水利计算公式知识讲解
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水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03)1/2式中:m -堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u = RiC 流量公式Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m );i-渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n-曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m );g-—重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s);a 1、a 2-—分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f —-△x 段的水头损失(m );n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5-2。
水利专业常用计算公式、枢纽建筑物计算31/21、 进水闸进水流量计算: Q=B 0 Ss m ( 2gH o )式中:m —堰流流量系数s —堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下: 流速公式: u = C . Ri 流量公式 Q = Au = AC .. Ri 流量模数K = A CR式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C = 1R1/6nR —水力半径(m ); i —渠道纵坡;2A —过水断面面积(m ); n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、 水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以al 型壅水曲线和bl 型落水曲线最为常见。
求解明渠 恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为2、h 2业 2gi-i f式中:△ x 流段长度(m );g -------- 重力加速度(m/s2);h 1、h 2 -------------- 分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2---------------- 分别为流段上游和下游断面的平均流速( m/s ); a 1、a 2――分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;i f ――流段的平均水里坡降,一般可采用△ x=2g式中:h a —计算断面处的大气压强水柱高( m );2 2.n 2V 2R ;/3或i ffl式中:h f—△ x段的水头损失(m;n 1、n2――分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则R 1、R2――分别为上、下游断面的水力半径(m);A 1> A分别为上、下游断面的过水断面面积(m2);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为式中:0 —吼道断面中心半径(m)计算结果,须满足下列条件:h B、aH v—水的气化压强水柱高(m m=n2=n;也x 'n2v2R4732 2n 2V2R4/3(2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:'v;V2 ' -hs= hc+hf =f c———+ if LQ 2g丿5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b o/h o=1.5 —2.5 ;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r o/h o=1.5 —2.5 ;(3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A/A0=2 — 2.5 ;(4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A0/A M=1—1.65 ;(5)吼道断面底部高程(b点)在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m(6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7 —0.9 ;6、最大负压值出现在吼道断面定点a处,a点的最大负压值按下式确定:“2P/h B、a 二w h°—、h w -2g式中:前池内正常水位与最低水位之间的高差(m;h o —吼道断面咼度(m);h w —从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m);*P /—因法向加速度所产生的附加压强水头(m)0.2m;式中:h a —计算断面处的大气压强水柱高( m );最小淹没深度S,可按下式估算:S/h 。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u =RiC 流量公式 Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR-水力半径(m);i-渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x-—流段长度(m );g ——重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2-—分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i -—流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f -—△x 段的水头损失(m ); n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ;R 1、R 2-—分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2-—分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5—2.5;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r 0/h 0=1。