消力池计算问题 - 360文档中心

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。

溢洪道消力池计算

溢洪道消力池计算
溢洪道消力池的计算主要包括以下步骤：
1、确定消力池的长度和深度：消力池的长度通常根据溢洪道的流量和下游水位来确定，而深度则根据溢洪道的最大流量和下游河道的冲刷能力来确定。

2、计算消力池的消能率：消能率是指溢洪道下泄水流在消力池中消除能量的程度。

根据不同的溢洪道形式和下游河道的条件，可以采用不同的消能率计算公式进行计算。

3、计算消力池的底宽和边坡：消力池的底宽和边坡应根据下游河道的冲刷能力和溢洪道的流量等因素来确定。

在计算时，需要考虑河床的抗冲刷能力和溢洪道下泄水流的冲刷能力。

4、计算消力池的流速和压力：消力池中的流速和压力应根据溢洪道的流量和下游水位等因素来确定。

在计算时，需要考虑消力池的长度、深度、底宽和边坡等因素的影响。

5、校核消力池的稳定性：消力池的稳定性是指其在溢洪道下泄水流作用下的稳定程度。

在校核时，需要考虑溢洪道下泄水流的冲击力和消力池的抗冲击能力等因素的影响。

总之，溢洪道消力池的计算需要综合考虑多种因素，包括溢洪道的流量、下游水位、河床的抗冲刷能力等，以便确保消力池能够有效地消除溢洪道下泄水流的能量，并保持稳定性和安全性。

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。

浅谈水闸消力池深度与长度计算的影响因素

浅谈水闸消力池深度与长度计算的影响因素摘要:消力池是一种常见的消除动能方式，确定水闸消力池的深度和长度是消力池设计的重要环节。

本文结合笔者多年的经验，通过对消力池水跃发生的形式和位置的探究，分析影响消力池深度和长度的因素，掌握池深和池长的计算特点，确保设计结果的合理性和准确性。

供类似研究参考与借鉴。

关键词:水闸；消力池；深度；长度；计算在水闸的设计中，水闸的消能是设计的重要组成部分。

消力池是常用的消能工之一，确定池深度是消力池设计的重要内容，在《水闸设计规范》推荐的消能公式中，消力池下游水深是个重要参数，其对于消力池深度计算影响较大。

在消力池实际计算中,水闸消力池的池深和池长取决于水跃的形式以及位置，而水跃的形式及位置决定于闸下游尾水位h′s 和h″c 水跃的跃后水深的相对关系。

因此, h′s 和h″c 的相对关系是影响消力池计算尺寸的主要因素。

1h″c-h′s对消力池深度计算的影响我国现行部颁《设计规范》给出的计算消力池深度的方法 ,需先计算闸 (坝 )后的收缩断面水深ｈｃ、相应于ｈｃ的水跃共轭水深ｈ〃ｃ以及出水池落差ΔＺ ,然后根据几何关系求出消力池深度ｄ。

水流通过水闸下泄，在下游形成水跃，未设消力池时，会发生三种类型水跃即远驱式、临界式和淹没式水跃。

从水工和消能的角度看，前两种水跃需要的护坦较长，且不稳定，因此，工程设计中，要求下游产生一定淹没程度的水跃，这样所需护坦较短，离建筑物较近，消能效果也较好。

因此，消力池的设计深度是为了加大水闸下游水深，使水跃控制在紧靠建筑物之处，并形成淹没程度不大的水跃。

图1消力池深度计算示意图由此可得:池内水深hT=Rj×h″c水跃完全发生在池内，离开消力池的水流，由于竖向断面收缩，过水断面较小，动能增加，水面跌落一个$z值，则由图1可知:hT=d+h′s+△z△z的值较小，可略去不计得到粗略估算池深的近似公式:d=Rj×h″c-h′s(1)式中，d为消力池深，m;Rj为淹没系数;h″c为水跃跃后水深，m;h′s为下游尾水深，m;由式(1)可以看出，池深随(h″c-h′s)的增大而增加。

11 消力坎式消力池水力计算

试算消力坎高度C′堰上总水头H10′(m)实用堰出流淹没高度h s（m）淹没系数σs′6.0 5.340.00 3.8206.1 5.24(0.10) 4.1146.2 5.14(0.20) 4.4406.3 5.04(0.30) 4.8026.4 4.94(0.40) 5.2046.5 4.84(0.50) 5.6526.6 4.74(0.60) 6.1516.7 4.64(0.70) 6.7076.8 4.54(0.80)7.3296.9 4.44(0.90)8.025如图所示为一5孔溢流堰，每孔净宽b=7m，闸墩厚度d=2m，上游河道宽度B0=Bc=nb+（n-1）d，上下游水位的高程如图中所注，当每孔闸门全开时，通过的泄流量Q=1400m3/s，试判别底流衔接形式，如为远趋式水跃，试设计一挖深式消力池。

