水力计算实例

水闸水力计算实例水闸是一种控制水位和流量的水工建筑物，主要用于调节河流、运河和湖泊的水位，以及防止洪水和控制水流。

水闸的设计和运行需要进行水力计算，以确定其参数和尺寸。

本文将给出一个水闸水力计算的实例，以帮助读者更好地理解水闸的设计原理和计算方法。

假设我们需要设计一个水流量为Q的水闸，用于控制一条河流的水位。

为了简化问题，我们假设水流是稳定的，即不考虑水流的变化和波动。

首先，我们需要确定水闸的开度和闸门的形状。

理想情况下，水闸的开度应该与水流的流量成正比。

由于闸门的开度对流量的影响主要来自两个方面：开度与闸门的宽度和高度有关，而闸门的宽度和高度又会影响水流的截面积。

因此，我们需要通过计算来确定适当的闸门尺寸和开度。

水流的流量Q可以通过流速v和截面积A来计算，即Q=vA。

在水闸中，流速和流量的关系可以通过水动力学公式来描述。

其中最常用的公式是曼宁公式，用来计算水流在河道中的流速。

曼宁公式的表达式为：v=(1/n)R^(2/3)S^(1/2)，其中v表示流速，n表示曼宁粗糙系数，R表示水力半径，S表示水流坡度。

水力半径R可以通过计算截面积和周长来计算，即：R=A/P，其中P表示水流的周长。

现在，假设我们已经确定了水流速度v和水流的坡度S。

我们需要计算水流的截面积A和周长P，以及水流的水力半径R。

然后，我们可以使用曼宁公式计算流量Q。

接下来，我们需要确定适当的闸门尺寸和开度，以控制水流量。

闸门的宽度和高度可以通过计算流量Q和流速v来确定。

由于闸门的宽度和高度也会对水流的截面积和周长产生影响，我们需要通过迭代计算来确定最佳的闸门尺寸和开度。

一般来说，闸门的宽度和高度应该能够满足水流截面积和周长的要求，并且能够适应不同流量的变化。

为了简化计算，我们可以使用经验公式来确定闸门的尺寸和开度。

例如，可以使用流量-闸门开度关系曲线来确定闸门开度和宽度的关系。

最后，我们需要考虑水闸的泄流能力。

泄流能力是指水闸能够通过的最大流量。

排水系统水力计算例题例题：某一30层商住楼，五层以下为商场，以上为住宅。

现有一根排水总立管，承接住宅的10根排水立管，其中PL-1、PL-3和PL-6每层承接有洗涤盆和洗衣机的排水，PL-10每层只承接洗涤盆的排水；PL-5、PL-8每层承接有浴盆、坐便器及洗脸盆的排水，PL-2、PL-4、PL-6和PL-9每层承接有蹲便器及洗脸盆的排水。

排水平面大样及系统原理图如图所示。

试进行水力计算，以确定各管段的管径和坡度。

解：由于为高层建筑，排水管采用机制排水铸铁管。

计算方法采用：排水横支管采用最小管径法确定各管段的管径和坡度；立管（包括总立管）采用临界流量法确定管径，且立管管径不发生变化；横干管及排出管采用水力计算法确定各管段的管径和坡度。

一、排水横支管的计算根据规范第4.4.12至4.4.15和4.4.9之规定，可确定出下列排水横支管各管段的管径和坡度：1．厨房洗涤盆排水管：DN75，坡度0.02 2．厨房洗衣机地漏排水管：DN50，坡度0.03 3．卫生间洗脸盆排水管：DN50，坡度0.03 4．卫生间浴盆排水管：DN50，坡度0.03 5．卫生间大便器排水管：DN100，坡度0.02 二、排水立管的计算由于立管的管径一般不变化，因此计算时按立管最大设计秒流量不超过规范4.4.11表中的通水能力确定管径。