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm(2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u =RiC 流量公式 Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m );i —渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m );g ——重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m);v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2-—分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i --流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f ——△x 段的水头损失(m);n 1、n 2-—分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ;R 1、R 2-—分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH3)1/2式中:m—堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u=Q=K=A3△x=f1112 22i-i 2g2g⎭⎝⎭⎝式中:△x——流段长度(m);g——重力加速度(m/s2);h 1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深(m);v 1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s);a 1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中:h f ——△x 段的水头损失(m );n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m ); A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡); 4、各项水头损失的计算如下: (1)沿程水头损失的计算公式为(25(1(2(3(4(5 (66式中:h a —计算断面处的大气压强水柱高(m ); H v —水的气化压强水柱高(m ) 最小淹没深度S ,可按下式估算:式中:0γF —吼道断面的水流弗劳德数,000gh /V F =γ。
虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现: (1)用真空泵抽气发动,可根据设计条件和工况做设备选型; (2)自发动;(3)水力真空装置; (4)水箱抽气装置。
断流装置常采用真空破坏阀。
在已知h B 、a 值时,真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算: 式中:μ—真空破坏阀系统的流量系数;a ω—真空破坏阀的断面面积(㎡);a ρρ、—分别为水河空气的密度。
7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式(1V B L H K (2V A K 2V ho F C 水库为不完全年调节C=O.2~0.4 水库为完全年调节C=O.5~1 水库为不完全多年调节C=l~1.3 水库为完全多年调节C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式:Q=CA Q —最大灌溉放水流量,m3/s 。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数ε-堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u = RiC 流量公式Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m);i —渠道纵坡;A-过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m );g —-重力加速度(m/s ²);h 1、h 2-—分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f ——△x 段的水头损失(m ); n 1、n 2—-分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ;R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2—-分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u = RiC 流量公式Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C-谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m );i —渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流.水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m);g ——重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f —-△x 段的水头损失(m );n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ;R 1、R 2--分别为上、下游断面的水力半径(m);A 1、A 2-—分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1。
水利常用计算公式水利工程计算是指对水的流量、速度、压力、水头、水位、水力损失等水文水力相关参数进行计算的一类计算工作。
常用的水利计算公式包括水流量计算公式、水速计算公式、压力计算公式、水头计算公式、水位计算公式、水力损失计算公式等。
一、水流量计算公式:1.静水流量计算公式:静水流量指的是自由液体通过管道或渠道时,未考虑其动力影响时的流量。
静水流量的计算公式如下:Q=A∙V式中,Q代表流量,A代表流过断面的面积,V代表流速。
2.总能量方程流量计算公式:总能量方程是流体力学中几个重要方程之一、应用于水流量计算时,可以得到如下公式:Q=A∙V=C∙A∙√(2∙g∙H)式中,Q代表流量,A代表流过断面的面积,V代表流速,C代表流量系数,g代表重力加速度,H代表水头。
二、水速计算公式:根据流量和流过的断面面积,可以计算出平均流速。
平均流速的计算公式如下:V=Q/A式中,V代表流速,Q代表流量,A代表流过断面的面积。
三、压力计算公式:1.静水压力计算公式:P=γ∙h式中,P代表压力,γ代表液体的密度,h代表液体的高度。
2.动水压力计算公式:动水力学是水力学的另一个重要分支。
当流体的流速不为零时,流体的动能也会对周围物体带来压力。
动水压力的计算公式如下:P=0.5∙γ∙V^2式中,P代表压力,γ代表液体的密度,V代表流体的速度。
四、水头计算公式:在水利工程中,经常需要计算水头,水头是指流体的能量在垂直方向上所具有的高度。
常见的水头计算公式包括:1.总水头计算公式:总水头是指流体的总能量,是流体流动时各种能量之和。
总水头的计算公式如下:H=h+V^2/(2g)+z式中,H代表总水头,h代表压力水头,V代表速度水头,g代表重力加速度,z代表位置水头。
2.水泵水头计算公式:水泵是指将液体抽入,然后通过压力输送液体的机械装置。
水泵的工作原理是通过提升液体的总水头。
