河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí) 例

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1、河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí)例一﹑資料及任務(wù)某水庫(kù)的帶胸墻的寬頂堰式河岸溢洪道，用弧形閘門(mén)控制泄流量，如圖15.7所示。溢洪道共三孔，每孔凈寬10米。閘墩墩頭為尖圓形(半圓形)，墩厚2米。翼墻為八字形（折線形），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38.00米。閘門(mén)圓弧半徑為7.5米，門(mén)軸高程為38.00米。閘后接第一斜坡段，底坡=0.01，長(zhǎng)度為100米。第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i=1:6，水平長(zhǎng)度為60米。第二斜坡段末端設(shè)連續(xù)式挑流坎，挑射角25°（30）。上述兩斜坡段的斷面均為具有鉛直邊墻（矩形斷面），

2、底寬B=34米的矩形斷面，其余尺寸見(jiàn)圖15.7。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(kù)設(shè)計(jì)洪水位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(jiàn)圖15.8。當(dāng)溢洪道閘門(mén)全開(kāi)，要求：1.1.繪制庫(kù)水位與溢洪道流量關(guān)系曲線；2.2.繪制庫(kù)水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的溢洪道水面曲線；3.3.計(jì)算溢洪道下游最大沖刷坑深度及相應(yīng)的挑距。圖7圖8二﹑繪制庫(kù)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0.65。閘門(mén)全開(kāi)時(shí)，閘孔高度=38.0－33.0=5.0

3、米，則堰流和孔流分界時(shí)的相應(yīng)水頭為=米?堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。庫(kù)水位在40.7米以下按堰流計(jì)算；庫(kù)水位在40.7米以上按孔流計(jì)算。（二）堰流流量計(jì)算堰流流量按下式計(jì)算：式中溢流寬度B=nb=3×10=30米。因溢洪道上游為水庫(kù)，≈0則≈。溢洪道進(jìn)口上游面傾斜的寬頂堰，上游堰高a=33.0－32.5=0.5米，斜面坡度為1：5，則=5（為斜面與水平面的夾角），寬頂堰流量系數(shù)m可按及ctg由表11.7查得；側(cè)收縮系數(shù)按下式計(jì)算：1－0.2[(n－1)]其中孔數(shù)n=3；對(duì)尖圓形閘墩墩頭，0.25；對(duì)八字形翼墻，0.7。因閘

4、后為陡坡段，下游水位較低，不致影響堰的過(guò)水能力，為寬頂堰自由出入流，取1。設(shè)一系列庫(kù)水位，計(jì)算相應(yīng)的H，m，和，計(jì)算成果列于表1表1庫(kù)水位（米）（米）?m?(米/秒)35.037.039.040.72.04.06.07.72.838.0014.7021.360.250.1250.0830.0650.3820.3830.3830.3840.9840.9650.9520.9381423947131024（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(mén)下自由孔流流量公式計(jì)算Q=eB已知=5.0米，B=30米，H≈H自由孔流流量系

5、數(shù)，由表11.12取閘孔流速系數(shù)0.95，垂向收縮系數(shù)按式計(jì)算：?其中系數(shù)k=，而門(mén)底（即胸墻底）圓弧半徑r=0.53米，，則==0.073?設(shè)一系列庫(kù)水位，計(jì)算一系列相應(yīng)的H，,及Q，計(jì)算成果列于表2庫(kù)水位（米）H（米）(米/秒)備注40.7041.5042.0742.407.70.8.509.079.400.6500.588.0.5510.5320.8300.8210.8150.8130.7880.7800.7740.772988108611501186??為設(shè)計(jì)洪水位為校核洪水位圖9按表1及表2的數(shù)據(jù)繪制庫(kù)水位與溢洪道流量曲線于圖三﹑繪制庫(kù)

6、水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的溢洪道水面曲線水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為42.07米，由表2知相應(yīng)閘上水頭為9.07米及相應(yīng)設(shè)計(jì)流量為1150米秒。溢洪道水面曲線由閘門(mén)后水平段、第一斜坡段及第二斜坡段上的水面曲線所組成?，F(xiàn)分別計(jì)算各段的水面曲線。（一）??（一）??門(mén)后水平段由圖15.7閘門(mén)后水平段長(zhǎng)度為14.1米。當(dāng)庫(kù)水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，由表2知垂向收縮系數(shù)=0.815，故閘門(mén)后收縮斷面水深=e=0.815×5.0=4.08米閘孔單寬流量米3/秒/米臨界水深==5.31米因，閘后水平段水面曲線為型壅水曲線。收縮斷面至閘門(mén)的水平距離為2.5e=2.5×5.0=12.5

7、米，已接近水平段末端，曲線長(zhǎng)僅1.6米，不必計(jì)算。參照值，取水平段末端水深為4.1米。（二）??（二）??第一斜坡段1、判別底坡類(lèi)型。先求正常水深：底坡0.01，底寬34米，矩形斷面邊坡系數(shù)0，糙率n＝0.014，均勻流流量模數(shù)K11500米/秒?=76.7由附錄圖解Ⅱ查得0.0785，則0.0785B=0.0785×34=2.67米再求臨界水深：????表15.10h(米)A(米)(米)R(米)R(米)C(米秒)v(米/秒)(米)E(米)4.104.003.903.803.703.603.50139.4136.0132.6129.2125.81

8、22.4119.042.242.041.841.641.441.241.03.3033.2383.1723.1063.0392.9712