水闸计算表
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也适用于堰后消能
m/s 0m 440m 462m 24m3/s 1981.65m3/s 1981.650
调试
m 9m3/sm 82.569m m 24m
2411~1.050.80.7~0.81.05 1.05~1.10.950.95~1
m 4.720m
14.970
需要修建消力池m 26.7820.000m 4.122m 16.426m 3.4650.000m 4.782m 4.782m 84.897m
67.918
由最大流量确定
消能计算参考规范:SL265-2001水闸设计规范
闸后消力池计算
行进流速v 过闸单宽流量总势能T 下游河床高程泄洪流量Q
出池河床水深h's 上游闸前水位闸宽B
最大流量Q 总势能T 收缩水深h 跃后水深h 动能校正系数水跃长度校正系数β水跃淹没系数流速系数φ
收缩水深h 跃后水深h 消力池计算长度Lk
池首端宽度b 池末端宽度b 水跃长度L 出池落差△Z 池计算深度设计深度d 32220/2c c h T h q g αϕ-+
也适用于堰后消能
底宽b m 1.500
比降i-0.010
边坡系数m-0.000
规范P72糙率n-0.017
掺气修正系数ζ- 1.200
泄洪流量Q m3/s1981.650或输入h~Q关系式
水面宽B m 1.500
过水断面A m2408.850
湿周χm546.633
水力半径R m0.748
谢才系数C-56.044
计算流量Q'm3/s1981.650
平均流速V m/s 4.847
δ(0.000)
正常水深h0m272.567由最大流量确定。
水闸的波浪要素计算(完整版)实用资料(可以直接使用,可编辑完整版实用资料,欢迎下载)水闸波浪要素计算波浪要素可根据水闸运用条件,计算情况下闸前风向、风速、风区长度、风区内的平均水深等因素计算。
波浪压力应根据闸前水深和实际波态进行计算。
(1)平原、滨海地区水闸按莆田试验站公式计算20Vgh m和0V gT m:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm (1) 5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m m(2)式中 h m ——平均波高,m ;V 0——计算风速,m/s ,可采用当地气象台站提供的30年一遇10min 平均最大风速;D ——风区长度,m ,当对岸最远水面距离不超过水闸前沿水面宽度5倍时,可采用对岸至水闸前沿的直线距离;当对岸最远水面距离超过水闸前沿宽度5倍时,可采用水闸前沿水面宽度的5倍;H m ——风区内的平均水深,m ,可由沿风向的地形剖面图求得,其计算水位与相应计算情况下的静水位一致;T m ——平均波周期,S 。
(2)根据水闸级别,由下表查得水闸的设计波列累积频率P (%)值。
表1 P 值表(3)累积频率为P (%)的波高h P 与平均波高h m 的比值可由下表查得,从而计算出h P 。
表2 h p 与h m 的比值(4)按下式计算平均波长L m 值m m m L H thgT L ππ222= (3) 式中 H ——闸前水深,m 。
平均波长L m 值也可由下表查得。
表3 Lm 值标签:波长波高周期风区长度计算风速累积频率第34卷第4期广东海洋大学学报V ol.34 No.42021年8月Journal of Guangdong Ocean University Aug. 2021收稿日期:2021-03-17基金项目:广东省博士启动项目(1209386,广东海洋大学博士启动项目(E11098一种近岸波浪动能发电装置童军杰1,凌长明1,马晓茜2(1. 广东海洋大学工程学院,广东湛江524006;2. 华南理工大学电力学院广东广州510641摘要:设计了一种近岸波浪动能发电设备,其特有的双通道结构可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。
水闸设计计算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、初步设计兴化闸为无坝引水进水闸,该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成,本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案;并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等,绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。
二、设计基本资料1. 概述兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上,闸址地理位置见图。
