消力井、陡槽水力计算

挖深式消力池计算流程图1. 假设某一池深d ，计算从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋d ＋v o 2/（2×g ）计算示意图 12. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。

3. 计算池内跃后水深hc ″hc ″＝25.021321812−+b b ghc qhc α 其中：b 1――消力池首端宽度；b 2――消力池末端宽度。

4. 计算出池落差Δz :Δz ＝22)'(2hs g q ××ϕα－22)"(2hc g q ×α 其中：hs ′――出池河床水深（下游水深）。

5. 计算水跃淹没系数σσ＝（d ＋ hs ′＋Δz ）/hc ″当1.05≤σ≤1.10时假设正确，否则重新假设池深d 进行计算。

※ 本程序中各值采用国际单位制，不再说明。

参考文献：1.《水闸设计规范》（SL265－2001）2.《水力计算手册》第一版·武汉水利电力学院水力学教研室编·水利电力出版社3.《水力学》（上、下册）第二版·成都科技大学水力学教研室编·高等教育出版社4.《取水输水建筑物丛书· 水闸》第一版·陈德亮主编·中国水利水电出版社程序流程图如下：本文档及程序由龚艳光编制，由于本人水平有限，错误在所难免，欢迎大家试用，提出宝贵意见。

E-mail : **********************.cn坎式消力池计算流程图一、池内计算：1. 从池底顶面算起的池前总水头ToTo ＝Z2－Z3＋v o 2/（2×g ）计算示意图22. 计算池内收缩水深hcTo ＝hc ＋22)(2ϕα××hc g q ………………① 或hc 3-To ×hc 2＋222ϕαg q × ＝ 0其中：q ――为收缩断面处的单宽流量，q ＝Q/b 1；Q ――通过消力池的总流量；α――水流动能校正系数，可采用1.0～1.05；ϕ――消力池的流速系数，一般可取0.95，或初步计算参考《水力计算手册》P201或《水力学》下册P8确定。

陡槽水力计算———参考《中小型水库设计》中册
以下进行水面曲线计算:
(一) 渐变槽计算
2
由公式Э
因Э1+iL与Э2+h f很相近，说明假设的 h2= 1.652米是合适的。

(二) 陡槽计算
4 陡槽流速及掺气水深
当陡槽中流速大于允许不冲流速时陡槽应采取以下措施：
（1）采用较高的混凝土衬砌；
（2）减缓陡槽坡度；
（3）当流量较小时，可采用人工加糙的措施。

(三) 消能计算
1 求第一共轭水深 h、和第二共轭水深 h＂
取陡槽末端水深为第一共轭水深 h、=0.585则ξ、=h、/h k=0.34由公式计算出第二共轭水深 h＂= 3.78h＂/hk= 2.21≤5故适用当h＂＞h b(为下游渠道水深)说明在陡槽末端不会立即产生水跃，需要设置消力池。

2 消力池深度 d的计算
下游渠道水深 (m) h b= 2.00
消力池深度(m)d=σh＂-h b= 2.16
3 消力池长度 L k的计算
因陡槽末端与消力池连接，故可取消力池长度等于水跃长度。

水跃长度的计算：
对于梯形断面渠床，单宽流量可按渠底及水面的平均宽度计算，即
q=Q/b+mh=
B1、B2为水跃前后两断面的水面宽度。

B1=b+2mh、=9.17
B2=b+2mh＂=15.57
水跃长度 L n=5h＂(1+4((B2-B1)/B1)^0.5)=82.11米
故消力池长度取为Lk=82米。

底流式消能池水力计算首先，我们需要了解一些基本术语和定义：1.消力池：底流式消能池的另一个名称。

2.消能通道：将主流引入消能池的渠道。

3.消力区：消能通道的出口至消能池边坡之间的区域。

4.消力量：由于消能池中的能量损失所引起的消力作用。

5.消力比：消力池中所损失的能量与进入消力区之前的能量差的比值。

下面是底流式消能池计算的基本步骤：1.确定设计流量（Qd）和设计水位（Hd）：根据具体情况确定底流式消能池需要处理的最大流量和相应的水位。

2.确定底流通道横断面形状和尺寸：-出口控制断面：根据设计流量和设计水位确定消能通道出口的断面形状和尺寸。

-底床：根据出口控制断面的形状和尺寸确定底床的形状和尺寸。

-坡面：确定消能池边坡的形状和尺寸。

3.计算消能通道的输水能力：-泄密通道法：利用消能通道的水力学关系式计算消能通道的输水能力，并根据该能力确定消能通道的横断面积。

-罗纳泄漏法：根据流速和消能通道的形状计算消能通道的水力半径，并利用罗纳泄漏公式计算消能通道的输水能力。

4.计算消力量和消力比：-消力量计算公式：E=g×(Hd-Ha)×Qd×(Cd^2)/(R×S)，其中E为消力量，g为重力加速度，Ha为底流通道出口断面的水位，Cd为消能通道的流量系数，R为消能通道的水力半径，S为消能通道的横断面积。