水泵水头的计算公式如下:H=(P2-P1)/(γ∙g)+(V2^2-V1^2)/(2∙g)+(Z2-Z1)式中,H代表泵水头,P代表压力,γ代表液体的密度,g代表重力加速度,V代表速度,Z代表液体的高度。
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH03)1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u=RiC流量公式Q=Au=A RiC流量模数K=A RC式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m );i —渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m );g ——重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中:h f ——△x 段的水头损失(m ); n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5—2.5;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r 0/h 0=1.5—2.5;(3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A 1/A 0=2—2.5;(4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A 0/A M =1—1.65;(5)吼道断面底部高程(b 点)在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m —0.2m ;(6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7—0.9;6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处,a 点的最大负压值按下式确定:γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中:Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差(m );h 0—吼道断面高度(m );∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m ); γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头(m )。
水利工程常用计算公式水利工程是涉及水资源的开发、利用和保护的工程科学。
在水利工程设计和计算中,常用的计算公式有很多,包括流量计算公式、水头计算公式、堤坝稳定性计算公式等。
下面将介绍一些水利工程中常用的计算公式。
1.流量计算公式:(1)基本流量计算公式Q=A×V其中,Q表示流量,A表示过流面积,V表示流速。
(2)曼宁公式Q=K×A×R^1/2×S^1/2其中,Q表示流量,A表示过流面积,R表示水力半径,S表示水流坡度,K表示修正系数。
(3)流速计算公式V=Ks×R^2/3×S^1/2其中,V表示流速,R表示水力半径,S表示水流坡度,Ks表示水力坡降系数。
2.水头计算公式:(1)流态水头计算公式H=Hs+Hf+Hw+Ha其中,H表示水头,Hs表示静水头,Hf表示摩擦水头,Hw表示加速水头,Ha表示动能水头。
(2)能量平衡公式H=P×γ/(Q×g)其中,H表示水头,P表示压力,γ表示单位体积重量,Q表示流量,g表示重力加速度。
3.堤坝稳定性计算公式:(1)滑动稳定性计算公式FS=ΣR×ΣF-ΣT×ΣN其中,FS表示稳定安全系数,ΣR表示抗力,ΣF表示作用力,ΣT表示扭矩,ΣN表示正向力。
(2)翻转稳定性计算公式MR = 0.5 × W × H^2 × sinθ其中,MR表示滑动弯矩,W表示堆坝重力作用力,H表示堆坝高度,θ表示翻转角度。
4.泵站计算公式:(1)泵站流量计算公式Q=n×H×10/η其中,Q表示泵站流量,n表示泵的数量,H表示扬程,η表示泵的效率。
(2)泵站功率计算公式P=Q×H/75其中,P表示泵站功率,Q表示泵站流量,H表示扬程。
这只是水利工程中常用的一些计算公式,实际上还有很多其他的计算公式,如水力学计算公式、水位计算公式等。
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm〔2gH03〕1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的根本公式如下:流速公式:u=RiC流量公式Q=Au=A RiC流量模数CK=A R式中:C—才系数,对于平摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径〔m 〕;i —渠道纵坡;A —过水断面面积〔m 2〕;n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的根本公式为△x=f 21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度〔m 〕;g ——重力加速度〔m/s ²〕;h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深〔m 〕;v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速〔m/s 〕;a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中:h f ——△x 段的水头损失〔m 〕; n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件一样时,那么n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径〔m 〕;A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积〔㎡〕;4、各项水头损失的计算如下:〔1〕沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R 〔2〕渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式〔1〕吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5—2.5;〔2〕吼道中心半径与吼道高之比:r 0/h 0=1.5—2.5;〔3〕进口断面面积与吼道断面面积之比:A 1/A 0=2—2.5;〔4〕吼道断面面积与压力管道面积之比:A 0/A M =1—1.65;〔5〕吼道断面底部高程〔b 点〕在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m —0.2m ; 〔6〕进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7—0.9;6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处,a 点的最大负压值按下式确定:γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中:Z —前池正常水位与最低水位之间的高差〔m 〕;h 0—吼道断面高度〔m 〕;∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失〔m 〕;γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头〔m 〕。
