα－22)"(2hc g q ×α 其中：hs ′――出池河床水深（下游水深）。
5. 计算水跃淹没系数σσ＝（d ＋ hs ′＋Δz ）/hc ″当1.05≤σ≤1.10时假设正确，否则重新假设池深d 进行计算。
※ 本程序中各值采用国际单位制，不再说明。
参考文献：1.《水闸设计规范》（SL265－2001）2.《水力计算手册》第一版·武汉水利电力学院水力学教研室编·水利电力出版社3.《水力学》（上、下册）第二版·成都科技大学水力学教研室编·高等教育出版社4.《取水输水建筑物丛书· 水闸》第一版·陈德亮主编·中国水利水电出版社程序流程图如下：本文档及程序由龚艳光编制，由于本人水平有限，错误在所难免，欢迎大家试用，提出宝贵意见。
E-mail : **********************.cn坎式消力池计算流程图一、池内计算：1. 从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋v o 2/（2×g ）计算示意图22. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q ………………① 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。
消力池设计总结
降低护坦式消力池的池深d 设计1、 确定t c h h -''为最大时的流量为设计d 的流量；2、 根据池深估算公式t c t c j h h h h d -''=-''=05.1σ估算d ；3、 假设一个d ，12212102c c c h gh q h d E ⇒+=+ϕ1312111812c c c c h gh q h h ''⇒⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='' ()()z h h g q z c j t ∆⇒⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''-'=∆2122112σϕ ()z h h d t cj ∆+-''=1σ 4、 若假设的池深d 等于估算的池深d ，则计算结束。
a.若假设的池深d 大于估算的池深d ，说明假设偏大，减小假设的池深d 重新计算。
b.若假设的池深d 小于估算的池深d ，说明假设偏小，增大假设的池深d 重新计算。
坎式消力池的坎高c 设计 1、 主要公式：1H h c c j -''=σ 2、 计算c h ''：c cc h h g q h E ⇒+=22202ϕ，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=''181232c c cgh q h h 3、 计算1H ：假设消力坎后为自由出流，故42.0,1==m s σ（m 若已知则除外），3232232221010⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⇒=g m q g mb Q H H g mb Q s s s σσσ22222222000222jc j c c j h g q h gb Q g v v h b Q σσασ''=''=⇒='' 2222010122232j c s h g q g m q g vH H σσα''-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=∴4、 由公式1H h c c j -''=σ即可算出坎高。
消力池设计计算范文
消力池设计计算范文消力池（Energy Pool）是一种用于管理和计算能量（或消耗点）的系统。
它通常应用于游戏、体育比赛、技能训练和能量管理等领域。
以下将详细介绍消力池的设计和计算方法。
设计思路：消力池的设计基本原则是为参与者提供一个有限的能量储备，使其可以在一定时间范围内使用。
设计一个好的消力池需要考虑以下几个方面：1. 初始值：消力池的初始值应该根据参与者的需求和能力来设定。
不同的游戏或活动可能有不同的消耗点（Energy Points）和恢复速度，因此初始值需要针对特定的情境进行调整。
2.恢复速度：参与者的消力池应该有一个合理的恢复速度。
这可以根据活动的难度、时长和消耗点来确定。
一般来说，复杂和耗能大的活动应该有一个相对较快的恢复速度，以使参与者能够持续参与。
