河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí)例

河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí)例一、資料及任務(wù)某水庫的帶胸墻的寬頂堰式河岸溢洪道，用弧形閘門控制泄流量，如圖17.7所示，溢洪道共三孔，每孔凈寬10米。閘墩墩頭為尖圓形，墩厚2米，翼墻為八字形.閘底板高程為33.00米。胸墻底部為圓弧形，圓弧半徑為0.53米，墻底高程為38.0米。閘門圓弧半徑為7.5米，門軸高程為38.00米。閘后接第一斜坡段，底坡i1=0.01，長度為100米。第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i2=1/6，水平長度為60米。第二斜坡段末端設(shè)連續(xù)式挑流坎，挑射角。上述兩斜坡段的斷面均為具有鉛直邊墻，底寬的矩形斷面。其余尺寸見圖7。溢洪道用混凝土澆筑，糙率n=0.014。溢洪道地基為巖石，在閘底板前端設(shè)帷幕灌漿以防滲。

水庫設(shè)計(jì)洪水位為42.07米，校核洪水位為42.40米，溢洪道下游水位與流量關(guān)系曲線見圖17.8。當(dāng)溢洪道閘門全開，要求：1.繪制庫水位與溢洪道流量關(guān)系曲線；2.繪制庫水位為設(shè)計(jì)洪水位時的溢洪道水面曲線；3.計(jì)算溢洪道下游最大沖刷坑深度及相應(yīng)的挑距。圖17.7二、繪制庫水位與溢洪道流量關(guān)系曲線（一）確定堰流和孔流的分界水位寬頂堰上堰流和孔流的界限為：閘門全開時，閘孔高度：則堰流和孔流分界時的相應(yīng)水頭為：所以，堰流和孔流的分界水位即：庫水位在40.7米以下按堰流計(jì)算；庫水位在40.7米以上按孔流計(jì)算。（二）堰流流量計(jì)算

因閘后為陡坡段，下游水位較低，不致影響堰的過水能力，其流量可按寬頂堰自由出流流量公式（8.11）計(jì)算：式中溢流寬度因溢洪道上游為水庫，，則溢洪道進(jìn)口為上游面傾斜的寬頂堰，上游堰高斜面坡度為1：5，則（為斜面與水平面的夾角）寬頂堰流量系數(shù)m可按及由表9.4查得側(cè)收縮系數(shù)ε按式（9.12）計(jì)算：其中孔數(shù)n=3；對尖圓形閘墩墩頭，；對八字形翼墻，

設(shè)一系列庫水位，計(jì)算相應(yīng)的H,m,ε和Q,計(jì)算成果列于表8。表8

35.02.02.832.50.3820.98414237.04.08.001.250.3830.96539439.06.014.700.830.3830.95271340.77.721.360.650.3840.9381024

（三）孔流流量計(jì)算

因胸墻底緣為圓弧形，閘孔流量可按具有圓弧底緣的平面閘門下自由孔流流量公式計(jì)算：已知；；自由孔流流量系數(shù)，由表9.14取閘孔流速系數(shù)，垂向收縮系數(shù)按式計(jì)算：

其中系數(shù)而門底（即胸墻底）圓弧半徑則:設(shè)一系列庫水位，計(jì)算一系列相應(yīng)的H,ε，μ，及Q,計(jì)算成果列于表17.9.表17.9備注40.707.700.6500.8300.78898841.508.500.5880.8210.780108642.079.070.5510.8150.7741150為設(shè)計(jì)洪水位42.409.400.5320.8130.7721186為校核洪水位

按表17.8及表17.9的數(shù)據(jù)繪制庫水位與溢洪道流量關(guān)系曲線于圖17.9.三、繪制庫水位為設(shè)計(jì)洪水位時的溢洪道水面曲線

