淤地坝设计计算最终版

按照校核流量，在设计好的溢洪道上校核计算
进口段坡度计算
在坡降为0.002638的迚口段中，计算此时迚水渠的水深值和流速值。
面积(A)/m2 进水渠水深（h）/m 进水群底宽(b)/m 进水渠侧坡(m) 粗糙度系数(n) 湿周(χ)/m 1.8779 10 1.5 0.015 13.38543237 水力半径(R)/m 泄洪流量(Q)/m /s 进水渠流速(v)/m/s 谢才系数(C) 纵坡降(i)
62.3595 9.81 10 1.5
1 1.501972649 1.462130623 1.465250314 1.465005741
ℎ_������=(������^2/������)^(1/3) (������+2������ℎ_ ������ )^(1/3)/(������+������ℎ_������ )
计算用栏 120 116 110 106.5 103.5 99.5 94.2 91 87.8 87.2 86 82.2 75 70 62 45 38 33 23 18 34 28 25 21.5 20 14 12 6 0
计算用栏2 18 17.4 16.5 15.975 15.525 14.925 14.13 13.65 13.17 13.08 12.9 12.33 11.25 10.5 9.3 6.75 5.7 4.95 3.45 2.7 0 0 0 0
ℎ_������=������/(������√(2������(������_0−ℎ_������ ) )) ℎ^′′=(������ℎ_������)/2 (√(1+(8������^2)/(������ℎ_������ ^3 ))−1) ������=1.25(ℎ^"−ℎ_������ )
12 1 10.14949889 2.6 5.196625 1.765034715 4.012027772
0.015 62.3595 0.15 10 1.5
1 0.419331579 0.424361309 0.424327392 0.424327621 0.42432762
ℎ=������(ℎ)=(������������/√������)^(3/5) [������+2ℎ√(1+������ ^2 )]^(2/5)/((������+������ℎ) )
水力半径(R)/m 泄洪流量(Q)/m /s 进水渠流速(v)/m/s 谢才系数(C) 纵坡降(i)
3
1.262365832 62.3595 3.999615081 69.30633702 0.002638185
Q=������×������×√������������ ������=1/������ ������^(1/6)
2
试算 0.387858418 0.375500459 0.375262998 0.37525844 0.375258352 0.375258351
0.387858418 0.375500459 0.375262998 0.37525844 0.375258352 0.375258351 1.8 消力池长度（L）/m 淹没式水跃验证
陡坡段临界水深
1
梯形断面陡槽，在已有条件下，根据试算公式，得到临界水深。
临界水深 泄洪流量(Q)/m /s 重力加速度(g)/m2/s 渠底宽度(b)/m 侧渠坡度(m)
3
试算 1.501972649 1.462130623 1.465250314 1.465005741 1.465024913 1.46502341 1.465023528 1.465023519 1.465023519
挖深 2.052763703 3.452763703 4.552763703 6.027763703 7.577763703 8.977763703 10.1827637 11.7027637 13.2227637 15.1327637 16.9527637 18.3827637 19.3027637 20.5527637 21.3527637 19.8027637 17.7527637 15.0027637 11.5027637 11.7527637 9.802763703 8.052763703 6.052763703 4.052763703
临界坡度为0.00222，而陡坡段的坡度为0.15，由此，我们的陡坡段为陡坡。
计算正常水深
梯形断面的陡槽，按照试算公式，计算正常水深。
正常水深 渠道糙率（n） 泄洪流量(Q)/m /s 溢洪道底坡(i) 渠道宽度(b)/m 侧墙坡度(m)
3
试算 0.419331579 0.424361309 0.424327392 0.424327621 0.42432762 0.42432762 0.42432762 0.42432762 0.42432762
������_������=������/(������������_������^2 )×������_������/������_������ =(������_泄^2)/(������_������^2 ) ������_������=������_������×������_������×√(������_������ )
按照设计流量，对地形图上绘出的溢洪道进行水力计算。
计算进口段坡度
此处，当迚口段流速在4m/s时，按照明渠均匀流公式，我们计算此时需要的坡降。
进水渠水深（h）/m 进水群底宽(b)/m 进wenku.baidu.com渠侧坡(m) 粗糙系数(n) 湿周(χ)/m 面积(A)/m
2
1.304054007 10 1.5 0.015 12.35091679 15.59137536
临界水深(hk)/m
2.151389279
2.15119266 2.151411538 2.151386755 2.151389561 2.151389243 2.151389279
临界坡度计算
当校核洪水通过，计算此时的临界坡度值。
临界水深(hk)/m 宽度(b)/m 侧墙坡度(m) 泄洪流量(Q)/m3/s 粗糙系数(n) 谢才系数(Ck)