3.可用范围：消力池必须能够适应参与者的需求和技能水平。
它应该既不过小以致无法完成一项任务，也不过大以致无法控制消耗。
这需要根据实际情况来进行调整。
4.持续时间：一个消力池的持续时间取决于活动的时长和参与者的需求。
对于长时间的活动，消力池需要相应地延长；而对于短时间的活动，消力池可以相应缩短。
计算方法：消力池的计算通常包括以下几个方面：1.初始值：根据活动的特点和参与者的需求设定一个初始值，例如100点能量。
2.恢复速度：根据活动的难度和耗能量设定一个恢复速度，例如每10分钟恢复10点能量。
3.消耗点：根据活动的要求和参与者的操作确定消耗点的数值，例如每次操作消耗5点能量。
4.使用限制：根据参与者的能力和目标设定一个使用限制，例如不能少于20点能量。
根据以上设定和计算，参与者可以根据需要进行消耗和恢复能量。
当能量不足时，参与者需要等待恢复；当能量达到使用限制时，参与者需要在有效使用和等待恢复之间做出权衡。
总结：消力池的设计和计算需要根据具体情况进行调整。
一个好的消力池设计能够平衡参与者的需求和实际情况，提供一个能量管理的工具，使参与者能够在活动中持续参与并取得满意的结果。
消力池计算(201003修改版)
跃前流速Vc=10.28闸宽b0=15流量Q=245.2淹没系数（1.1-1.05）= 1.05消力池初始宽度b1=15消力池末宽度b2=15上游河床高程=954.5堰顶高程=958坝前水位=961下游河床高程=953.6下游河道以上作用水头H0=7.4下游水位=955.59上下游水位差H'= 5.41池后正常水深hs'= 1.99过渡段水平长Ls=0水跃长度改正数B(0.7-0.8)=0.75消力池底板计算系数k1=（0.15-0.2）0.17消力池底板安全系数k2=（1.1-1.3） 1.2消力池底板的饱和重度（KN/M3）=23海曼长度计算系数=（中砂12-11）11下游引河的水面宽度Bm=24.85二、深度β=b2/b11过闸单款流量q=16.35过池单款流量q=16.35跃前断面弗努德数Fr=V/SQRT(ghc) 2.60消力池深度d=0.23跃后水深h''= 5.11出池落差z(以过池流量计算)= 3.15试算d=0.23误差=0.00措施后淹没系数=（1.05-1.1） 1.05三、长度水跃长度Lj=24.29消力池长度Lsj=18.21取34四、消力池前端底板厚1、抗冲厚度t= 1.052、抗浮池底板下游水深H2= 1.99消力池底板扬压力U=(KPa)29.10消力池首端顶板上水重W=(KPa)15.91消力池末端顶板上水重W=(KPa)51.11消力池顶板重W=(KPa)跃前收缩断面流速水头=11.13消力池前半段底板上脉动压力Pm=+(KPa)0.56消力池前后段底板上脉动压力Pm=-(KPa)-0.56消力池前端底板厚度t=0.72消力池末端底板厚度t=-1.18消力池前端底板厚度t= 1.05试算t=0.92五、消力池末端底板厚t=0.50六、海漫长度消力池末端宽度b2=15消力池末端单宽流量qs=16.35 sqrt(qs*sqrt(H'))=(1-9) 6.17海漫长度Lp=67.83七、翼墙扩散角θ(12度左右为宜)下游尾水在消力池变色镜以上的水深h2= 1.99消能设备的高度P=0.23消能设备处水深H1= 5.11上下游水位差= 5.41tanθ=-0.23试算θ=10.00试算tanθ=0.18误差=0.41翼墙长度L=0.00下游引河的水面宽度Bm=24.85闸内的水面宽度Bn =15ΔB=Bm-Bn= 9.85翼墙长度系数（2.5-3）=3翼墙长度L=14.775tanθ=0.00试算θ=14.00试算tanθ=0.00误差=0.00翼墙长度宜取0~15八、翼墙扩散曲线y/b0=0.5*(x/(b0*Fr0))^1.5+0.5扩散段上游渠道宽b0=15扩散段下游渠道宽b=15均匀来流Fr0= 2.32九、挡土墙高程计算最大跃后水深+安全超高渠道通过加大流量时的水深hb= 5.11渠道岸顶超高Fb=0.25*hb+0.2 1.48挡土墙高度H= 6.59挡土墙底部厚度一般可取（0.6~0.8）*H注意：1、判断是否需要建消力池前，请将表格中的消力池试2、红字部分需要人为添加的数据。
水闸消能计算(闸后消力池计算、海漫、防冲槽)
也适用于堰后消能
