溢洪道涵洞水利计算

溢洪道水力计算范文溢洪道是一种用于调节水库库容的重要设施，它能够确保水库在降雨较大时不会溢出，从而保护下游地区的安全。

溢洪道的水力计算是设计溢洪道的关键步骤之一，本文将详细介绍溢洪道水力计算的相关内容。

1.溢流量计算溢流量是指在水库库容达到最大限度时，通过溢洪道流出的水量。

计算溢流量的常用方法有经验公式法和理论计算法。

经验公式法是根据历史洪水资料和相关实测数据推导出的经验公式进行计算，适用于缺乏资料和经验的情况。

理论计算法则是利用流体力学原理进行计算，适用于条件较好且有丰富资料的情况。

2.溢流速度计算溢流速度是指水流通过溢洪道时的速度。

溢流速度的计算方法一般有两种：一是根据流量和槽底坡度计算，二是根据经验公式计算。

根据流量和槽底坡度计算需要确定槽底的摩擦系数和槽底的水流速度，然后应用流量公式进行计算。

根据经验公式计算则是根据经验公式直接计算溢流速度，相对简单但准确度较低。

3.堰顶宽度计算溢洪道的堰顶宽度是指溢洪道基底宽度和坡道宽度之和。

堰顶宽度的计算需要考虑上游河床的状况、上游输沙能力以及溢洪道的结构形式。

一般来说，堰顶宽度应满足以下几个方面的要求：满足流量要求、确保安全稳定、控制水流速度、减小溢洪道的地质灾害。

4.溢洪坝高度计算溢洪坝高度是指溢洪道堰顶相对于坝基的高度差。

溢洪坝高度的计算需要考虑上游河道流量、下游地势和地质条件。

一般来说，溢洪坝高度应满足以下几个方面的要求：确保下游地区不受洪水侵袭、防止溢洪坝溢流过高、满足溢洪道设计要求、减小溢洪坝的地质灾害。

总结起来，溢洪道水力计算是保证水库安全运行的重要环节。

通过合理的溢洪道水力计算，可以确保溢洪道的流量、速度、堰顶宽度和溢洪坝高度满足设计要求，从而保证溢洪道在大洪水冲刷下的安全性和稳定性。

为此，设计人员应根据具体情况选择适当的计算方法，并结合实际情况进行合理的参数取值，以提高计算结果的准确性和可靠性。

溢洪道水面线水力计算溢洪道水面线水力计算是指在溢洪道工程设计中，对溢洪道水面的高程进行计算和确定的过程。

溢洪道水面线水力计算是设计溢洪道工程的基础任务之一，主要用于确定溢洪道的有效堤顶高度，以及判断溢洪流量和洪水对下游防洪安全的影响。

在进行溢洪道水面线的水力计算时，需要考虑以下几个方面的因素：1.水位变化规律：根据设计要求和地区实际情况，确定溢洪道水位变化规律，包括出口水位、最高水位和最低水位等。