25.09370901 1.096702279
水跃安全系数为1.096，符合要求，消力池长度为25.09m,此时尾水渠水深值为2.6m。
尾水渠水力计算
按照水深值为2.6m的要求，计算此时的坡降是多少。
尾水渠水深(h)/m 尾水渠底宽(b)/m 尾水渠侧坡(m) 粗糙度系数(n) 湿周(χ)/m 面积（A）/m
2.151389279 10 1.5 117.2117647 0.015 72.11814601
湿周(χk)/m 水力半径(Rk)/m 断面面积(A)/m 流量模数(Kk) 临界底坡(ik)
117.2117647 9.81 10
临界水深 1 2.287570098
试算 2.287570098 2.136061541
3
侧渠坡度(m)
1.5
2.136061541 2.153125908
2.153125908 2.15119266 2.151411538 2.151386755 2.151389561 2.151389243 2.151389279 计算此时的临界水深值为2.15m。这是陡坡段的第一个水深值。
由计算结果可知，进口段的坡降为0.002638，此时的进水渠水深会达到1.304m。
绘制开挖示意图
从图表中，以溢洪道末端出口处为原点，沿溢洪道建一条坐标轴，读出可分辨的海拔高度，与计算出的渠底高度相比，得出挖深。
单位：m
距离 0 4 10 13.5 16.5 20.5 25.8 29 32.2 32.8 34 37.8 45 50 58 75 82 87 97 102 120 126 129 132.5 134 140 142 148 154
临界水深(hk)/m
1.465023519
1.465024913 1.46502341 1.465023528 1.465023519 1.465023519
我们最终得到临界水深为1.465m。
计算临界坡度
由课本上的公式计算临界坡度。
临界水深(hk)/m 宽度(b)/m 侧墙坡度(m) 泄洪流量(Q)/m /s 粗糙系数(n) 谢才系数(Ck)
海拔/m 800 802 804 806 808 810 812 814 816 818 820 822 824 826 828 829 828 826 824 825 825.75 824 822 820 818 816 814 812 810
渠底高度 797.9472363 798.5472363 799.4472363 799.9722363 800.4222363 801.0222363 801.8172363 802.2972363 802.7772363 802.8672363 803.0472363 803.6172363 804.6972363 805.4472363 806.6472363 809.1972363 810.2472363 810.9972363 812.4972363 813.2472363 815.9472363 815.9472363 815.9472363 815.9472363 815.9472363 815.9630654 815.9683418 815.9841709 816
10 1.5 0.15 0.015
陡坡段长度(L)/m 终点水深(h)/m 终点流速(v)/m/s 掺气后加值hB/m
121.3424905 0.42432762 13.81665548 0.058627885
2
流量(Q)/m3/s 进口水深(h)/m
62.3595 1.465023519
安全加高(h')/m 边墙高(H)/m
3
24.06876262 1.798131129 117.2117647 4.869870819 73.51550883 0.002440369 此坡度下，校核洪水通过，其水深值为1.87m,并且，此时流速为4.86m/s 。满足要求。
陡坡段临界水深计算
当校核洪水通过，计算梯形断面的临界水深。
泄洪流量(Q)/m3/s 重力加速度(g)/m2/s 渠底宽度(b)/m
3
1.465023519 10 1.5 62.3595 0.015 68.42746616
湿周(χk)/m 水力半径(Rk)/m 断面面积(A)/m 流量模数(Kk) 临界底坡(ik)
2
15.28221742 1.169311728 17.86967606 1322.246089 0.002224235
1 1.482955505
陡坡段长度为121.342m,此时已经达到正常水深，即0.4243m。
消力池水力计算
建设消力池，消力池宽度定位12m,淹没式水跃的安全因素，计算如下：
hc 1 溢洪道洪水流量(Q)/m/s 62.3595 消力池宽度(b)/m 流速系数(φ) 断面比能E0/m 尾水渠水深ht/m 单宽流量q/m /s 消力池水深s/m 跃后水深h''/m
2
2.6 12 1.5 0.015 16.68721666 41.34
水力半径（R）/m 流量（Q）/m /s 流速（v）/m/s 谢才系数(C)/m/s 坡降(i)
3
2.477345434 62.3595 1.508454282 77.54845841 0.000152732
坡降为0.0001527，此时的流速为1.5m/s，满足不淤流速的条件。
正常水深(h)/m
0.42432762
0.42432762 0.42432762 0.42432762 0.42432762
正常水深为0.4243m，这是陡坡段水深在降水曲线下最终要达到的水深。
水面曲线绘制
计算出陡坡段长度，在此长度下，在水面曲线上，找出水深值。
渠底宽度(b)/m 侧墙坡度(m) 渠道底坡(i) 粗糙系数(n)
0.052763703 2.052763703 0.036934592 0.036934592 0.031658222 -1.968341778 0.015829111 -3.984170889 0 -6
根据计算值，此时溢洪道的挖深最深会达到21.4m，考虑当地的经济情况，确定可行性。在必要的情况下，可以修建隧道。