水利专业常用计算公式、枢纽建筑物计算1、 进水闸进水流量计算: Q=B 0Ss m ( 2gH o 3) 1/2式中:m —堰流流量系数e —堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下: 流速公式: u = C .. Ri 流量公式 Q = Au = AC Ri 流量模数K = A C , R式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C = !R 1/6nR —水力半径(m ); i —渠道纵坡;2A —过水断面面积(m );n —曼宁粗糙系数,其值按 SL 18确定。
3、 水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠 恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为式中:△ x ---- 流段长度(m );g -------- 重力加速度(m/s2 );h 1、h 2 ---------------- 分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、V 2 --------------- 分别为流段上游和下游断面的平均流速( m/s ); a 1、a 2――分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;i △ x=av 22gi-i f2g(222 2、 1 . +.- 17h f 1 n 1 v 1 丄n 八2—|f1 〒 i f 2 或if —=—T -------------- 2 V或iA2 R 4/3 I R1R4/3R 2 丿式中:h f——△ x段的水头损失(m;n 1、n2――分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则R 1、R a――分别为上、下游断面的水力半径(m);A 1、A分别为上、下游断面的过水断面面积(m2);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为n1=n2=n ;i x 'n f v f“PR73n 2V2RT(2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:/ 2 2 、V 2V1hs= hc+hf =fc ———+ i f LQ 2g丿5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b o/h o=1.5 — 2.5 ;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r0/h 0=1.5 — 2.5 ;(3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A/A°=2 — 2.5 ;(4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A0/A M=1—1.65 ;(5)吼道断面底部高程(b点)在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m(6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7 —0.9 ;6、最大负压值出现在吼道断面定点a处,a点的最大负压值按下式确定:h B、a -—厂h°•0亠二h w2g式中:/—前池内正常水位与最低水位之间的高差(m;h0 —吼道断面咼度(m);二h w —从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m ;p / —因法向加速度所产生的附加压强水头(m。
精心整理水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+式中:△x ——流段长度(m );g ——重力加速度(m/s2);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m ); v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s ); a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数; f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R n 1=n 2 0.2m ; (6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7—0.9; 6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处,a 点的最大负压值按下式确定: 式中:Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差(m );h 0—吼道断面高度(m );∑wh—从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m );γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头(m )。
附加压强水头按下式计算:式中:0γ—吼道断面中心半径(m ) 计算结果,须满足下列条件:式中: h a —计算断面处的大气压强水柱高(m ); H v —水的气化压强水柱高(m ) 最小淹没深度S ,可按下式估算:式中:0γF —吼道断面的水流弗劳德数,000gh /V F =γ。
B —坝址处的河谷宽度(相当于坝顶的部仪),m 。
L —蓄水后库区延伸长度(回水长度),km(公里)。
H —最大坝前水深,m 。
K —按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数: l:lO 时,K=32;1:5时,K=27(2)根据淹没面积初估: V=HA/KV—水库总库容,104·m3(万立米)。
水利常用计算公式1.水力学公式1.1.流量计算公式流量(Q)是水力学中最基本的参数之一,常用公式如下:1.1.1.泊松公式:Q=A×V其中,Q表示流量,A表示流量截面的面积,V表示流速。
该公式适用于流量截面形状恒定且流速均匀的情况,如水流在河道中的流量计算。
1.1.2.曼宁公式:Q=(1/n)×A×R^(2/3)×S^(1/2)其中,n为河道粗糙系数,A为流量截面面积,R为湿周长,S为水流水面倾斜度。
该公式适用于流量截面形状和流速都不均匀的情况,如河道中流速梯度较大的情况。
1.2.水头损失计算公式在水利工程中,水流经过管道或河道时会产生水头损失。
以下是常用的水头损失计算公式:1.2.1.管道水头损失:h_f=λ×(L/D)×(V^2/2g)其中,h_f为单位长度的水头损失,λ为管道阻力系数,L为管道长度,D为管道直径,V为水流速度,g为重力加速度。
该公式适用于水流通过管道时的水头损失计算。