这些水位变化规律是溢洪道水面线水力计算的基础，也是设计溢洪道参数的依据。

2.流量计算：通过水动力原理和流量公式，计算溢洪道的设计洪水流量。

洪水流量的计算需要考虑下游水位、流域面积、产流特征等因素。

常用的流量计算方法有三角洪水法、单峰洪水法和双峰洪水法等。

3.溢洪道断面选择：根据溢洪道的设计洪水流量和设计水位，在保持流量稳定的情况下选择合适的溢洪道断面，以满足设计要求。

根据溢洪道断面，可以计算出溢洪道的有效堤顶高度和水面线的高程。

4.水力计算：通过溢洪道的水力计算，确定溢洪道水面线的高程。

水力计算的主要内容包括流速计算、水深计算和堤顶高度计算。

其中，流速计算可以采用曼宁公式、剪应力公式等；水深计算一般根据不同的水位和槽坡来确定；堤顶高度计算需要考虑洪水流量、流速和水深等因素。

5.水面线确定：根据水力计算的结果，确定溢洪道水面线的高程。

水面线的高程应满足下游防洪安全的要求，并考虑水力平衡和溢洪道结构的要求。

水面线的确定一般采用一维水流模型计算，根据不同的水位和流量，得出水面线的高程曲线。

在进行溢洪道水面线水力计算时，需要使用一些计算软件和工具，如水力计算软件、一维水流模型等。

这些工具可以提供准确的计算结果，帮助工程师进行溢洪道水面线的设计和确定。

同时，还需要结合实际工程情况，考虑工程经济性、可行性和社会效益等因素，进行溢洪道水面线水力计算的优化设计。

溢洪道水力设计计算1 计算依据 《溢洪道设计规范》（DL/T 5166—2002）第6节及附录A的有关规定。

2 已知设计参数堰面曲线可采用抛物线。

上述曲线可按附录A中A.1计算。

本工程选用开敞式实用堰。

考虑到圆弧曲线（驼峰堰）的流量系数较小，泄流能力相对较小，本工程堰面曲线选用幂曲线（三）。

3 堰面曲线选择及泄流能力复核 （1）按规范5.3.3条，堰（闸）型式可采用开敞式或带胸墙的实用堰、宽顶堰、驼峰堰等，应根据地形地质条件、水力条件、运用要求及技术经济指标等综合比较选用。

开敞式溢流堰溢流堰有较大的超泄能力，宜优先选用。

（2）按规范6.3.3条，采用开敞式实用堰时，堰面曲线宜采用幂曲线、圆弧曲线（驼峰堰）；当堰上设有胸墙时，点上游用三圆弧曲线。

3.1 幂曲线方程计算（A.1） （3）按规范6.3.2条，低实用堰应满足上游堰高P 1≥0.3H d ，下游堰高P 2≥0.6H d ；下游堰面坡度宜陡于1:1。

设计中应避免形成淹没流。

式中： （4）按规范附录A.1.3条，采用开敞式幂曲线（三）时，幂曲线按式（A.1)计算。

n=1.85，K=2。

上游面铅直，原H d …………定型设计水头，对低堰（P 1＞1.33H d ）可按堰顶最大水头H max 的75%～95％计算,yKH x n dn 1-=1.560m ～ 1.976m1.500m1.8522.8230.35423x^1.85 计算公式：0.6553255x^0.852.306m1.662m3.4 反弧半径R的计算即H d =（0.75～0.95）H max =堰顶O点上游三圆弧的半径R及其水平坐标x计算表即幂曲线方程为：y=3.2 幂曲线末端端点坐标计算 将m，dy/dx带入公式1可求得：x c =本工程取H d =n…………………系数,n=K…………………系数,K= 对堰面曲线求一阶导数得：dy/dx=（公式1）堰顶下游幂曲线方程坐标值表y c =3.3 堰顶上游三圆弧曲线的x坐标及半径R计算 经计算：KH d n-1=溢流堰下游反弧段半径，应结合下游消能设施来确定，对于挑流消能和底流消能方式，可按下式求反弧半径R。

河岸溢洪道水力计算实例一﹑ 资料及任务某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道，用弧形闸门控制泄流量，如图15.7所示。

溢洪道共三孔，每孔净宽10米。

闸墩墩头为尖圆形，墩厚2米。

翼墙为八字形，闸底板高程为33.00米。

胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.00米。

闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。

闸后接第一斜坡段，底坡1i =0.01，长度为100米。

第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i 2=1:6，水平长度为60米。

第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角=α25°。

上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙，底宽B 1=34米的矩形断面，其余尺寸见图15.7。

溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014。

溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。

水库设计洪水位42.07米，校核洪水位为42.40米，溢洪道下游水位与流量关系曲线见图15.8。

当溢洪道闸门全开，要求： 1. 1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线； 2. 2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线； 3. 3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。

图7图8二﹑ 绘制库水位与溢洪道流量关系曲线 （一）确定堰流和孔流的分界水位宽顶堰上堰流和孔流的界限为=H e 0.65。

闸门全开时，闸孔高度e =38.0－33.0=5.0米，则堰流和孔流分界时的相应水头为H =7.765.00.565.0==e 米堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。