-消力比计算公式：D=E/(g×Qd×(Ha-Hc))，其中D为消力比，Hc为消能池水位。

5.验算消能通道的形状和尺寸：-利用水力学计算方法进行验算，确保消能通道能够满足设计流量和设计水位的要求。

6.进行消力计算：-根据消力量和消力比计算消力池的横断面积、长度和底床倾斜度。

7.根据计算结果进行消能通道和消能池的设计：-根据上述计算结果进行消能通道和消能池的几何形状和尺寸设计。

-注意考虑消能池的稳定性、固结性和抗冲刷性。

总结起来，底流式消能池的水力计算主要包括：确定设计流量和设计水位、确定底流通道横断面形状和尺寸、计算消能通道的输水能力、计算消力量和消力比、验算消能通道的形状和尺寸、进行消力计算以及进行消能通道和消能池的设计。

**********************************************************************计算项目：消能工水力计算1********************************************************************** ----------------------------------------------------------------------[ 消力池断面简图]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 计算条件]----------------------------------------------------------------------[基本参数]消能工类型:下挖式消力池计算目标:设计尺寸上游底部高程:1.000(m)下游底部高程:0.000(m)消力池首端宽度:6.000(m)消力池末端宽度:6.000(m)水流的动能校正系数:1.000泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950消力池出流流速系数:0.950水跃淹没系数:1.050是否计算消力池前段长度:交互消力池前段长度:0.000(m)自由水跃跃长计算系数:6.900水跃长度校正系数:0.750是否计算消力池底板的厚度:计算消力池底板计算系数K1:0.200消力池底板安全系数K2:1.300消力池底板的饱和重度:25.000(kN/m^3)脉动压强系数:0.050海漫长度计算系数Ks:10.000河床土质允许不冲流速:1.000(m/s)水位流量的组数:1序号单宽流量上游水位下游水位扬压力(m3/s*m) (m) (m) (kPa)1 6.500 3.020 2.020 1.000----------------------------------------------------------------------[ 计算过程]----------------------------------------------------------------------1、判断是否需要建消能工。

小型水库卧管、消力井水力分析计算
彭小金
【期刊名称】《湖南水利水电》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】通过对娄底市涟源市龙虎冲水库卧管、消力井水力分析计算,合理确定了卧管、消力井尺寸;消力井具有工程量小、工期短、造价低、效益高的优点;根据实践运行经验,消力井具有良好的抗冻性能和结构布局简单合理,适合小流量、高水头的管道水流消能,在灌溉、输排水、供水工程中有着非常广阔的应用前景.
【总页数】2页(P43-44)
【作者】彭小金
【作者单位】娄底市水利水电勘测设计院娄底市417000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高坝消力戽消能跃后共轭水深的计算 [J], 李水泷;黄朝煊
2.改进型深筒式消力井过流能力的水力计算 [J], 金瑾;刘焕芳;冯博;尹玉聪
3.淹水沉井水力破土冲击力的计算 [J], 谭鹤翔
4.斜向进水消力井水力特性模拟研究 [J], 焦萱;邱勇;龚爱民;张华群
5.深筒式消力井水力特性试验研究 [J], 刘焕芳;苏萍;李强
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附件四小洼槽退水闸消能防冲计算一、设计基本资料小洼槽倒虹吸进口退水闸基本资料：加大流量55m3/s，闸前水深7.339m，闸孔净宽4m，闸门尺寸4x2.1m。

工作闸门后平直段长24.5m；底坡1/500的缓坡段长46m；弯道段长52.36m，底坡1/500。

泄槽净宽4m。

弯道后泄槽底坡：前8m为1/500,中32m为1/10，后530m为1/33，（后5m净宽由4m渐变到5m）；泄槽底落差为584.046-564.573=19.473m。

由陡槽到消力池陡坡的底坡连接曲线水平长为2.847m，高差为0.328m；消力池斜坡段坡度1：5，长度13.36m；底坡连接曲线段和消力池陡坡段，宽度由5m渐变到8m，平坡段底宽8m。

海漫出口处渠底底坡1/1000,边坡1：2，糙率0.025，底宽24m，水深1.403m。

二、消力池水力计算1．跃前收缩断面水深计算本退水闸属于陡槽直接进入消力池的情况，跃前收缩断面水深可近似等于陡槽末端水深。

应用PC—1500程序D—7推算陡槽水面曲线。

起始断面水深考虑两种情况：（1）闸后收缩断面水深h c；(2)陡槽段临界水深h k。

由闸孔过流能力计算得知，hc 1.283m。

由水面曲线计算得知, h k=2.767m。

由此推算出陡槽末端水深，第一种情况为0.538m，第二种情况为0.541m。

取陡槽末端水深0.538m近似作为跃前收缩断面水深hc,即hc=0.538m。

陡槽末端单宽流量为q=55/8=6.875 m3/s.m。

2．跃后共轭水深计算：)181(232"-+=ghcq hc hc α=m 076.41538.081.9875.605.1812538.032=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯⨯+⨯3．出池落差计算：2222222222076.481.92875.605.1403.195.081.92)2455(05.1"2'2⨯⨯⨯-⨯⨯⨯÷⨯=-=∆ghc qhs g qZ αϕα=0.006m式中 ΔZ —出池落差（m ）；'hs —出池渠道水深（m ）。