水庫設(shè)計(jì)洪水位為42.07，由表17.9知相應(yīng)閘上水頭為9.07米及相應(yīng)設(shè)計(jì)流量為1150米3/秒。溢洪道水面曲線：閘門后水平段第一斜坡段第二斜坡段現(xiàn)分別計(jì)算各段的水面曲線十二條水面曲線十二條水面曲線十二條水面曲線十二條水面曲線十二條水面曲線水面曲犧線計(jì)算燈方法分段丙求和小法水力指材數(shù)法數(shù)值積媽分法（一辰）閘綠門后季水平而段1、判斷廉水面曲雙線形式由圖17.謹(jǐn)7知閘門疏后水平煩段長度滑為14.沙1米。當(dāng)庫水結(jié)位為設(shè)膽計(jì)洪水桶位時，通由表17糞.9知垂些向收脾縮系數(shù)ε′失=0暮.8欠15故閘門隱后收縮噸斷面水欣深閘孔蹈單寬凳流量臨界管水深因際，閘潮后水活平段角水面挨曲線秩為危型臣壅水駛曲線椅。（一）翻閘門后正水平段收縮斷氧面至閘懶門的水踐平距離噴約為已接近皮水平段拳末端，注曲炎線長僅1.度6米析，不調(diào)必計(jì)莫算。參照塵值，奪取水辨平段挺末端屯水深殿為4.1米。（二）禿第一斜銷坡段1.判別復(fù)底坡纖類型底坡察的類變型：儉正坡列（i＞0）平坡蓮（i=0）負(fù)坡（i＜0）正坡級的類顯型：代陡坡浮（i＞ik）--騾h0＜hk，N-航N在K-孕K線之下臨界海坡（i=ik）--h0=hk，N-N與K-角K線重卵合緩坡（i＜ik）--h0＞hk，N-N在K-區(qū)K線之謊上先求正袖常水深h0:底坡i1=0君.0罩1，底寬B1香=3猛4米丹，矩弱形斷桂面邊定坡系掃數(shù)m=0，糙舌率n=與0.請01苗4，均勻選流流量剛模數(shù)由附神錄圖蠅解Ⅱ查得潮，則H0=0.傘078來5B=恒0.0鋒785廊×34亮=2.百67(米)再求臨架界水深hk:求得hk=5抹.0鞭4(米)。因h0＜hk，故嶺底坡壟為陡墓坡（i＞ik）。2.用水力殺指數(shù)法磚計(jì)算水網(wǎng)面曲線因第一晶斜坡段服控制斷哄面水深(即閘后殊水平段遺末端水涌深)，則水力物指數(shù)水面曲匹線按下陽式計(jì)算迷：式中笛；棟按攏及拒值由甩附錄魄表Ⅰ查得。曾設(shè)一系策列h值，藝計(jì)算訴相應(yīng)曾的及置值出。計(jì)算喊成果勤列于斗表17.康10.第一斜跟坡段長10絲式0米，用內(nèi)峽插法乒求得趨其末送端水俱深為3.夜85米。如：h1=4.獸1m,尊h2=4.老0mη1=h1/h0=4扭.1弦/2廚.6失7=丙1.于53印6η2=h2/h0=4示.0悠/2怠.6羅7=厘1.盟49待8Φ(折η1)=淡0.飯24蒙0Φ(網(wǎng)η2)=叨0.穗25痛5Δη胞=1估.4皇98粘-1汁.5博36首=-杯0.姓03愈8Δφ(躍η)=雕0.2叉55-凍0.2喊40=采0.0毅155.糞15特Δφ厲(η趣)=描5.獻(xiàn)15毫×0滲.0療15窮=0惑.0致77這3Δη紗+5巨.1果5Δ捧φ(睛η)較=-夾0.詳03竭8+川0.畝07艦73洪=0殼.0蹤蝶39奪3l=2白67[纖Δη+恨5.1沫5Δφ栗(η)倍]=2鋤67×聽0.0難393理=10晝.49肯(m)表17.慰10

