河岸溢洪道水力计算.pptVIP

一、资料及任务 某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪 道，用弧形闸门控制泄流量，如图17.7所 示，溢洪道共三孔，每孔净宽10米。闸墩 墩头为尖圆形，墩厚2米，翼墙为八字形. 闸底板高程为33.00米。 胸墙底部为圆弧 形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.0 米。闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。 图17.7 自由孔流流量系数 ， 由表9.14取闸孔流速系数 ，垂向收缩系数 按式计算： 表17.9 2.用水力指数法计算水面曲线 因第一斜坡段控制断面水深(即闸后水平段末端水深)，则 水面曲线按下式计算： 如：h1=4.1m, h2=4.0m 根据表17.10和17.11的水面曲线计算成果即可确定溢洪道边墙高度。由于第二斜坡段上水流流速较大，水中可能掺气，在确定边墙高度时应考虑由于掺气增加的水深，一般可增加纯水水深的20%。  设一系列流量值，求出一系列相应的冲刷坑高程，绘制冲刷坑高程与流量关系曲线，即可找出冲刷坑最低高程及相应流量。计算成果列于表17.12.按表17.12的数据绘制冲刷坑高程与流量关系曲线于图17.10.由图查得冲刷坑最低高程为6.3米，相应的流量为 . 表17.11 70.1 58.0 41.8 21.5 9.10 4.10 12.1 16.2 20.3 12.4 5.00 4.10 1.90 2.00 2.20 2.60 3.00 3.40 2.00 2.20 2.60 3.00 3.40 3.85 四、计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及 相应挑距，并核算冲坑对建筑物安全的 影响 （一）计算最大冲刷坑深度T 1、先计算冲刷坑最低高程 冲坑高程=下游水位-冲坑水深tp 而tp可按下式计算： 式中 q为单宽流量； Z为上下游水位差，可根据流量分别由图17.9及图17.8查得。 * §3 河岸溢洪道水力计算实例 闸后接第一斜坡段，底坡i1=0.01，长度为100米。 第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i2=1/6，水平长度为60米。 第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角。上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙，底 宽的矩形断面。其余尺寸见图7。溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014 。 溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。 水库设计洪水位为42.07米，校核洪水位为42.40米， 溢洪道下游水位与流量关系曲线见图17.8。当溢洪道 闸门全开，要求： 1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。 二、绘制库水位与溢洪道流量关系曲线 （一）确定堰流和孔流的分界水位 宽顶堰上堰流和孔流的界限为： 闸门全开时，闸孔高度： 则堰流和孔流分界时的相应水头为： 所以，堰流和孔流的分界水位 即：库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在 40.7米以上按孔流计算。 （二）堰流流量计算 因闸后为陡坡段，下游水位较低，不致影响堰 的过水能力，其流量可按宽顶堰自由出流流量公式 （9.1）计算： 式中溢流宽度 因溢洪道上游为水库， ，则 溢洪道进口为上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高 斜面坡度为1：5，则 （为斜面与水平面的夹角） 宽顶堰流量系数m可按 及由表9.4查得 侧收缩系数ε按式（9.12）计算： 其中孔数n=3 ； 对尖圆形闸墩墩头， ； 对八字形翼墙， 设一系列库水位，计算相应的H,m ,ε和 Q,计算 成果列于表8。 表8 1024 0.938 0.384 0.65 21.36 7.7 40.7 713 0.952 0.383 0.83 14.70 6.0 39.0 394 0.965 0.383 1.25 8.00 4.0 37.0 142 0.984 0.382 2.5 2.83 2.0 35.0 （三）孔流流量计算 因胸墙底缘为圆弧形，闸孔流量可按具有圆弧底缘的平面闸门下自由孔流流量公式计算： 已知 ； ； 其中系数 而门底（即胸墙底）圆弧半径 则: 设一系列库水位，计算一系列相应的H,ε，μ， 及Q,计算成果列于表17.9. 为校核洪水位 1186 0.772 0.813 0.532 9.40 42.40 为设计洪水位 1150 0.774 0.815 0.551 9.07 42.07 1086 0.780 0.821 0.588 8.50 41.50 988 0.788 0.830 0.