尾矿库排水构筑物设计一、排水构筑物的类型（一）、排水构筑物的类型及布置1、井-涵洞（隧洞）式排水系统2、斜槽-涵洞（隧洞）式排水系统3、开敞式溢流道4、分洪截洪式（二）进水口形式1、塔式2、斜槽式3、开敞式（三）、输水部分形式1、隧洞式2、涵洞管式3、陡坡明渠（四）、出口形式1、挑流式2、底流消能二、排水构筑物的布置排水构筑物的布置的一般原则：（1）选择良好的地形条件和地质条件，以节省处理费用；（2）应以长度最短为宜；（3）应按排水流量和跌差区分流速范围，当高流速时，应满足高流速的相应要求；（4）交通方便，有利施工和管理；（5）出口布置应有利于环保要求，便于水质处理。

一般应位于工业、民用水的下游；（6）应考虑沟道的行洪能力，且和下游河道衔接简单可靠。

进水口位置选择：进水口位置应能满足尾矿库不同使用阶段的防洪安全和水质澄清要求。

它和堆积坝（包括主坝和付坝）之间的距离、高差应能满足滩长（规范要求的最短距离）、安全超高（规范要求的最小超高）、澄清距离、调洪库容、调蓄库容等的要求。

三、排水构筑物的水力计算（一）排水井的水力计算1、框架式排水井的水力计算（1）泄洪能力计算堰流：Q=ML（2g）1/2H1.5孔流：Q=2/3μb（2g）1/2（H21.5-H11.5）Q-流量系数；H-进口水头；L-溢流长度；μ-流量系数（对孔流）；b-孔口宽度；H1，H2-孔口顶部和底部的水头。

各种不同情况的流量系数a、圈梁与拱板齐（堰流状态）：L=πd－tnd-进水圈直径；t-立柱宽度；n-立柱个数。

B、拱板在圈梁之上0.9m处（拱板高度0.3m，圈梁间距3m）（堰流状态）L=πd－tnd、t、n各值有可能改变。

C、拱板在圈梁之上2.1m处水头较低时：拱板顶溢流同b；水头增加一定时：圈梁与拱板间为孔流；水头再增加时：圈梁顶部也进水，为孔流与堰流混合。

D、塔顶全部周长溢流此时溢流长度L=πd2、窗口式排水井的水力计算（1）全淹没窗口井自由流泄流量公式Q=2.7n cωc∑（H i）0.5N c-同一横断面上的窗口数；ωc-一个排水窗口的面积；H i-全淹没窗口的计算水头。

消能池的水力计算消能池是一种水利工程中常见的水力结构，主要用于调节和消纳水流能量，防止水流冲击和对下游水利设施的影响。

在消能池的设计和计算中，通常需要考虑以下几个主要方面：水流参数、水力计算、消能池尺寸和结构设计。

首先，为了进行消能池的水力计算，需要先了解水流参数，如入口流速、入口流量、入口水头等。

这些参数通常通过现场测量和实验来获取，或者根据相关设计标准和经验数值进行估算。

水流参数的准确获取对于消能池的水力计算是非常重要的。

一、入口水流条件的确定：1.入口流速：可以通过流速测量仪或其他测量设备进行实时测量。

如果现场无法测量，则可以参考旁边的河段流速进行估算。

2.入口流量：通过流速和入口横截面积的乘积来计算，即Q=AV，其中Q为流量，A为横截面积，V为流速。

3.入口水头：可以通过流量和水头的关系来计算，即h=Q/(gA)，其中h为水头，g为重力加速度。

水力计算是确定消能池设计参数的关键环节，其目标是保证水流能量在消能池中得到有效的消散，从而减少冲击和水流对下游设施的影响。

消能池的水力计算主要包括水头消耗计算、冲淡段长度计算、扩散段长度计算、能量消耗计算等。

1. 水头消耗计算：消能池的设计目标是使水头能量得到最大的消耗，减小水流对下游设施的冲击。

水头消耗计算是通过考虑水流在入口平均到出口平均的能量损失来进行的。

常见的水头消耗计算公式为：Hc=h1-h2-hf，其中Hc为水头消耗，h1为入口水头，h2为出口水头，hf为摩擦水头损失。

2.冲淡段长度计算：消能池中的冲淡段是用来减小水流速度，缓冲水流冲击的部分。

冲淡段长度的计算主要根据水流流量、流速、消能池尺寸和流态关系来确定。

3.扩散段长度计算：扩散段是水流流经冲淡段后继续减小流速的段落，扩散段长度的计算通常考虑消能池尺寸、流速和水流流量等参数。

4.能量消耗计算：能量消耗是消能池的重要设计指标，用来评估消能池的消能效果。

能量消耗计算一般基于流量、流速和水头等参数进行。