m/s 0m 440m 462m 24m3/s 1981.65m3/s 1981.650
调试
m 9m3/sm 82.569m m 24m
2411~1.050.80.7~0.81.05 1.05~1.10.950.95~1
m 4.720m
14.970
需要修建消力池m 26.7820.000m 4.122m 16.426m 3.4650.000m 4.782m 4.782m 84.897m
67.918
由最大流量确定
消能计算参考规范：SL265-2001水闸设计规范
闸后消力池计算
行进流速v 过闸单宽流量总势能T 下游河床高程泄洪流量Q
出池河床水深h's 上游闸前水位闸宽B
最大流量Q 总势能T 收缩水深h 跃后水深h 动能校正系数水跃长度校正系数β水跃淹没系数流速系数φ
收缩水深h 跃后水深h 消力池计算长度Lk
池首端宽度b 池末端宽度b 水跃长度L 出池落差△Z 池计算深度设计深度d 32220/2c c h T h q g αϕ-+
也适用于堰后消能
底宽b m 1.500
比降i-0.010
边坡系数m-0.000
规范P72糙率n-0.017
掺气修正系数ζ- 1.200
泄洪流量Q m3/s1981.650或输入h~Q关系式
水面宽B m 1.500
过水断面A m2408.850
湿周χm546.633
水力半径R m0.748
谢才系数C-56.044
计算流量Q'm3/s1981.650
平均流速V m/s 4.847
δ(0.000)
正常水深h0m272.567由最大流量确定。
浅析影响消力池设计尺寸的关键因素
浅析影响消力池设计尺寸的关键因素发表时间：2019-06-21T16:48:01.330Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：李雪芳[导读] 本文以水闸消力池为例对消力池尺寸设计的关键影响因素进行简要分析论述。
北海河海水利水电设计院广西北海 536000摘要：消力池是跌水、水闸等水工建筑物的重要组成部分，对于跌水、水闸等水工建筑物的安全运行具有重要意义。
所以，科学且经济合理的设计消力池便十分重要。
在实际设计中，消力池的设计尺寸是由上下游水深、过闸流量等因素的影响。
本文以水闸消力池为例对消力池尺寸设计的关键影响因素进行简要分析论述。
关键词：消力池；设计；影响因素引言修建在渠道上的水闸，在渠道水流经过水闸之前，一般都为缓流，水流经过水闸时，部分势能转为动能，流速增大，而土质河床的抗冲能力低，所以，在水闸闸室下游修建消力池对水闸的稳定有着重要影响。
水闸建成后，水闸往往需要在不同的水流下运行，水闸上下游的水位时常发生变化，且闸门的开启高度也会经常发生变化，这就导致出流可能演变成闸孔出流、堰流、自由出流或者淹没出流都会发生，进而导致水跃衔接上出现临界式水跃、淹没式水跃等，对水闸闸室下游河床造成巨大的冲刷，严重影响到水闸的安全稳定运行。
因此，必须在最短距离内消除余能，使得高速水流在消力池内迅速消力转变为缓流，保证水闸的安全稳定运行。
因此，合理科学设计消力池就变的非常重要。
1、消力池深度计算中的影响因素根据现行的《水闸设计规范》（SL265-2016）中关于消力池深度的计算，其可按下式进行计算：；式中的表示跃后的水深，m；表示出池河床的水深，m；表示出池落差，m。
从式中可以看出，消力池的深度取决于这三项要素。
水流通过水闸下泄，然后在下游形成水跃，如果没有设置消力池，那么此时可能会出现临界式水跃、远驱式水跃和淹没式水跃，其中，远驱水跃最为不利，因为在这种情况下，建筑物与跃前断面之间，还存在相当的急流段，在这段内，流速非常高，对河床冲刷很严重，河床必须有可靠的保护结构；对临界水跃衔接，虽然所要求的护坦长度，较远驱式的短，但这种衔接是不稳定的；而淹没式水跃的长度较短，且离建筑较近，这种水跃进行消能处理能取得较好的效果。
消力池
消力池消力池混凝土浇筑顺序：右边墙及下游延长段→左边墙→底板。
一）模板消力池边墙模板包括直立面和斜面两种模板，拟采用大型钢模板、大型组合胶合板，大模板尺寸为3×4.5m，采用钢管支撑及钢筋内拉条安装固定，模板的拆除与安装均采用25t汽车吊。
二）钢筋本工程钢筋制作均在钢筋加工场内进行，由汽车运至现场，汽车吊吊运至仓面，在仓内进行绑扎和连接。
