閘門水力計(jì)算說明匯編

1、水閘水力計(jì)算說明一、過流能力計(jì)算1.1外海進(jìn)水外海進(jìn)水時，外海水面高程取5.11m,如意湖內(nèi)水面高程取1.0m。中間三孔放空閘，底板高程為-4.0m，兩側(cè)八孔防潮閘底板高程為2.0m，每孔閘凈寬度為10m。表2內(nèi)海排水時計(jì)算參數(shù)特性表外海水位/m湖內(nèi)水位/m5.111.01.1.1中間三孔放空閘段a. 判定堰流類型右 48H 9.11= 5.27式中S為堰壁厚度,H為堰上水頭2.5V 5.27V 10,為寬頂堰流。b. 堰流及閘孔出流判定59.11=0.549 10,過渡為明渠流。H 3.11式中S為堰壁厚度，H為堰上水頭。b. 過流量計(jì)算因泄洪閘下游與陡坡相連，水利計(jì)算可按堰流計(jì)算方法進(jìn)行。

2、ht 1希g 8,為自由泄流;式中，ht為堰頂下游水深，H為堰頂上游水深因堰頂設(shè)有閘墩，應(yīng)考慮側(cè)收縮影響，采用寬頂堰流量公式計(jì)算泄流量: 3Q2= ；emnb 2gH 02 =3=0.985 0.377 8 102 9.81 3.112 =721.70m3s。式中，m為流量系數(shù)，因進(jìn)口為斜坡式進(jìn)口，P/H=7/3.11=2.25, cot B=30/7=4.286，查水利計(jì)算手冊（2006年第二版）中表3-2-1取m=0.377;b為每孔閘凈寬，為10m； n為孔數(shù)，為8孔；H0為堰上水頭，為3.11m；C e為側(cè)收縮系數(shù)，為有底坎寬頂堰的側(cè)收縮系數(shù)，可由別津斯基公式計(jì)算ab 1/4cc=1-

3、3( ) (1-b/B)；3/0.2+ P/H B式中，P為上游堰高，取7.0m； H為堰前水頭，為3.11m； b為兩墩間凈寬,為10m； B為上游引渠寬，為148m, a為系數(shù)，取0.10。多孔閘過流時，c c的確定可取加權(quán)平均值%m( n -1)6sn=0.985;式中，n為孔數(shù)，c cm為中孔側(cè)收縮系數(shù)，經(jīng)計(jì)算取 0.988, c cs為邊孔側(cè)收縮系數(shù)，經(jīng)計(jì)算取0.962。計(jì)算中孔側(cè)收縮系數(shù)時，b/B用代替，d為墩厚，為2.0m;計(jì)算邊孔 b+d側(cè)收縮系數(shù)時，b/B用 代替， b為邊墩邊緣線與建筑物上游引渠水邊線b +也b之間的距離，為20m。因此，外海排水時，閘室過流量 Q=Qi+Q

4、2=1008.71+721.70=仃30.41m3s。1.2內(nèi)海排水內(nèi)海排水時，內(nèi)海水面高程取 2.50m，外海水面高程取-3.03m。中間三孔放空閘，底板高程為-3.0m，兩側(cè)八孔防潮閘底板高程為2.0m，每孔閘凈寬度為10m。表2內(nèi)海排水時計(jì)算參數(shù)特性表湖內(nèi)水位/m外海水位/m2.5-3.031.2.1中間三孔放空閘段a. 判定堰流類型486.5= 7.38式中S為堰壁厚度，H為堰上水頭2.5V 7.38V 10,為寬頂堰流。b. 堰流及閘孔出流判定e 5 =0.770.65，為堰流。H 6.5式中，e為閘門開啟高度，H為堰、閘前水頭c. 過流能力計(jì)算H5 10,過渡為明渠流。H 0.5式

5、中S為堰壁厚度，H為堰上水頭。b. 過流量計(jì)算因泄洪閘下游與陡坡相連，水利計(jì)算可按堰流計(jì)算方法進(jìn)行。=讐=-12.26ht=3.0m,為遠(yuǎn)離水躍，須采取工程措施，強(qiáng)迫水流發(fā)生臨界或稍 有淹沒的水躍。式中，ht為下游水深d. 消力池的水力計(jì)算消力池的池深 S=c hc”-ht- z=1.1 487-3-0.80=1.56m式中，c為安全系數(shù)，取1.1;ht為下游水深，為3.0m； z為消力池出口水面落差。2q2g 2ht22=0.80m2ghT為消力池末端升坎的流速系數(shù)，取 0.95;hT 為池末局部水深，hT= c hc” =1.4.87=5.36m消力池池長 L=6.9 (hc”-hc) =

