溢洪道泄槽水面线计算
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溢洪道水面线水力计算溢洪道水面线水力计算是指在溢洪道工程设计中,对溢洪道水面的高程进行计算和确定的过程。
溢洪道水面线水力计算是设计溢洪道工程的基础任务之一,主要用于确定溢洪道的有效堤顶高度,以及判断溢洪流量和洪水对下游防洪安全的影响。
在进行溢洪道水面线的水力计算时,需要考虑以下几个方面的因素:1.水位变化规律:根据设计要求和地区实际情况,确定溢洪道水位变化规律,包括出口水位、最高水位和最低水位等。
这些水位变化规律是溢洪道水面线水力计算的基础,也是设计溢洪道参数的依据。
2.流量计算:通过水动力原理和流量公式,计算溢洪道的设计洪水流量。
洪水流量的计算需要考虑下游水位、流域面积、产流特征等因素。
常用的流量计算方法有三角洪水法、单峰洪水法和双峰洪水法等。
3.溢洪道断面选择:根据溢洪道的设计洪水流量和设计水位,在保持流量稳定的情况下选择合适的溢洪道断面,以满足设计要求。
根据溢洪道断面,可以计算出溢洪道的有效堤顶高度和水面线的高程。
4.水力计算:通过溢洪道的水力计算,确定溢洪道水面线的高程。
水力计算的主要内容包括流速计算、水深计算和堤顶高度计算。
其中,流速计算可以采用曼宁公式、剪应力公式等;水深计算一般根据不同的水位和槽坡来确定;堤顶高度计算需要考虑洪水流量、流速和水深等因素。
5.水面线确定:根据水力计算的结果,确定溢洪道水面线的高程。
水面线的高程应满足下游防洪安全的要求,并考虑水力平衡和溢洪道结构的要求。
水面线的确定一般采用一维水流模型计算,根据不同的水位和流量,得出水面线的高程曲线。
在进行溢洪道水面线水力计算时,需要使用一些计算软件和工具,如水力计算软件、一维水流模型等。
这些工具可以提供准确的计算结果,帮助工程师进行溢洪道水面线的设计和确定。
同时,还需要结合实际工程情况,考虑工程经济性、可行性和社会效益等因素,进行溢洪道水面线水力计算的优化设计。
溢洪道泄槽水面线计算溢洪道是一种用于控制洪水的重要工程结构,它通常用于大坝、堤防等水利工程中,以防止洪水超过设计水位而对工程造成损害。
溢洪道的设计是非常重要的,其中包括溢洪道的泄槽水面线计算。
溢洪道泄槽水面线的计算是指根据设计流量和溢洪道的几何参数,确定溢洪道在设计流量下的水面高度。
这个高度决定了溢洪道是否能够安全地承载洪水,并向下游稳定地排泄洪水。
溢洪道泄槽水面线计算的目标是确保洪水没有超过设计水位并保证结构的安全性。
溢洪道泄槽水面线计算的基本原理是根据斯图门公式,结合溢洪道的横截面形状和水流的特性,确定泄槽水面线的高程。
斯图门公式是描述开口岸壁流动的经验公式,它是根据流体力学原理推导出来的,可以用于计算泄槽的流量和水面线高程。
在进行溢洪道泄槽水面线计算时,需要考虑以下几个因素:1.设计洪水流量:根据历史洪水数据和洪水频率分析,确定设计洪水流量。
这是溢洪道泄槽水面线计算的基础。
2.溢洪道几何参数:包括溢洪道的长度、宽度、底板坡度等几何参数。
这些参数决定了溢洪道的容积和流速,对泄槽水面线的计算有重要影响。
3.溢洪道材料和岸壁形状:决定溢洪道摩擦阻力和建议流速。
摩擦阻力是影响水流速度和泄槽水面线高程的重要因素。
4.泄槽水面线计算方法:可以使用数值模拟方法或经验公式进行计算。
数值模拟方法可以考虑复杂的流动条件,但需要较为精确的参数输入。
经验公式简单易用,但对特定条件的适用性有限。
5.溢洪道的安全性评估:通过计算泄槽水面线的高程,可以评估溢洪道在设计洪水条件下的安全性。
如果溢洪道的泄槽水面线高于设计水位,说明结构安全;如果泄槽水面线低于设计水位,则需要重新设计溢洪道。
总之,溢洪道泄槽水面线的计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的交互影响。
合理的泄槽水面线计算可以保证溢洪道安全运行,防止洪水对工程造成损害。
因此,在进行泄槽水面线计算时,需要充分考虑洪水特性、溢洪道几何参数和水流动力学等方面的因素,选择适当的计算方法,确保计算结果的准确性和可靠性。
岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪,土石坝不允许水过坝顶,需要专门修建泄洪建筑物。
根据本工程的地形条件,上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽,所以选择溢洪道设置在大坝左岸,为带胸墙孔口式岸边溢洪道。
溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。
6.3.2 溢洪道引水渠为了使水流平缓,减小或不发生漩涡和翻滚现象,进口采用喇叭口,进口宽度B=50m.设计流速4m/s,横断面在岩基上接近矩形,边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5;采用梯形断面,进水渠的纵断面做成平底。
在靠近溢流堰前断区,由于流速较大,为了防止冲刷和减少水头损失,可采用混泥土护面厚度为0.5m。
6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。
溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,溢流堰作用是控制泄流能力,本次设计采用实用堰,优点是流量大,在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长,工程量小。
采用弧形闸门。
初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0堰顶高程H=1838=1858.22—H 0,则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为:320=Q ε溢式中:ε ——闸墩侧收缩系数,0.9; m ——流量系数,0.48:; g ——重力加速度,9.81 2m/s ; B ——堰宽,12m;水位为设计洪水位1858.22m 时,堰顶高程1838m ,设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.表6.3-1溢洪道宽顶堰堰宽计算(忽略流速)计算取b=28m,孔口数2孔,弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。
中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m.堰面曲线的确定开敞式堰面曲线,幂曲线按式(7-2)计算:1n n d x KH y -= (7-2)式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头,对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰,取Hd=(0.75~0.95)Hmax ,对于P1<1.33Hd 的低堰,取Hd=(0.65~0.85)Hmax ,Hmax 为校核流量下的堰上水头.x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标; n ——与上游堰坡有关的指数,见表A.1.1;k ——当p1/Hd>1.0 时,k 值见表A.1.1,当P1/Hd ≤1.0 时,取k=2.0~2.2。
1.下挖式消力池水跃形式
2.综合式消力池水跃形式
3.消力坎式消力池水跃形式
假设坎高C1 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8试算:H10 3.3553 3.2553 3.1553 3.0553 2.9553 2.8553判断:hs/H100.65570.64510.63390.62190.60910.5954查表得:σs0.9550.9610.9640.7680.9720.98假设流量系数m0.420.420.420.420.420.42计算:H10 3.1642 3.151 3.1445 3.659 3.1272 3.1102计算坎高C2 1.4911 1.5043 1.51080.9963 1.5281 1.5451 C2-C10.19110.10430.0108-0.6037-0.1719-0.2549取出合适的值 1.4 1.5
流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03重力加速度g 9.81下游底高程730.1
跃前水深(m)h c 0.165062
池宽(m)
b 8水跃淹没系数σj 1.05收缩断面流速
(m/s)v 125.44498收缩断面弗劳德数F r119.99605池出口下游水深
(m)h t 1.93
跃后水深(m)h c 4.585934水面跌差(m)ΔZ 0.228671消力池深度(m)S 2.66自由水跃长度(m)Lj 30.50402
消力池长度(m)
L k
流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03
重力加速度g 9.81下游底高程
730.1跃前水深(m)h c 0.165062池宽(m)
b 8
坎后下游水深(m)h t 1.93水跃淹没系数
σj 1.05单宽流量
q 4.2流量系数m 0.42坎后收缩断面水深h c10.706708坎顶总水头(m)H 10 1.720945坎高(m)c 0.980438坎后自由水跃长度L j28.440713坎后消力池长度
(m)L 2 6.76坎前收缩断面流速v 125.44498跃后水深(m)h c 4.585934收缩断面1弗劳德
数
F r 19.99605
坎段流速
v 20.872232坎段水深H 1 1.682169坎前消力池深度(m)S 2.152624坎后自由水跃长度
L j1
30.50402坎后消力池长度(m)
L 1
24.41
流量(m3/s)Q 80下游水位23.5重力加速度g 9.81下游底高程
20跃前水深(m)
h c
0.95
消力池出口段流速
系数
φ
0.95
消力池出口段流速
系数0.95φ一、基本参数0.95注:本公式池计算出的池深和池高是池内及坎后发生临界水跃的池深和池高,实际采用的池深比计算略大,实际采用的坎高比计算略小。
因此,常将坎和池底整体降低一个高程。
21.36~24.41
一、基本参数消力池出口段流速
系数φ
消力池出口段流速。