水闸设计 PPT

Q Be 2 g H 0 hc 其中： ' 可由水力学中表8.1查得， 1
c

单宽流量：
q
跃后水深：
" 3 hc hc / 2 1 8q 2 / ghc ，将下游断面看成矩形断面河流， 1
Q ，其中：b=12m。 nb


水深与水力半径相等，河宽B=270m,由明渠均匀流公式计算下游水深： 1 1 6 2 2 2 2 0 .3 h Q n / n B i 即 下游水深为： Q AC Ri hs nbh hsi s s n 2 " 消力池池深： d hc ht Z ， Z q 1 1 2 ' " 2 2g h h t c 其中:

（4）、确定闸孔总宽度

根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，初选定单 孔净宽b=12和孔数n=12，闸墩取1.2m，缝墩厚度1.6m, 边墩厚度1m。 计算闸孔总宽度 : L (1 2 1212 1.2 8 1.6 3） 160.4m 绘制出闸孔布置图：（单位：m）
1.05 消力池出口流速系数： ' 0.95 水跃淹没系数：
消力池长度：L 4m 0
P 1 0.25H 0 H 0
" Lj 6.9 hc hc


L L0 L j
其中：
m 0.385 ， H0 1.61m ，由于本水闸为无坎宽顶堰，P1 d 。
二、拟定闸孔尺寸 （1）：计算上游堰顶总水头
V02 H 0 上游水位 堰顶高程 行近流速水头 H 2g

分别计算设计洪水位情况和校核洪水位情况，列表计算
表1 堰顶总水头计算
流量Q （m3/s） 设计流量 2010 校核流量 2265 下游水深 hs(m) 2.76 上游水深 H(m) 3.93 过水断面 面积（m2） 1061.1 行进流速 （m/s） 1.89
根据抗冲要求，计算底板厚度： t k1 q H ' 0.2 2.87 1.61 1.276 0.25m ，按护坦最低 要求 取0.5m。消力池底板始端厚度取1m，消力池底板末端取1m，如下图构造所 示。 画出消力池构造图：

(4)、海漫设计
计算公式为： L K q H （其中Ks为海漫计算系数，因本设计河床土质 为砂砾粗砂，取Ks=12)。 列表计算可得：取表中的最大值Lp=55(整数）。
' p s s
流量 Q（m3 / s) 下游水深H 上游水深 hs 1490 1650 1806 1.76 2.07 2.38 3.25 3.47 3.67
H 0 (m) hs / H 0
淹没系数 1 1
3 2 0
B0 ( m )
设计流量 2010 校核流量 2265
2.76 3.21
4.11 4.43
0.67 0.72
141.45 142.44
其中：由宽顶堰淹没出流的公式： Q s mB0 2 g H
可计算出总净宽，对无坎宽
1 ，先假设侧收缩系数 =1 。 顶堰，取m=0.385, 当 hs / H 0 0.72 时，

消力池尺寸计算：
（3）消力池构造设计，并绘制消力池构造图 消力池深度：估算池深为0.54m 消力池池长：估算池长为10.13m 消力池构造： 采用挖深式消力池，为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低底板 下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔 孔径为10cm，间距为2m，呈梅花形布置
则为淹没出流，列表计算
表 2 流态判别
流量Q（m3/s） 下游水深hs(m)
H 0 (m)
Hs 0.8H 0
流态
设计流量2010
校核流量2265
2.76
3.21
4.11
4.43
否
否
非淹没出流
非淹没出流

（3）、闸孔总净宽计算 计算结果列入下表 表 3 闸孔总净宽计算
流量Q （m3/s） 下游水深 hs(m) 总净宽
计算情况 设计洪水 2010
H 0 (m)
4.11 4.43
hs / H 0
0.67

1

0.97
Q（m3 / s） Q / Q(%)
1950 2.98 %
校核洪水 2265

0.72
1
0.967
2190
3.31%
满足要求


三、消能防冲设计 （1）消能方式选择
由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流消能。
指导老师：
汇报：

一、闸孔型式及闸底板高程确定
Hale Waihona Puke Baidu
本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水 来临时，开闸泄水，以保证防洪安全。由于是建于平原河道上的 拦河闸，应具有较大的超泄能力，并列于排除漂浮物，因此采用 不设胸墙的开敝式水闸，可采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程 与河床同高（即22.30m)。



（5）、校核过流能力
闸墩采用半圆形墩头，根据孔口与闸墩尺寸可计算侧收缩系数，由水力学 书籍查得计算公式为： H 1 - 0.2n - 1 0 k 0 nb 其中： n 12

b 12
0 0.45
k 0.7
则：（结果列于下表 ）
表 4 过流能力校核

（2）消能设计条件选择
设计水位和校核水位是闸门全开宣泄洪水，为淹没出流，无需消能。闸 前为正常高水位，部分闸门局部开启，至宣泄较小流量时，下游水位不高， 闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，需设置相应的消能设施。 需分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算，找出消力池池深和池长的控 制条件。保证无论何种开启高度情况下均能发生淹没式水跃消能，闸前水深 为23.91-22.3=1.61m。 现将水闸开启1孔、3孔两种情况下的0.4~1m开度估算池长和池深，计算公式 如下所示： h 'e '
2 v0 ( m) 2g
H 0 (m)
0.18
4.11 4.43
3.21
4.23
1142.1
1.98
0.2
其中：上、下游水深=相应的上、下游水位—堰顶高程 由资料可知河道宽270m，本设计过水断面设计为矩形，则相应的过水断 面面积= 河道宽X上游水深

（2）、判断是否淹没出流 若下游水深
hs 0.8H0