1．确定秒流量计算公式m a x m a x 18.012.0q N q N q p p p +=+=α 其中α=1.52．各卫生器具当量数 洗涤盆：N p =1洗衣机地漏：N p =1.5 洗脸盆：N p =0.75低水箱坐便器：N p =6.0 蹲便器：N p =4.5 浴盆：N p =3.0三、排水横干管、立管及排出管的计算1．进行管段编号，如图所示。

2．列表，主要有：管段编号、当量总数、设计秒流量、管径、坡度、排水流量、备注等。

3．水力计算（1）设计秒流量计算，方法同上（2）确定管径、坡度根据设计秒流量，依据排水横管水力计算的4个规定，通过查表的形式，确定出各管段的管径和坡度。

以水库为水源自流引水水力计算1. 确定计算公式 水力计算简图（图1）H 0=▽1－(▽2+ H 1) 式中H 0—作用水头（m ）；H 1—水厂需要的自由水头（m ）； ▽1—水库水位（m ）；▽2—水厂进水点地面标高（m ）； 长管出流的两种计算方法： ● 按比阻计算，计算公式为： H 0=ALQ 2 式中H 0—作用水头（m ）； A —比阻（s 2/m 6）据管材不同查比阻计算表确定；L —管长（m ）；Q —流量（m 3/s ）； ● 按水力坡度计算，计算公式为： J=LH 0式中J —水力坡度； H 0—作用水头（m ）； L —管长（m ）；对于不同的管材，流量与水力坡度的关系式各不相同，本例为钢筋混凝土管，采用谢才公式：J=RC 22V 式中V —流速（m/s ）；C —谢才系数；按曼宁公式C=n1R 1/6 (适用范围：n ＜0.020 ，R ＜0.5m ；)n —粗糙系数；R —水力半径，对于圆管R=4d（m ）；二泵房扬程HH=（▽4－▽3）＋∑d h ＋∑s h 2. 计算列表比较根据以上公式，按冬季枯水位，结合该镇实际地形和用水户分布情况，选择几个不同平面位置、不同高程厂址，进行水力比较计算和经济技术比较计算，计算结果如下表所示：自流管水力计算表1⑥=③－②－⑤注：1、配水管水头损失差异是由于供水管网差异造成的。

水厂位置不同，供水管网的规划布置也不尽相同。

本实例因用水户比较分散，根据三个不同的厂址管网规划布置略有不同。

2、二泵房水泵全年运行电费按下式计算：E=∑QiHiTiγa (元)式中Q i—一年中泵站随季节变化的平均日输水量（l/s）H i—相应于Q i的泵站输水扬程（m）T i—一年中平均泵站工作小时数（h）γ—水的容重取γ=1kg/lηp—水泵效率（%）ηm—电机效率（%）ηn—电网效率（%）a—每1千瓦·小时电的价格（本实例每1千瓦·小时电的价格为0.7元）结论经以上计算比较可知，本实例在相同工艺流程下。

水力计算书一、设计秒流量计算及管径的选择1、1-2管段已知：有洗涤盆、拖布盆、盥洗槽(单阀水嘴)，当量＝1.00，数量＝1 ；计算：卫生器具给水当量之和＝1.00×1＝1 ；给水设计秒流量＝0.2×2.5×(1^0.5)＝0.5L/s ；管段上的一个最大卫生器具的给水额定流量＝0.2×1＝0.2L/s ；管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值＝0.2×1＝0.2L/s ；经比较，计算值0.5L/s大于该管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值0.2L/s，所以实际应按卫生器具额定流量累加所得流量值0.2L/s作为设计秒流量。

已知：有洗涤盆、拖布盆、盥洗槽(单阀水嘴)，当量＝1.00，数量＝2 ；计算：卫生器具给水当量之和＝1.00×2＝2 ；给水设计秒流量＝0.2×2.5×(2^0.5)＝0.71L/s ；管段上的一个最大卫生器具的给水额定流量＝0.2×1＝0.2L/s ；管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值＝0.2×2＝0.4L/s ；经比较，计算值0.71L/s大于该管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值0.4L/s，所以实际应按卫生器具额定流量累加所得流量值0.4L/s作为设计秒流量。