三）止水在止水材料埋设处的常态混凝土施工应特别细心需设置专门的支撑结构，妥善保护止水材料，保证止水构造的正确位置，止水材料周围混凝土摊铺必须细心，严禁骨料集中，采用振捣器仔细谨慎地进行振捣密实，止水材料如有损坏应及时加以修复，该部位混凝土中的大骨料应人工予以剔除，以免产生渗水通道。
四）混凝土分层分块混凝土分块以设计图纸中永久缝为分块，一般不设临时施工缝，若需增设临时施工缝时，必需先获得监理工程师的批准。
常态混凝土施工工艺流程施工准备→清基及施工缝处理→基础验收→测量放样→立模、绑扎钢筋→预埋件安装→仓面验收→混凝土入仓→混凝土振捣→拆模、养护1、混凝土入仓在混凝土浇筑前应充分做好施工准备，事先检验拟浇筑仓块的模板、施工缝、钢筋及其预埋件安装等准备工作的完成情况，并经监理工程师验收批准。
浇筑时混凝土尽可能一次直接入仓，且混凝土的自由下落高度不应超过2.0m，超过2.0m时应设串筒、溜槽、溜管等下落，以确保混凝土不致发生离析现象，边角部位及预埋件周围应由人工均匀平仓，确保无骨料集中现象。
2、施工缝处理施工缝系指浇筑块之间水平和垂直的混凝土结合面，施工缝面应经采用压力水冲毛或打毛处理，做到表面无松动、无灰浆浮渣、无乳皮及污染，必须挖除表面粗骨料，然后用压力水彻底冲洗干净。
表面清理较长时间后尚未覆盖上层混凝土，或清理过的层面已被污染，应在浇筑前重新清理。
3、钢筋所有钢筋包括杆件、钢筋网、锚筋，均应按图纸或其他指示详图供应、切割、打弯、预埋、安装、绑扎及焊接。
所有钢筋不应有剥落层、锈蚀和结垢，也不得有油污、泥浆等。
浅析水闸设计中影响消力池设计尺寸的关键因素
在实 际计 算 中 ， 我们 不难 发 现 ， 力池 的池 深 和池 长并 不 随流量 的 不 断增 大而 变 大 ， 消 流量 的 变化 对 消力
＆ ； 对水 闸安 全最有 利 的消力 池设 计长 ＆ ｏ 如 度。 ％ 明 ｕ 叽
３ 池 深 、 长计 算 结 果 池
计 算 消力池 深 和池长 的计 算结 果 如表 ２所示 。
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他 表 ２ 消 力 池 池 深 、 长 计 算 表 池
关键 词 ： 力 池 ； 跃 ； 后 水 深 ； 游 尾水 位 消 水 跃 下
中 图 分 类 号 ： Ｖ６ ３ １ Ｔ ５ ．
文 献 标识 码 ： Ａ
水 闸消力 池 的设计 主要 内容是 确定 消力 池 的池深 和池 长 。 常设计 规 范 中给 出的计算 公式 ， 通 是针 对 一个
给定 的 流量 和下 游水 位 ， 而在 水 闸的运 行 过程 中 ， 闸流量 和下 游水 位 是不 断 变化 的 ， 过 消力 池 需要 在 各 种不 同条 件下 工作 。 了保证 各种 流量 时的 水跃 均发 生在 消力池 内， 为 消力池 的设 计 尺寸应 为 各种流 量下计 算 的最
关键 因素 。本文将从两个方面详细探讨下游尾水深 ｈ。 和 跃后水深 的相对关系对消力池尺寸计算 的影 响。
１ ，一 对池 深计 算 的影 响 ， ｃ
水流 通 过水 闸下 泄 ， 在下 游 形成 水跃 ， 未设 消 力 池时 ， 出现 三种形 式 的水 跃 ： 会 即为 临界 水跃 ； 驱 式水 远
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********************************************************************** 计算项目：消能工水力计算 1
********************************************************************** ---------------------------------------------------------------------- [ 消力池断面简图 ]
----------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]
---------------------------------------------------------------------- [基本参数]
消能工类型:下挖式消力池
计算目标:设计尺寸
上游底部高程:396.100(m)
下游底部高程:395.000(m)
消力池首端宽度:2.400(m)
消力池末端宽度:2.400(m)