库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在40.7米以上按孔流计算。

（二）堰流流量计算堰流流量按下式计算：2/302H g mB Q σε=式中溢流宽度B=nb=3×10=30米。

因溢洪道上游为水库，0v ≈0则0H ≈H 。

溢洪道进口上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高a=33.0－32.5=0.5米，斜面坡度为1：5，则θctg =5（θ为斜面与水平面的夹角），宽顶堰流量系数m 可按H a及ctg θ由表11.7查得；侧收缩系数ε按下式计算：=ε1－0.2[(n －1)k ζζ+0]nb H 0其中孔数n=3；对尖圆形闸墩墩头，=0ζ0.25；对八字形翼墙，=k ζ0.7。

上游总水头E 0：流量底宽流速系数上游总水头收缩断面水深断面流速Q b φE 0h c v4.9 1.50.90310.92222860.2513.066667基本公式：跃前水深跃前流速弗劳德数跃后水深消力池长h 1v 1Fr 1h 2L(5.5<Fr1<9)0.2513.0666678.3437312 2.8276016117.78545113基本公式：跃前底宽跃后底宽跃前水深跃前流速弗劳德数跃后水深消力池长b 1b 2h 1v 1F r1h 2L k560.2513.06666678.343731196 2.581235314.228361基本公式：水跃淹没度流速系数流量消力池宽度收缩断面水深下游水深跃后水深σφQ bh 1h t h 21.050.95 4.91.50.25 1.22.82760162、等宽距断面消力池的水利计算3、溅扩式矩形断面消力池计算4、等宽矩形下挖式消力池计算底流水跃消能水力计算1、计算收缩断面水深：流速系数φ取值见表或者根据经验公式计算E 为以下游河床面为基准面的上游总水头22202c c h g q h E φ+=()18122112-+=Fr h h 111/gh v Fr =()2121121812b b Fr h h -+=Zh h d t ∆--=2σ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=∆2222222112h h gb Q Z t σϕLL k 8.0=LL k 8.0=出口水面跌落池深池长△Z dL k 0.356803792 1.412177914.228361LL k 8.0。

溢洪洞的设计溢洪洞位于大坝右岸，由引渠段、进口段、洞身段、出口消能段组成，总长602.5m,进口高程为▽587m，隧洞出口高程为▽490.35m。

是黑河水利枢纽工程的重要泄洪建筑物之一。

（1）进口段采用喇叭进口，导墙也采用控制段的设计堰顶O点上游三圆弧的半径及其水平坐标值为H=6mR1=0.5dH=2.1ma=0.175dH=2.4mR2=0.2dH=3.312mb=0.276dR 3=0.04d H =0.48m c =0.282d H =3.384mO 点下游的曲线方程为： 1.851n d x kH y -= （式6.1）H d =(0.75-0.95)H max =9.53-12.07m实取H d= 12m所以控制曲线方程为： 1.85y 0.0604x= 按上式计算的坐标值见下表： 表6-2 Y 0.06 0.22 0.46 0.78 1.19 1.66 2.83 4.28 5.99 7.97 X 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14对曲线求一阶导数：0.85dy0.0604 1.85dxx =⨯ 直线CD 的坡度为： 1dxdy = 故有： 0.850.0604 1.85x ⨯=1即 x c =13.175m ，y c =7.1224m 。

根据表中数据可得堰后控制段曲线OC ，坡度为m α=1的直线段CD 与曲线OC 相切于C 点。

控制段采用开敞式实用堰，堰顶高程为▽587.00，混凝土标号为C30，堰顶上游曲线采用三圆弧曲线，R1、R2、R3分别为6m 、2.4 m 、0.48m,上游堰面铅直；堰顶下游堰面采用WES 型曲线，曲线方程为y=0.0604x 1.85,下面与坡度为1：1的陡坡相切,反弧段半径为60m,堰顶设工作闸门，检修闸门各一个。

隧洞段的设计直线段和反弧段切点D 、反弧圆心坐标O 1,及反弧与平洞段切点E 的确定。

初拟E 点高程500m ，即y E =87,平洞段底坡1：40，反弧半径按(0.5～1.0)h max 确定, h max =601.16-493.7=105.9,故初拟反弧半径R=60m 。