4.104.003.903.804.003.903.803.701.5361.5001.4611.4251.5001.4611.4251.3860.2400.2550.2720.2900.2550.2720.2900.313-0.036-0.075-0.111-0.1500.0140.0310.0490.0720.07210.15970.25200.37100.03610.08470.14100.22109.6022.637.659.09.6032.269.8128.8（三熱）第校二斜賽坡段因底虜坡i2=1臉/6，i2＞i1，故第二中斜坡段泥為陡坡豬。第二報斜坡項(xiàng)段水墓平長置度為60米，始錢末高程朝差=系32斷-2砍2=總10（米涂），器則第臟二斜承坡段教長度=（602+102）1/荷2=6哲0.憑8(米)以第一思斜坡段象末端水交深h=3線.85頂m作為炸第二滑斜坡織段的控制收斷面水手深，用談水力指憶數(shù)法計(jì)太算該段盼的水面曲線永。省做略計(jì)進(jìn)算過籮程，象其計(jì)禍算成易果列蓋于表17.誤11.用內(nèi)插錘法求得跟第二斜村坡段末撲端水深唐為1.9斬8米。表17擦.1速13.853.403.002.602.202.003.403.002.602.202.001.904.105.0012.420.316.212.14.109.1021.541.858.070.1根據(jù)表17由.1園0和17盡.1里1的水面訪曲線計(jì)駛算成果堆即可確館定溢洪冒道邊墻相高度。蹄由于第明二斜坡像段上水母流流速嫌較大，店水中可概能摻氣戴，在確存定邊墻城高度時四應(yīng)考慮臺由于摻雪氣增加葛的水深屯，一般卡可增加虧純水水輪深的20欣%。四、放計(jì)算久溢洪衣道下茅游最消大沖竭刷坑牢深度稻及相應(yīng)揀挑距雕，并風(fēng)核算滑沖坑否對建怠筑物們安全僑的影響（一）瘦計(jì)算最付大沖刷叢坑深度T1、先計(jì)破算沖刷群坑最低識高程沖坑粥高程=下游水斯位-沖坑水調(diào)深tp而tp可按下劈燕式計(jì)算抖：式中q為單虎寬流建量；Z為上下理游水位踩差，可吊根據(jù)流跟量分別污由圖17.貝9及圖17.蠅8查得丈。設(shè)一系曾列流量紋值，求欲出一系涂列相應(yīng)綢的沖勇刷坑高暖程，繪勻制沖刷腎坑高程像與流訓(xùn)量關(guān)系六曲線，蜓即可找皇出沖刷渡坑最低翻高程及擾相應(yīng)流胸量。計(jì)倦算成果胡列于表17智.1妨2.按表17鞏.1綁2的數(shù)申據(jù)繪富制沖輸刷坑涉高程途與流昨量關(guān)緩系曲默線于旁圖17寨.1影0.由圖查改得沖刷組坑最低淋高程為6.輔3米，宅相應(yīng)珠的流駝量為.表17.心12115033.85.6142.0722.020.072.1215.406.60100029.45.4240.5520.719.852.1114.326.3890026.55.1540.0320.020.032.11513.626.3880023.54.8539.5019.520.002.11512.836.6770020.64.5438.9319.019.932.1111.987.0250014.73.8337.7018.019.702.10510.087.923008.82.9736.3616.919.462.107.809.10由圖17.鞭7知挑流愿坎末端遣地面高精程為18.腐0米，則沖猴刷坑害最大少深度悠為：T=地面民高程-沖坑最挨低高程=1竿8.贈0-疑6.責(zé)3=穗11俘.7米（二）到計(jì)算最查大沖刷涂坑深度筒的相應(yīng)藥挑距L2——挑流坎轎末端至禿沖坑最雅低點(diǎn)的罷水平距危離=L較1+魯l1、計(jì)序算L1已知腳挑射岔角α