已知：有洗涤盆、拖布盆、盥洗槽(单阀水嘴)，当量＝1.00，数量＝3 ；计算：卫生器具给水当量之和＝1.00×3＝3 ；给水设计秒流量＝0.2×2.5×(3^0.5)＝0.87L/s ；管段上的一个最大卫生器具的给水额定流量＝0.2×1＝0.2L/s ；管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值＝0.2×3＝0.6L/s ；经比较，计算值0.87L/s大于该管段上按卫生器具额定流量累加所得流量值0.6L/s，所以实际应按卫生器具额定流量累加所得流量值0.6L/s作为设计秒流量。

西昌学院工程技术学院课程设计任务书2013年12 月2 日至2013 年12 月20 日课程名称：工程水文案例分析及实训专业班级：2011级水利水电工程1班姓名：李飘学号：1115030041指导教师：洪晓江2013年12月2日案例一流域产流与汇流计算习题4-2 某流域1992年6月发生一次暴雨，实测降雨和流量资料见表4-13。

该次洪水的地面径流终止点在27日1时。

试分析该次暴雨的初损量及平均后损率，并计算地面净雨过程。

案例二设计年径流量分析计算习题7-2 某水利工程的设计站，有1954~1971年的实测年径流资料。

其下游有一参证站，有1939~1971年的年径流系列资料，如表7-7所示，其中1953~1954年、1957~1958年和1959~1960年，分别被选定为P=50％、P=75％和P=95％的代表年，其年内的逐月径流分配如表7-8示。

试求：m s表7-7 设计站与参证站的年径流系列单位：3/注本表采用的水利年度为每年7月至次年6月。

（1）根据参证站系列，将设计站的年径流系列延长至1939~1971年。

（2）根据延长前后的设计站年径流系列，分别绘制年径流频率曲线，并分析比较二者有何差别。

（3）根据设计站代表年的逐月径流分配，计算设计站P=50％、P=75％和P=95％的年径流量逐月径流分配过程。

表7-8 设计站代表年月径流分配 单位：3/m s案例三 洪峰流量推求计算习题8-1 某河水文站有实测洪峰流量资料共30年（表8-10），根据历史调查得知1880年和1925年曾发生过特大洪水，推算得洪峰流量分别为32520/m s 和32100/m s 。

试用矩法初选参数进行配线，推求该水文站200年一遇的洪峰流量。

表8-10 某河水文站实测洪峰流量表案例四 暴雨资料推求设计洪水习题9-3 已知设计暴雨和产、汇流计算方案，推求P=1％的设计洪水。

资料及计算步骤如下。

（1）已知平恒站以上流域（2992F km =) 1%P =的最大24h 设计面雨量为152mm ，其时程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行（表9-9),Δt 取3h ，可求得设计暴雨过程。

各种水源各种条件下水力计算解析及实例水力计算是水资源工程中的重要环节，准确的计算可以帮助工程师评估水源的供水能力和水力特性。

本文将对各种水源在不同条件下的水力计算进行解析，并提供实例说明。

1. 自流水源的水力计算自流水源是指可以自然流入输水工程的水源，例如溪流、河流等。

在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 水源的水量：通过对水位和流速的测量，可以确定水源的水量；- 水源的水头：水头是衡量水源供水能力的重要指标，可以通过测量水源的高差来计算；- 管道的水力特性：在自流水源的输水管道中，水力特性的确定可以通过实验或数值模拟方法得出。

以下是一个自流水源的水力计算实例：假设有一条水源自然流入一个水库，水库的水位为100米，水源的平均流速为2米/秒。

通过测量水库和水源之间的高差，可以计算出水源的水头为50米。

此时，可以利用水力公式计算水源向输水管道提供的水量和水压。

2. 泵站供水的水力计算泵站供水是指通过泵站将水源抽入输水工程中进行供水。

在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 泵站的抽水能力：通过泵的流量和扬程来确定泵站的抽水能力；- 输水管道的阻力：输水管道的阻力会影响泵站的供水能力，可以通过实验或计算方法进行估算；- 泵站的耗能：泵站在抽水过程中会消耗一定的能量，需要考虑泵站的效率问题。