注2：若D13单元格中显示“否建消力池”，则无需进行消力池的水力计算。

注1：表格使用方法：1.橙色区域对应的参数为基本参数值，需人工输入具体数值；绿色区域所对应的数据为程序自动运算的结果，切勿人工输入数值。

单宽流量q′（m3/(sm)）是否为所求高度C(精度2%)87.552否91.653否96.097否100.910否106.121否111.764否117.873否124.488否131.652否139.414否注3：①“试算消力坎高度C”在折线实用堰淹没溢流的条件下，对消力坎的高度重新计算，当在橙色区域输入第一个试算高度后，可得到其后一差值为0.1的等差数列；②判断试算结束的精度默认为2%，若改变精度，需调整单元格F22:F31的程序。

③E8“消力高度C取值”为符合试算精度要求的多个假设坎高的平均值。

道宽度与下游收缩断面处河道宽度相同，即门全开时，通过的泄流量Q=1400m 3/s，试求：。

示“否，不需修无需进行消力池的水力1.橙色区域对应数值，需人工输入具体所对应的数据为程序自切勿人工输入数值。

关于水闸消力池深度计算的探讨

关于水闸消力池深度计算的探讨水闸消力池是水利工程中的重要设施，用于消除水流进入下游水闸时所带来的冲击力和能量。

消力池的深度计算是设计和施工过程中必不可少的一项内容，合理的深度计算可以确保消力池的正常运行和安全性。

本文将从水闸消力池的功能、深度计算的理论基础和计算方法等方面展开讨论。

首先，了解水闸消力池的功能对于深度计算非常重要。

消力池主要用于减缓进入下游水闸的水流速度，并通过将水流引导至深水区域来降低冲击力和能量。

消力池的设计要考虑到水流的流量、速度、河道条件等因素，以确保水闸下游以及周围的安全性。

深度计算的理论基础主要涉及水流力学中的动量定理和能量定理。

动量定理指出，当水流到达消力池时，流体的动量要等于冲击物体的动量，通过合理设置消力池的深度可以保持力的平衡。

能量定理指出，当水流通过消力池时，水的总能量要等于冲击物体的总能量，深度计算要考虑到能量的平衡。

根据动量定理和能量定理，可以使用一些常见的计算方法来计算消力池的深度。

其中，最常用的方法是根据潜流涌浪理论进行计算。

这种方法基于流体力学的基本原理，通过考虑水流的流量、速度、密度等因素，计算出消力池的合理深度。

在进行深度计算时，需要考虑到水流的入口速度、出口速度以及消力池中的水位变化等因素。

根据流体力学的原理，可以计算出每个位置上的水流动能和动量，从而得到相应的深度。

此外，还需要考虑到消力池底部的摩擦力和阻力等因素，以确保消力池的正常运行。

在实际的工程应用中，深度计算还要考虑到其他因素的影响，比如水流的波动、涌浪效应等。

这些因素可能导致水流速度的变化和非均匀性，进而影响消力池的深度计算。

因此，在进行深度计算时，需要综合考虑各种因素，采用合适的计算方法，并在实际工程实践中进行验证。

综上所述，水闸消力池的深度计算是水利工程中的一项重要内容。

合理的深度计算可以确保消力池的正常运行和安全性。

深度计算的理论基础主要涉及动量定理和能量定理，在实际计算中需要考虑到水流的各种因素。

消力池

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
矩形断面共轭水深比与弗劳德数的关系 Fr " 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
2

η 1 0.170 0.305 0.425 0.530 0.626 0.705 0.785 0.860 0.935
Fr
2
η 1
Fr2 13 14 15 16 17 18 19 20 21
η 1 11.35 11.45 11.50 11.60 11.70 11.80 11.85 11.90 12.00 12.05 12.14 12.20 12.30 12.40 12.46 12.57
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.00 2.37 2.70 3.00 3.27 3.52 3.75 4.00 4.20 4.42
η 1 9.62 9.70 9.80 9.90 10.00 10.05 10.12 10.30 10.35 10.50 10.55 10.60 10.70 10.80 10.85 10.95 11.00 11.10 11.30
Fr2 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85
挖深式消力池池深计算
一、输入参数过闸流量闸宽消力池末宽上游水位底板高程 335.00 34.40 34.40 4.68 2.00 下游水位下游底高程重力加速度g 流速系数水流动能校正系数 1298.09 1292.00 9.81 0.95 1.00
二、计算过程 1、检查闸下水流衔接状态闸处单宽流量q 中间变量A 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 因hc" 故需设消力池 2、试求池深试算淹没系数下游水深hs 令d= T= 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 消力池末端单宽流量行进流速池后落差z 3、验算淹没安全系数淹没安全系数最终取池深d 1.458 0.500 1.050 6.090 0.373 3.180 1.894 1.423 4.451 9.738 2.084 -0.100 查表得η 1 2.350 取池深d= 0.500 9.738 5.356 2.931 0.384 6.155 > hc 查表得η 1 2.100 上游水深 2.680