水流的动能校正系数:1.000
泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950
消力池出流流速系数:0.950
水跃淹没系数:1.050
是否计算消力池前段长度:计算
消力池前端型式:斜坡式
宽顶堰的流速系数:0.950
宽顶堰的流量系数:0.950
宽顶堰的堰顶高程:396.100(m)
自由水跃跃长计算系数:6.900
水跃长度校正系数:0.750
是否计算消力池底板的厚度:不计算
海漫长度计算系数Ks:10.000
河床土质允许不冲流速:1.000(m/s)
水位流量的组数:1
序号单宽流量上游水位下游水位
(m3/s*m) (m) (m) 1 2.410 396.492 395.600
----------------------------------------------------------------------
[ 计算过程 ]
----------------------------------------------------------------------
1、判断是否需要建消能工。
流速水头公式：
α*V^2/(2*g)，V=q/T
其中：q单宽流量(m^2/s)，T上游水头(m)，α水流动能校正系数。
计算收缩断面水深公式：
hc^3-T0*hc^2+α*q^2/(2*g*φ^2)=0
其中：hc收缩断面水深(m)，T0消力池底部以上的总水头(m)，φ流速系数。
计算跃后水深公式(矩形断面扩散渠槽自由水跃)：
hc'=hc/2*(sqrt(1+(8*α*q^2)/(g*hc^3))-1)*(b1/b2)^0.25
其中：hc'跃后水深(m)，b1消力池首端宽度(m)，b2消力池末端宽度(m)。
判断水跃型式的条件：
hc'＞ht，远离式水跃
hc'= ht，临界水跃
hc'＜ht，淹没式水跃
其中：ht下游水深(m)。
若发生远离式水跃，则需要修建消能工，否则不需要。
序号单宽流量流速水头上游总水头收缩断面水深跃后水深下游水深水
跃型式
(m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) (m)
1 2.410 1.928 3.420 0.326 1.75
2 0.600 远离水
跃
2、计算消力池池深。
计算消力池出口水面落差ΔZ公式：
ΔZ=(α*(q^2))/(2*g*(φ^2)*(ht^2))-(α*(q^2))/(2*g*(σ0^2)*(hc'^2))
计算消力池深度d公式：
d=σ0*hc'-ht-ΔZ
其中：σ0水跃淹没系数(又称为安全系数)。
序号单宽流量总水头收缩断面水深跃后水深出口断面落差消力池池深 (m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) (m)
1 2.410 3.919 0.301 1.839 0.833 0.498
消力池深度为：0.498(m)。
3、计算池长。
自由水跃跃长Lj计算公式：
Lj=6.9*(hc'-hc)
系数6.9可以根据需要更改。
计算消能工前段长度Ls公式：
Ls=2*φ*sqrt((H0-0.5*G)*(P+0.5*G))
其中：G=2*(1-sqrt(1-m))*H0
φ流速系数，H0堰顶以上水头(m)，P从池底算起的堰高(m)，m过堰流量系数。
消力池池长计算公式：
L=Ls+β*Lj
其中：β水跃长度校正系数。
序号自由水跃跃长水跃前消能工长度消能工总长度
(m) (m) (m)
1 10.607 2.523 10.479
计算得消能工长度为：10.479(m)。
4、海漫计算。
计算海漫长度和海漫末端的河床冲刷深度。
海漫长度L计算公式：
L=Ks*sqrt(qs*sqrt(ΔH))
其中：Ks海漫长度计算系数，qs消力池末端单宽流量(m^2/s)，ΔH上下游水位差(m)。
公式的适用条件是：sqrt(qs*sqrt(ΔH)=1~9。
海漫末端的河床冲刷深度dm计算公式：
dm=1.1*qm/v0-ht
其中：qm海漫末端单宽流量(m^2/s)，v0河床土质允许不冲流速(m/s)。
序号上下游水位差海漫长度海漫末端河床冲刷深度
(m) (m) (m)
1 0.89
2 15.087 2.051
计算得海漫长度为：15.087(m)。
海漫末端河床形成的最大冲刷深度为：2.051(m)。