1.基本资料1.1 水文规划资料根据调洪计算成果，后胡水库溢洪道消能防冲按30年一遇洪水标准设计，其相应下泄流量为204m3/s，50年设计洪水其相应下泄流量为234.5m3/s。

1000年洪水校核，其相应下泄流量为651.7m3/s。

1.2 溢洪道现状溢洪道位于大坝左岸，为开敞式，进口高程153.50m，下游河底高程136.00m，总落差17.50m，溢洪道总长457.4m，最大泄量651.7m3/s。

现状溢洪道一级明渠段右岸边坡进行了护砌，左岸边坡未防护，一级陡坡以下工程均未修建。

2. 设计标准本次设计溢洪道轴线结合工程现状布置进行布置，溢洪道总长度为396.581m，底宽28.0m。

溢洪道工程共分9个部分，具体设计如下。

1、进水渠段位于溢洪道桩号0+000～0+038.8之间，总长38.8m，底宽28.0m，底坡为-1/1000，底部不护砌。

进水渠段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。

2、控制段位于溢洪道桩号0+038.8～0+058.8之间，总长20m，底宽28.0m，底坡为平坡，采用M7.5浆砌石护底，厚30cm。

控制段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。

3、一级明渠段位于溢洪道桩号0+058.8～0+148之间，总长89.2m，底宽28.0m，底坡1/1000，底部在桩号0+138.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护底，厚30cm，其余不护砌。

明渠段右岸边坡桩号0+058.8～0+076之间维持现状护坡不变；右岸桩号0+076～0+148采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1:1。

明渠段左岸桩号0+058.8～0+148之间采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。

4、一级陡坡段位于溢洪道桩号0+148～0+198之间，长50m，底宽28m，为梯形断面，底坡1/5，落差7.85m。

1 溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：进口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求以及消力池段消能防冲计算等。

根据调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m 3/s ，50年一遇设计洪水流量Q =249.08m 3/s ，500年一遇校核洪水流量Q =390.72m 3/s 。

溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。

1.1 计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—20**。

1.2 溢洪道水面线推求1.2.1 计算方法及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法，计算公式为：Ji E E s susd --=∆式中：△s ——上、下断面间长度（m ）;i ——渠底比降;J ——上、下断面间平均水力坡度; E sd 、E su ——上、下游断面的断面比能。

1.2.2 水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。

本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的基本数据。

由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。

1.2.2.1 程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程进行推求，公式如下：Jf i ds dEs-= 其差分格式为：Jf i s Es-=∆∆即：()s Jf i E E ∆⋅-+=12式中：RC vJf gv h E g v h E ⋅=+=+=222111222222αα()()()121212212121R R R C C C v v v +=+=+=其中：h 1为已知，h 2为欲求之水深 为此，将差分方程改为下列函数表达式()()()s Jf i E E h E ∆⋅-+-=212为求h 2设试算水深h 下限与h 上限，用二分法求解()下限上限h h h +=212()()()()()()h F F 2~1212~11G s J i h E E D s J i h E E h f f =∆⋅-+-==∆⋅-+-=上限上限上限若D 、G 同号，令h 上限= h 2；D=G若D 、G 异号，令h 上限= h 下限；h 上限= h 2；D=G 继续二分，直到∣h 1-h 2∣≤允许误差为止1.2.2.2 临界水深计算临界水深计算公式如下：kk B Ag Q 32=α 式中：Q ——计算流量（m 3/s ）；A k ——临界水深时的过水断面面积(m 2)；B k ——临界水深时的水面宽度(m)；G ——重力加速度，g=9.8m/s 2。