1.2.2.河道水头损失:h_f=(1/2g)×(V_1^2-V_2^2)+((P_1-P_2)/γ)其中,h_f为单位长度的水头损失,V_1和V_2分别为河道中的两个断面的流速,P_1和P_2分别为两个断面的压力,γ为水的比重。
该公式适用于河道中的水头损失计算。
2.水文学公式2.1.降雨径流计算公式降雨径流计算是水文学中的重要内容,常用公式如下:2.1.1.线性水文模型:Q=P×C其中,Q为径流流量,P为降雨量,C为产流系数。
该公式适用于单位面积均匀降雨条件下的径流计算。
2.1.2.单位线法:Q=P×I×A其中,Q为径流流量,P为降雨量,I为降雨强度,A为流域面积。
该公式适用于单位面积非均匀降雨条件下的径流计算。
2.2.洪水计算公式洪水计算是水文学中的重要内容,常用公式如下:2.2.1.经验公式:Q=c×A^b其中,Q为洪水流量,A为流域面积,c和b为经验参数。
⽔利计算公式知识讲解1.河床稳定计算及河相分析1.1.河床稳定计算河床稳定指标可采⽤横向稳定指标、纵向稳定指标及综合稳定指标3种形式分析,以确定河道特性。
1.1.1.河道横向稳定分析河道横向稳定系数按下式计算:式中:横向稳定系数;Q造床流量,m3/s;J河床⽐降;B相当于造床流量的平摊河宽,m。
1.1.2.河道纵向稳定分析⽔流对河床泥沙的拖曳⼒与床⾯泥沙抵抗运动的摩阻⼒之间的相互作⽤,决定河床的纵向稳定性。
根据黄河⽔利出版社出版《治河及泥沙⼯程》中河道纵向稳定系数采⽤爱因斯坦⽔流强度函数按下式计算:式中:纵向稳定系数;D床沙平均粒径,mm;J河床纵⽐降;H河流平摊⽔深,m。
1.1.3. 综合稳定指标综合稳定指标是综合考虑河床的纵、横向稳定性。
建议采⽤的公式为h 2b *)(φφφ=1.2. 河床演变分析与河相关系调查⼯程区河道历史主流及河道变迁,分析⼯程区河道形态。
共分为蜿蜒型河道、游荡型河道两种形式。
蜿蜒型河段⼀般凹岸崩退,凸岸淤长,凹岸深槽和过渡段浅滩在年内发⽣互相交替的冲淤变化。
游荡型河道的河岸及河床抗冲性较差,从长距离来看河道往往呈藕节状,其中窄段⽔流归顺,有控制河势的作⽤,宽段则河床宽浅,洲滩密布,汊道交织,⽔流散乱,主流迁徙不定。
河道的平⾯状态可⽤“宽、浅、散、乱”四个字概括。
在⽔流长期作⽤下形成的河床,其形态有⼀定的规律,⼤量资料表明,表征河床形态的⽔深、河宽、⽐降等,与来⽔来沙条件及河床地质条件之间,有⼀定函数关系,这种关系便称为河相关系。
根据俄罗斯国⽴⽔⽂所提出公式,河道横断⾯河相关系公式为:HB=ξ式中:ξ河相相关系数;B 造床流量下的⽔⾯宽(m ); H 造床流量下的平均⽔深(m );(蜿蜒型河道ζ约为2~4,较为顺直的过渡性河段约为8~12,游荡型河道ζ约为20~30)2. 护岸结构设计2.1. 护岸顶⾼程确定根据《堤防⼯程设计规范》(GB50286-2013)(以下简称《堤防规范》)要求,堤顶⾼程为设计洪⽔位加超⾼值确定。
水利工程设计常用计算公式一、水力学计算公式1.流量计算公式流量(Q)=断面面积(A)×流速(V)其中,断面面积可以通过直接测量或间接计算获得,流速可以通过采取测流仪器测量得到。
2.流速计算公式流速(V)=单位流量(Q)/断面面积(A)3.泄流量计算公式泄流量(Q)=C×Cd×(2gH)^(1/2)其中,C为流量系数,Cd为尖缘或出口处的节流系数,g为重力加速度,H为水头。
4.水头计算公式水头(H)= Pressure / (ρg) + z + v^2 / (2g)其中,Pressure为压力,ρ为水的密度,g为重力加速度,z为高程,v为速度。
二、水质计算公式1.溶解氧计算公式溶解氧需求量(DO)=A/D/F×BOD其中,A为污水因子,D为水深,F为氧传递系数,BOD为生化需氧量。
2.氨氮计算公式氨氮去除率(NR)=(CI-CE)/CI×100%其中,CI为进水氨氮浓度,CE为出水氨氮浓度。
3.浊度计算公式浊度(T)=A/V/M其中,A为吸光度,V为容积,M为距离。
三、水文计算公式1.降雨径流计算公式降雨径流量(Q)= Area × Rainfall × Runoff Coefficient其中,Area为流域面积,Rainfall为降雨量,Runoff Coefficient为径流系数。
2.洪水峰值计算公式洪水峰值(Q)=C×I×A其中,C为洪峰系数,I为设计洪水平均强度,A为流域面积。
四、土力学计算公式1.孔隙水压力计算公式p=γw×H其中,p为孔隙水压力,γ为水的密度,w为孔隙水的单位重力,H 为水头。
2.土体重度计算公式γ=G/V其中,γ为土体重度,G为土体的总重力,V为土体的体积。
以上是水利工程设计常用的计算公式,其具体使用方法还需要结合具体设计项目进行综合运用。
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm(2gH 03)1/2式中:m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u = RiC 流量公式Q =Au =A RiC 流量模数K =A RC 式中:C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C =6/1n 1RR —水力半径(m );i —渠道纵坡;A —过水断面面积(m 2);n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m );g ——重力加速度(m/s ²);h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m );v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s );a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中:h f ——△x 段的水头损失(m ); n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m );A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5—2.5;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r 0/h 0=1.5—2.5;(3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A 1/A 0=2—2.5;(4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A 0/A M =1—1.65;(5)吼道断面底部高程(b 点)在前池正常水位以上的超高值:△z=0.1m —0.2m ;(6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=0.7—0.9;6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处,a 点的最大负压值按下式确定:γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中:Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差(m );h 0—吼道断面高度(m );∑w h—从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m ); γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头(m )。