以下是一个泵站供水的水力计算实例：假设有一个泵站，其泵的流量为100立方米/小时，扬程为50米。

通过计算泵站的抽水能力和输水管道的阻力，可以确定泵站的供水能力和水压。

3. 水源调蓄的水力计算水源调蓄是为了平衡供水和需水之间的差距而进行的水力调控措施。

在进行水力计算时，需要考虑以下几个因素：- 调蓄水源的容量：调蓄水源的容量决定了其可以调节的水量；- 调蓄水源的水头：水头是衡量调蓄水源调节能力的重要指标，可以通过测量水源的高差来计算；- 调蓄水源的供水时段：根据供水需求，确定调蓄水源的供水时段。

以下是一个水源调蓄的水力计算实例：假设有一个调蓄水源，其容量为立方米，水源的高差为20米。

溢流坝水力计算一、基本资料：为了解决某区农田灌溉问题。

于某河建造拦河溢流坝一座，用以抬高河中水位，引水灌溉。

进行水力计算的有关资料有：设计洪水流量为550m 3／s ；坝址处河底高程为43.50m ；由灌区高程及灌溉要求确定坝顶高程为48.00m ；为减小建坝后的壅水对上游的影响，根据坝址处河面宽度采用坝的溢流宽度B ＝60m ；溢流坝为无闸墩及闸门的单孔堰，采用上游面铅直的三弧段WES 型实用堰剖面，并设有圆弧形翼墙； 坝前水位与河道过水断面面积关系曲线，见图15.2；坝下水位与河道流量关系曲线，见图15.3；坝基土壤为中砾石；河道平均底坡;00127.0=i 河道实测平均糙率04.0=n 。

二、水力计算任务：1．确定坝前设计洪水位； 2．确定坝身剖面尺寸；3．绘制坝前水位与流量关系曲线； 4．坝下消能计算； 5．坝基渗流计算；6．坝上游壅水曲线计算。

三、水力计算1、确定坝前设计洪水位坝前设计洪水位决定于坝顶高程及设计水头d H ，已知坝顶高程为4800m ，求出d H 后，即可确定坝前设计洪水位。

溢流坝设计水头d H 可用堰流基本方程(10.4)3202H g mB Q ⨯=σε计算．因式中图15.2图15.3σε及、0H 均与d H 有关，不能直接解出d H ，故用试算法求解。

设d H ＝2.53m ，则坝前水位＝48.00+2.53＝50.53m ．按坝前水位由图15.2查得河道过水断面面积A 0＝535m 2，又知设计洪水流量，则s m Q /5503=mgav H H m g av s m A Q v d 586.2056.053.22056.08.9203.10.12/03.1525550202000=+=+==⨯⨯====按设计洪水流量Q ，由图15.3查得相应坝下水位为48.17m ．下游水面超过坝顶的高度15.0066.0586.217.017.000.4817.480<===-=H h mh st 下游坝高0.274.1586.250.450.400.4300.4801<===-=H a ma 因不能完全满足实用堰自由出流条件:故及,0.215.0010≥≤H aH h s 为实用堰淹没出流。