T0=以下游下游消力池底板顶面算起的总势能。

q=收缩断面处的单宽流量`P54》5.55 4.37hc 3-T 0hc 2+aq 2/2gφ2=0a=1，《水闸设计规范P56》b=-T0hc''=跃后水深（m ）c=ag 2/2gφ2hc=收缩断面水深hc=收缩水深（m)q=收缩断面处的单宽流量b 1=消力池首端宽度（m ）b 2=消力池末端宽度（m ）hs'=下游水深(m)水位m流量m³/s 329.3 4.2157329.413.10371329.467329.525.23308329.639.95381329.5854329.756.84367v=C(Ri)0.5C=R 1/6/n R=A/X A=(b+mh)h X=b+2h(1+m 2)0.5式中：hc"=0.5*h （1+8aq 2/g海曼取设计水位 下游水深深跃后水深（m ）收缩断面水深收缩断面处的单宽流量1=消力池首端宽度（m ）2=消力池末端宽度（m ）下游水深(m)下游河道水位计算表)0.5h)h(1+m 2)0.5武水水力手册，41页0.5*hc*(（1+8aq 2/ghc 3）^0.5-1)(b1/b2)^0.251.05~1.10φ'=消力池出流的流速系数，取0.95m）/（2gφ2*hs'2）-aq2/（2g*hc''2）Lsj=Ls+bLjLj=6.9(h''-hc)L k=（0.7~0.8）L jLsj=消力池长度Ls=消力池水平段投影长度b=水跃长度校正系数，可采Lj=水跃长度（m)长bLjLj=6.9(h''-hc)=（0.7~0.8）L jk消力池长度消力池水平段投影长度（m）水跃长度校正系数，可采用0.7~0.8水跃长度（m)。

涵洞过水流量计算公式涵洞是一种常见的水利设施，用于排水和过水。

要计算涵洞的过水流量，那可得好好说道说道。

咱们先来说说影响涵洞过水流量的因素。

这就好比做菜，食材、火候、调料都能影响菜的味道，涵洞过水流量也受好多因素影响。

比如说涵洞的形状、尺寸，水流的速度、水深，还有涵洞的粗糙程度等等。

接下来，咱们就聊聊常见的涵洞过水流量计算公式。

其中一个常用的是曼宁公式。

这公式看起来有点复杂，其实就像解一道有点绕的数学题。

Q = A × V这里的 Q 就是过水流量啦，A 是过水断面的面积，V 是平均流速。

那怎么算这个平均流速 V 呢？这就要用到曼宁公式的另一个部分啦。

V = (1 / n) × R^(2/3) × S^(1/2)这里的 n 是糙率系数，R 是水力半径，S 是水力坡度。

给您举个例子吧，就说我之前参与过的一个乡村水利工程。

那地方有个小涵洞，因为年久失修，排水不太顺畅，一到下雨天，周边的农田就容易积水。

我们去实地考察的时候，发现这个涵洞是个矩形的，长 3 米，宽 2 米，水深 1.5 米。

通过测量和分析，我们确定糙率系数 n 为 0.013，水力坡度 S 为 0.05。

先算过水断面的面积 A ，那就是 3×1.5 = 4.5 平方米。

再算水力半径 R ，R = A / P ，其中 P 是湿周。

对于这个矩形涵洞，P = 2×(3 + 1.5) = 9 米，所以 R = 4.5 / 9 = 0.5 米。

然后就能算出平均流速 V 啦，V = (1 / 0.013) × 0.5^(2/3) × 0.05^(1/2) ≈ 1.2 米/秒。

最后得出过水流量 Q = 4.5 × 1.2 = 5.4 立方米/秒。

通过这个计算，我们就能清楚知道这个涵洞的过水能力，从而决定是要对它进行维修还是重建，以保证农田不再受积水之苦。

除了曼宁公式，还有其他一些计算公式，比如谢才公式。

1 溢洪道水力计算溢洪道水力计算共分以下几段：进口段、陡坡段、消能防冲段、海漫段水面线推求以及消力池段消能防冲计算等。

根据调洪演算结果，溢洪道20年一遇洪水流量Q=213.61m 3/s ，50年一遇设计洪水流量Q =249.08m 3/s ，500年一遇校核洪水流量Q =390.72m 3/s 。

溢洪道底流消能洪水设计标准按20年一遇。

1.1 计算依据（1）《溢洪道设计规范》SL253—20**。

1.2 溢洪道水面线推求1.2.1 计算方法及计算公式采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法，计算公式为：Ji E E s susd --=∆式中：△s ——上、下断面间长度（m ）;i ——渠底比降;J ——上、下断面间平均水力坡度; E sd 、E su ——上、下游断面的断面比能。