该闸的主要作用有:防洪:当兴化河水位较高时,关闸挡水,以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田,保护下游的农田和村镇。
灌溉:灌溉期引兴化河水北调,以灌溉兴化渠两岸的农田。
引水冲淤:在枯水季节,引兴化河水北上至下游的大成港,以冲淤保港。
河兴化镇闸址位置示意图(单位:m)2.规划数据兴化渠为人工渠道,其剖面尺寸如图所示。
渠底高程为,底宽,两岸边坡均为1:2。
该闸的主要设计组合有以下几方面:兴化渠剖面示意图(单位:m)孔口设计水位、流量根据规划要求,在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉,引水流量为300m3/s,此时闸上游水位为,闸下游水位为;在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保港,引水流量为100m3/s,此时相应的闸上游水位为,下游为。
闸室稳定计算水位组合(1)设计情况:上游水位,浪高,下游水位。
(2)校核情况:上游水位,浪高,下游水位。
消能防冲设计水位组合(1)消能防冲的不利水位组合:引水流量为300m3/s,相应的上游水位,下游水位为。
(2)下游水位流量关系下游水位流量关系见表3. 地质资料闸基土质分布情况根据钻探报告,闸基土质分布情况见表根据土工试验资料,闸基持力层为坚硬粉质粘土,其内摩擦角ϕ=190,凝聚力C=;天然孔隙比e=,天然容重γ=m3,比重G=,变形模量E=4104⨯KPa;建闸所用回填土为砂壤土,其内摩擦角ϕ=260,凝聚力C=0,天然容重γ=18KN/m3;混凝土的弹性模量E h=710.32⨯KPa。
水闸过流计算①开敞式水闸过流计算a.当hs ≤ 0.72H 0时,过闸水流为自由出流,流量公式Q =εmB 2gH 03/2;b.当0.72H 0<hs≤0.9H 0时,过闸水流为淹没出流, 流量公式2/3002H g mB Q σε= 单孔闸:s s b b b b 0401171.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=σ 多孔闸,闸墩墩头为圆弧形时:()b z b z b zz b zb d b b b d b b d b b d b b NN ++⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-=221171.011171.0110040000400εεεεε 4.000131.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=H h H h s sσ式中:B 0---闸孔总净宽(m);Q---过闸流量(m 3/s);H 0---计入行近流速水头的堰上水头(m);g---重力加速度,可采用9.81(m/s 2);m---堰流侧收缩系数;b 0---闸孔净宽(m);b s ---上游河道一半水深处的宽度(m);N---闸孔数;εz ---中闸孔侧收缩系数;d z ---中闸墩厚度(m);εb ---边闸孔侧收缩系数;b b ---边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离(m);σ---堰流淹没系数;h s ---由堰顶算起的下游水深(m)。
c.9.0/0≥H h s 当时,为高淹没出流,其流量计算公式: ()20000065.0877.02⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-=H h h H g h B Q s s s μμ 式中:μ0---淹没堰流的综合流量系数;其它符号意义同前。
对于平底闸,当设有胸墙时为孔流,流量计算公式: ee e e h r H h H h gH h B Q 16200718.24.0111112=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='+'-'='=λλεεεφμμσ 式中:h e ---孔口高度(m);μ---孔流流量系数;φ---孔流流速系数,采用1.0;ε′---孔流垂直收缩系数;λ---计算系数,适用于25.00<<eh r 范围; r---胸墙底圆弧半径(m);σ′---孔流淹没系数,由规范表中查得。