各种湖泊各种条件下水力计算解析及实例引言湖泊是一种重要的水体，其水力特性对于水资源管理和环境保护至关重要。

本文将介绍在不同条件下，如湖泊尺寸、流域面积和湖泊类型等，如何进行水力计算，并通过实例进行解析。

湖泊尺寸与流域面积对水力计算的影响湖泊尺寸和流域面积是水力计算的重要参数之一。

较大的湖泊和流域面积通常具有更大的水容量和更高的流量。

在进行水力计算时，我们需要考虑湖泊和流域的整体水力特性，包括湖泊水位变化、溢流和排泄等。

湖泊类型对水力计算的影响不同类型的湖泊具有不同的水力特性，这也影响着水力计算的方法。

常见的湖泊类型包括淡水湖、咸水湖和人工湖等。

对于不同类型的湖泊，我们需要采用不同的水文参数和模型，以准确计算湖泊的水力情况。

水力计算的实例分析以下是几个水力计算实例，以帮助读者更好地理解水力计算的过程和方法：1. 湖泊流量计算实例：- 湖泊尺寸：1000平方公里- 流域面积：2000平方公里- 湖泊出口水位：20米- 流入湖泊的总流量：1000立方米/秒通过根据湖泊尺寸和流域面积计算出湖泊的水容量，再结合给定的水位和流入湖泊的总流量，可以计算出湖泊的出流量。

2. 湖泊水位变化计算实例：- 湖泊尺寸：500平方公里- 流域面积：1000平方公里- 湖泊流入流量：500立方米/秒- 湖泊流出流量：200立方米/秒通过根据湖泊尺寸和流域面积计算出湖泊的水容量，再结合湖泊流入和流出的流量，可以计算出湖泊的水位变化情况。

以上仅为水力计算的简单实例，实际的水力计算需要根据具体情况而定。

在进行水力计算时，需要考虑到湖泊的特点和实际情况，并选择合适的水文参数和模型进行计算。

结论本文介绍了在不同条件下进行湖泊水力计算的方法和实例。

湖泊尺寸、流域面积和湖泊类型等因素对水力计算有重要影响。

通过合适的水文参数和模型，可以准确计算湖泊的水力情况。

根据本文的介绍和实例分析，读者可以更好地理解和应用水力计算的知识。

参考文献- [引用的参考文献1]- [引用的参考文献2]- [引用的参考文献3]。

水闸水力计算实例水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制河流或运河的水位，以保证安全和管理水资源。

水闸的水力计算是评估水闸性能并确定其设计参数的重要步骤。

下面将介绍一个水闸的水力计算实例。

假设其中一水闸位于一条宽度为10米，深度为4米的河流中。

设计要求该水闸能够在最大流量为100立方米/秒的情况下保持河流水位在一定范围内变化。

根据这些设计要求，需要进行水闸的水力计算。

首先，我们需要估计水闸的有效面积。

有效面积是指水闸开启时真正控制水流的面积。

假设水闸的开启宽度为6米，根据几何学原理可以计算出水闸的有效面积为24平方米。

接下来，我们需要计算水闸的流量特性。

流量特性是指水闸在不同开启条件下的流量变化规律。

根据流体力学原理，流量与水头差呈线性关系。

当水闸完全关闭时，水头差为最大，流量为0。

当水闸完全开放时，水头差为最小，流量为最大。

假设水闸的流量特性满足一个线性关系，我们可以使用公式Q=KA√2gH来计算在不同开启条件下的流量。

其中，Q为流量，K为系数，A为水闸的有效面积，g为加速度重力常数，H为水头差。

假设水闸完全关闭时，水头差为4米。

代入公式，可以计算出此时的流量为0。

假设水闸完全开放时，水头差为0.5米。

代入公式，可以计算出此时的流量为100立方米/秒。

接下来，我们可以根据流量特性计算水闸在其他开启条件下的流量。

假设水闸开启宽度为3米，根据几何学原理可以计算出此时的有效面积为12平方米。

代入公式，可以计算出此时的流量为50立方米/秒。

根据以上计算，我们可以得到水闸在不同开启条件下的流量。

然后，我们可以根据设计要求评估水闸的性能。

在最大流量为100立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为6米，流量为100立方米/秒，满足设计要求。

在最小流量为0立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为0米，流量为0立方米/秒，满足设计要求。

在其他流量条件下的计算结果也在设计要求范围内。

综上所述，通过水闸的水力计算，我们可以确定水闸的设计参数，以满足设计要求。