WES溢流堰堰面设计.xlsVIP

WES堰设计计算 Print_Area 工程名称： XXXXXXX溢洪道工程 计算时间： 设计依据 《溢洪道设计规范》（SL253-2002） 基本资料 建筑物级别: 4级 溢流堰净宽B＝ m 堰后泄槽宽B泄＝ 上游校核洪水位 (P＝0.1%) Z1＝ 校核洪水标准下泄流量Q校＝ m3/s 上游设计洪水位 (P＝1%) Z2＝ 设计洪水标准下泄流量Q设＝ 消能防冲标准水位 (P＝3.33%) Z3＝ 消能防冲标准下泄流量Q消＝ 设计堰顶高程Z4＝ 上游引渠底板高程Z5＝ 与堰下游反弧面相接的泄槽纵坡i＝ 溢流堰共分 孔，中墩厚度d＝ 校核流量下的堰上水头Hmax＝ 上游堰高P1＝ 堰面曲线选择 （1）根据规范2.3.3条，控制堰的型式应根据地形、地质条件、水利条件、运用要求，通过技术经济 综合比较选定。堰型可选用开敞式或带胸墙孔口式的实用堰、宽顶堰、驼峰堰等型式。开敞式溢流堰有较 大的超泄能力，宜优先选用。 本工程选用开敞式实用堰。 （2）按规范3.3.1条，采用开敞式实用堰时，堰顶下游堰面宜优先采用WES型幂曲线，堰顶上游堰头可 采用双圆弧、三圆弧或椭圆曲线。 本工程下游堰面选用WES幂曲线（按附录A.1.1-1式），上游堰头为三圆弧，上游面铅直。 （3）简图如下： 下游堰面曲线计算 取堰面曲线定型设计水头Hd＝ Hmax ＝ 1.33Hd＝ P1/Hd＝ 1.0，取k＝ 由于上游堰面铅直，即△y╱△x＝3∶0，故取n＝ 将数据代入 ，即得下游堰面曲线方程： x1.85＝ 幂曲线末端端点计算 设计幂曲线末端端点切线坡率m＝ 对堰面幂曲线一阶求导得：dy/dx＝ 由1/m＝dy/dx得幂曲线末端点A点坐标： Xa＝ Ya＝ A点高程＝ 堰顶下游幂曲线坐标表 X Y 上游堰面三圆弧曲线计算 堰顶O点上游三圆弧半径R及端点X坐标计算表 Hd 第一段圆弧 第二段圆弧 第三段圆弧 X1=－0.175Hd R1＝0.5Hd X1=－0.276Hd R1＝0.2Hd X1=－0.282Hd R1＝0.04Hd 溢流堰幂曲线下游特征点坐标计算 ①计算简图中B点坐标（Xb，Yb）按下式计算： Xb＝Xa+L1 Yb＝Ya+L1/m 式中：L1为A、B点间水平距离 设计幂曲线末端 接直线段 即L1＝ m，则B点座标为： Xb＝ Yb＝ B点高程＝ ②反弧末端C点坐标（Xc，Yc）及圆心O2点坐标（Xo，Yo）按下式计算： Xo＝Xb＋Rsin[ATAN(1/m)] Yo＝Yb－Rcos[ATAN(1/m)] Xc＝Xo－Rsin[ASIN(i)] Yc＝Yo＋Rcos[ASIN(i)] 式中： m…幂曲线末端切线坡率(或直线段坡率)，m＝ R…反弧半径，根据规范3.3.8条，取3～6倍反弧最低点最大水深，流速大时取大值，初取R＝ i…与反弧面相接的泄槽纵坡，本工程i＝ 反弧曲面末端端点C及其圆心O2点坐标计算表 R i Xb Yb Xo Yo Xc Yc 反弧低点(C)高程Z6＝ 反弧圆心O2点高程＝ ③反弧半径R复核： 堰后泄槽为矩形断面，反弧低点临界水深hk及临界底坡ik按下式求取： Ak＝Bkhk χk＝Bk＋2hk Rk＝Ak／χk q…泄槽单宽流量，m3/s.m α…动能修正系数，取 g…重力加速度，g=9.81 Bk…泄槽宽度，m Ak…临界水深断面面积，m2 χk…临界水深断面湿周，m； Rk…临界水深断面水力半径，m Ck…谢才系数； n…糙率，可按表A.7查取，本工程取n＝ 临界底坡ik和临界水深hk计算表 Q Bk q n Ak χk Rk Ck hk ik ik，反弧低点收缩断面水深h1 hk， h1按规范A.3.1-3式计算： h1＝q／φ√2g(H0-h1cosθ) q…计算断面单宽流量，m3/s.m H0…计算断面渠底以上总水头，H0＝H＋v2／g，本工程行近流速v＝ m3/s，H0＝ θ…泄槽底坡坡角，cosθ＝ φ…计算断面流速系数，取0.95 h1试算表 h1 q／φ√2g(H0－h1cosθ) h1＝ 计算断面流速v1＝q／h1＝ 根据规范3.3.8条，反弧半径R应为h1的3～6倍，即 按《水力计算手册》式（3-2-2）计算的反弧半径： H…堰前水头，m v…堰址处流速，即v1，m3/s 计算得： x＝ R＝ 泄流能力校核 开敞WES型实用堰的泄流能力按规范A.2.1-1式计算： Q＝cmεσεsB√2gH03/2 ε＝1-0.2[ξK＋(n－1)ξ0]H0／nb (适用于H0／b≤1.0，当H0／b＞1.0时，H0／b仍取值1.0) Q…流量，m3/s B…溢流堰总净宽，m，B＝nb b…单孔宽度，m n…闸孔数目 H0…计入行近流速的堰上总水头，m，H0＝H＋v2／2g g…重力加速度，m/s2 m…二维