水闸过流计算①开敞式水闸过流计算a .当hs ≤ 0.72H 0时,过闸水流为自由出流,流量公式Q =εmB 错误!H 03/2;b .当0.72H0<hs≤0.9H 0时,过闸水流为淹没出流, 流量公式2/3002H g mB Q σε= 单孔闸:s s b b b b 0401171.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=σ 多孔闸,闸墩墩头为圆弧形时:()b z b z b zz b zb d b b b d b b d b b d b b NN ++⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-=221171.011171.0110040000400εεεεε 4.000131.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=H h H h s s σ式中: B 0---闸孔总净宽(m);Q ---过闸流量(m 3/s );H 0---计入行近流速水头的堰上水头(m );g---重力加速度,可采用9.81(m/s 2); m ---堰流侧收缩系数;b 0---闸孔净宽(m);b s ---上游河道一半水深处的宽度(m);N---闸孔数;εz ---中闸孔侧收缩系数;d z ---中闸墩厚度(m);εb ---边闸孔侧收缩系数;b b ---边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离(m);σ---堰流淹没系数;hs ---由堰顶算起的下游水深(m)。
c.9.0/0≥H h s 当时,为高淹没出流,其流量计算公式: ()20000065.0877.02⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-=H h h H g h B Q s s s μμ 式中:μ0---淹没堰流的综合流量系数;其它符号意义同前。
对于平底闸,当设有胸墙时为孔流,流量计算公式: ee e e h r H h H h gH h B Q 16200718.24.0111112=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='+'-'='=λλεεεφμμσ 式中:h e---孔口高度(m);μ---孔流流量系数;φ---孔流流速系数,采用1.0; ε′---孔流垂直收缩系数;λ---计算系数,适用于25.00<<eh r 范围; r ---胸墙底圆弧半径(m); σ′---孔流淹没系数,由规范表中查得。
序号项目名称单位清单量计算量主要工程量计算式2水闸座1①土方工程建筑物土方开挖m310001000建筑物回填土方m3200200②砼工程现浇C20砼底板及护坡m315.6215.21进口段护底m3 2.1×0.15×4+2.1×0.5×0.3=1.58进口段护坡m3【√2.08²+1.04²×0.15×(4+0.3)+0.3×0.15×4】×2=3.36上游渐变段护底m3 1.5×0.2×3+2.5×0.5×0.3=1.15上游渐变段护坡m3√2.08²+1.04²×3×0.15×2/2+√2.08²+1.04²×0.15×0.3×2+√2.08²+3²×0.3×0.15×2=1.69出口段护底m3 2.1×0.15×3+2.1×0.5×0.3=1.26出口段护坡m3【√2.08²+1.04²×0.15×(3+0.3)+0.3×0.15×3】×2=2.57下游渐变段护底m3 1.5×0.2×4+2.1×0.3×0.3+1.5×(0.3+0.6)/2×0.3=1.59下游渐变段护坡m3√2.08²+1.04²×4×0.15×2/2+√2.08²+1.04²×0.15×0.3×2+√2.08²+4²×0.3×0.15×2=2.01现浇C20砼翼墙﹑墩墙m319.9121.09上游渐变段翼墙m3{【(0.3+0.61)×1.04/2+0】×3/2+(0.5+0.81)/2×0.2×3}×2=2.21下游渐变段翼墙m3{【(0.3+0.61)×1.04/2+0】×4/2+(0.5+0.81)/2×0.2×4}×2=2.94下游渐变段翼墙(斜墙下)m3(0.3+0.61)/2+(2.8+4)/2×0.3=0.93闸室段墩墙m3【(0.3+0.82)×1.74/2×5.7-0.2×0.15×5+0.3×1.17×0.7+1.02×0.3×5.7】×2+0.65×1.5×0.25=15.01现浇C20砼闸底板m3 3.52 3.52闸室段底板m3 1.5×0.3×5.7+(0.3+0.6)/2×0.3×3.54×2=3.52预安C25钢筋砼盖板m3 1.64 1.64盖板钢筋砼m35×1.9×0.15+0.2×0.5×2.1=1.64预安C25钢筋砼启闭机梁m30.190.19启闭机梁钢筋砼m3 2.1×0.5×0.18=0.19一般钢筋制安t0.310.31盖板及启闭机梁钢筋㎏14.35+5.42+3.11+209.46+49.37+26.97=309③模板工程普通平面模板㎡90106.7进口段护底模㎡4×0.15×2+2.1×0.65=2.56进口段护坡模㎡【(√2.08²+1.04²+0.3)×0.3+4×0.3】×2=3.98上游渐变段护底模㎡√0.31²+3²×0.2×2+2.5×0.5+0.3×0.3×2=2.59上游渐变段护坡模㎡【(√2.08²+1.04²+0.3)×0.3+√2.08²+3²×0.3】×2=3.76出口段护底模㎡3×0.15×2+2.1×0.65=2.26出口段护坡模㎡【(√2.08²+1.04²+0.3)×0.3+3×0.3】×2=3.38下游渐变段护底模㎡