6、6.9X( 4.87-1.26) =24.91m。消力池底板厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求，按下式計(jì)算，并取其大值:抗沖：t=k1 . qH =0.19-.13.31. 4.11 =0.99m?？垢。篣 -W Pm60.33 - 50.28 2.86 ,t=k2=1.2=0.62m。b25式中，t為消力池底板厚度; H閘孔泄水時的上、下游水位差，為 4.11m；ki為消力池底板計(jì)算系數(shù)，取0.2;k2為消力池底板安全系數(shù)，取1.2；U為作用在消力池底板地面的揚(yáng)壓力，經(jīng)計(jì)算為60.33kPaW為作用在消力池底板頂面的水重，經(jīng)計(jì)算為50.28kPa；Pm為作用在消力池底板上的脈動壓力，其值可取躍前收縮斷

7、面流速 水頭的5%，經(jīng)計(jì)算為2.86kPa；丫 b為消力池底板的飽和重度，取25KN/m3。取兩者計(jì)算最大值，消力池底板厚度取0.99m。e. 海漫長度計(jì)算海漫長度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Lp= K H =12 .,13.31. 4.11 =62.33mK為系數(shù)，取12； H為水閘上下游水位差，為 4.11m；q為消力池出口單寬流量，為13.31m3s.m。f. 海漫末端的河床沖刷坑深度 dm計(jì)算dm=1.1hm=1.1 13.313=1.88m。v。3.0式中，qm為海漫末端的單寬流量，取13.31m3s.m；V0為河床土質(zhì)允許不沖流速，因海漫下游拋填塊石，取V0=3.Om/s；hm為海漫末端河床水深

8、，取3.0m。經(jīng)計(jì)算，海漫末端的沖刷坑深度 dm為1.88m。2.2內(nèi)海排水內(nèi)海排水時，內(nèi)海水面高程取 2.50m，外海水面高程取-3.03m。中間三孔放 空閘，底板高程為-4.0m，兩側(cè)八孔防潮閘底板高程為2.0m，每孔閘凈寬度為10m。 閘室泄流量為Q=856.95m3s，消力池段平均寬度取B=150m，單寬流量 q=Q/B=856.95 母50=5.71m3s。2.1.1計(jì)算收縮斷面水深a收縮斷面水深he的基本計(jì)算公式：Eo=憂2g 2hc2f 8.5 = hc5.7122 22 9.81 0.852hc式中，Eo為以下游河床為基準(zhǔn)面的泄水建筑物上游總水頭，為8.5m；q為收縮斷面處的單

9、寬流量，為 5.71m3s.m；g為重力加速度，取9.81m/W;書為流速系數(shù)，查水力計(jì)算手冊(2006年第二版)中表4-2-1,取 0.85。經(jīng)計(jì)算，得收縮水深hc=0.54m。b.收縮斷面水深hc的共軛水深hc”計(jì)算hc”匹(1 8Frc2 -1) = 0154C. 1 8 4.592 -1)=3.252 2式中，F(xiàn)re為收縮斷面弗勞德數(shù),Frc=4.59。hc ghcc. 水流銜接狀態(tài)的判別hc”3.25 ht=1.47m，為遠(yuǎn)離水躍，須采取工程措施，強(qiáng)迫水流發(fā)生臨界或 稍有淹沒的水躍。式中，ht為下游水深，為1.47m。d. 消力池的水力計(jì)算消力池的池深 S=c hc”-ht- z=1

10、.1)3.25-1.47-0.72=1.39m式中，c為安全系數(shù)，取1.1;ht為下游水深，為1.47m； z為消力池出口水面落差2 2 z 二2 - q 2 =0.72m2g 2ht2ghT為消力池末端升坎的流速系數(shù)，取0.95;hT為池末局部水深，hT= c hc” =1.13星5=3.58m消力池池長 L=6.9 (hc”-hc) =6.9 x(3.11-0.58) =17.46m。消力池底板厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求，按下式計(jì)算，并取其大值:抗沖：t=k1 q ：H=0.19,5.71 5.53 =0.69m。抗?。簍=k2U -WPm= 1.2咤空25=0.62m。式中，t為消力池底板

11、厚度； H閘孔泄水時的上、下游水位差，為 5.53m；ki為消力池底板計(jì)算系數(shù)，取0.19；k2為消力池底板安全系數(shù)，取1.2；U為作用在消力池底板地面的揚(yáng)壓力，經(jīng)計(jì)算為39.92kPaW為作用在消力池底板頂面的水重，經(jīng)計(jì)算為29.86kPa；Pm為作用在消力池底板上的脈動壓力，其值可取躍前收縮斷面流速 水頭的5%，經(jīng)計(jì)算為2.87kPa；丫 b為消力池底板的飽和重度，取25KN/m3。取兩者計(jì)算最大值，消力池底板厚度取0.69m。e. 海漫長度計(jì)算海漫長度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Lp= K . q . H =12 . 5.71 5.53 =43.97mK為系數(shù)，取12； H為水閘上下游水位差，為 5.53m；q為消力池出口單寬流