【√4²+0.31²×0.2+0.3×0.3+(0.3+0.6)/2×0.3】×2+2.5×0.5+1.5×0.3=3.75下游渐变段护坡模㎡【(√2.08²+1.04²+0.3)×0.3+√2.08²+4²×0.3】×2=4.28上游渐变段翼墙模㎡(1.04+√1.04²+0.31²)×3/2×2=6.36下游渐变段翼墙模㎡(1.04+√1.04²+0.31²)×4/2×2+(2.8+4)/2×0.3×4=12.58闸室段墩墙模㎡【(1.74+√1.74²+0.52²)×5.7+1.17×0.7×2】×2+(0.3+0.82)/2×1.74×4+1.17×0.3×4+0.65×1.5×2=51.11闸室段底板模㎡【5.7×0.3+(0.3+0.6)/2×0.3+3.54×0.6】×2=7.94护轮带砼模㎡ 2.1×0.5×2=2.1④砌体工程拆除砌砖m34646⑤细部结构项1。
闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz
0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896
总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436
b b
30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.278656闸墩顶高程191.1189.18 1.92
堰上水深H021.36464下游水位
189.14 1.96
自由过流流量系数m
堰流淹没出流系数σ
坎高P 0.5下游水位h s 19.140.895873闸墩高H 21.6淹没系数σ
0.837306
m(直角)0.382361m(圆角)
0.384109自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角)6312.225Q(直角)5285.263Q(圆角)
6341.097
Q(圆角)
5309.437
5290
闸门孔数n
4中间闸墩侧收缩系数ξz
0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436
b b
30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.0159闸墩顶高程189.93188.16 1.77
堰上水深H020.13713下游水位
188.12
自由过流流量系数m
堰流淹没出流系数σ
坎高P 0.5下游水位h s 18.120.89983
闸墩高H 20.43淹没系数σ
0.82807
m(直角)0.382203m(圆角)0.38406自由过流流量Q
淹没过流流量Q
宽顶堰堰流泄流能力计算(P=1)
宽顶堰堰流泄流能力计算(P=2)
Q(直角)5773.732Q(直角)4781.054Q(圆角)
5801.781
Q(圆角)4804.28
4680
闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz
0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.909780316总净宽B040侧收缩系数ξ0.943758468闸墩厚度dz 4断面面积1715.1756
b b
25.9原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.250498闸墩顶高程188.05186.43 1.62
堰上水深H018.30814下游水位
186.39
自由过流流量系数m
堰流淹没出流系数σ
坎高P 0.5下游水位h s 16.390.89523
闸墩高H 18.55淹没系数σ
0.838767
m(直角)0.381911m(圆角)
0.383968自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角)5002.632Q(直角)4196.041Q(圆角)
5029.579
Q(圆角)
4218.644
3860
闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz
0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.910700081总净宽B040侧收缩系数ξ0.943988409闸墩厚度dz 4断面面积1468.0005
b b
23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.207084闸墩顶高程186.26184.89 1.37
堰上水深H016.50828下游水位
184.85
自由过流流量系数m
堰流淹没出流系数σ
坎高P
0.5
下游水位h s
14.850.899549
宽顶堰堰流泄流能力计算(P=5)
宽顶堰堰流泄流能力计算(P=10)。