1.2.2 水面线推求溢洪道水面线推求采用新疆水利厅编制的《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序》进行计算。

本程序计算时需输入起算已知断面水位及各流段的基本数据。

由明渠水流分析知，溢洪道明渠段末端即陡坡段始端将发生临界水深，把该断面作为控制断面来推求上下游水面曲线。

1.2.2.1 程序计算原理采用人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程进行推求，公式如下：Jf i ds dEs-= 其差分格式为：Jf i s Es-=∆∆即：()s Jf i E E ∆⋅-+=12式中：RC vJf gv h E g v h E ⋅=+=+=222111222222αα()()()121212212121R R R C C C v v v +=+=+=其中：h 1为已知，h 2为欲求之水深 为此，将差分方程改为下列函数表达式()()()s Jf i E E h E ∆⋅-+-=212为求h 2设试算水深h 下限与h 上限，用二分法求解()下限上限h h h +=212()()()()()()h F F 2~1212~11G s J i h E E D s J i h E E h f f =∆⋅-+-==∆⋅-+-=上限上限上限若D 、G 同号，令h 上限= h 2；D=G若D 、G 异号，令h 上限= h 下限；h 上限= h 2；D=G 继续二分，直到∣h 1-h 2∣≤允许误差为止1.2.2.2 临界水深计算临界水深计算公式如下：kk B Ag Q 32=α 式中：Q ——计算流量（m 3/s ）；A k ——临界水深时的过水断面面积(m 2)；B k ——临界水深时的水面宽度(m)；G ——重力加速度，g=9.8m/s 2。

涵洞水力计算1、涵洞宽1.3m,高1.7m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/sQ=c ω√Ri 手册76页2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2 按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/s1、河渠水力计算公式流量计算：Q=c ω√RiQ －雨水量（m 3/s ）R －水力半径（m ）i －河渠底坡 q(暴雨强度)5aΨ－径流系数F-汇水面积Q-降雨量T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2C －流速系数（谢才系数）ω－过水断面面积（m 2）桥过水断面宽10.2m,高0.65m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/s2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2 按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/sq(暴雨强度)5aΨ－径流系数F-汇水面积Q-降雨量T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2。

目录1.概述 (1)2.溢洪道设计 (3)❖总体布置 (3)❖水力设计计算 (3)❖结构设计 (3)3.正槽溢洪道水力设计 (4)3.1.水面曲线计算 (4)3.2.控制段水力计算 (7)❖溢流堰形式选择 (7)❖泄流能力计算（宽顶堰） (9)3.3.引水渠水力计算 (15)❖引水渠水力计算 ............................................................... 错误!未定义书签。

（1）平面布置 (15)（2）横断面 (16)（3）纵断面 (16)（4）引水渠水面曲线计算 (16)3.4.泄槽水力计算 (17)（1）平面布置 (18)（2）泄槽的横剖面 (19)（3）泄槽的纵剖面 (20)（4）泄槽水面曲线计算 (20)3.5.消能段水力计算 (23)❖消能防冲建筑物洪水标准 (23)❖消能方式 (23)❖底流消能水力计算 (25)❖挑流消能水力计算 (30)❖消力戽设计计算 (32)3.6.出水渠 (33)溢洪道设计2013年4月1.概述❖泄水建筑物——足够大的泄流能力，安全泄洪❖分类➢按运用情况：正常溢洪道—宣泄设计洪水非常溢洪道—宣泄超过设计标准的非常洪水（漫流式、自溃式、爆破引溃式）➢按其所在位置：河床式溢洪道——经由坝身溢洪（溢流坝、滑雪道式溢洪道）岸边溢洪道——经岸边泄水建筑物溢洪，按其结构形式可分为：①正槽溢洪道——泄槽与溢流堰正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致。

②侧槽溢洪道——溢流堰大致沿等高线布置，水流从溢流堰泄入与堰轴线大致平行的侧槽后，流向作近90°转弯，再经泄槽或隧洞流向下游。

③井式溢洪道——洪水流过环形溢流堰，经竖井和隧洞泄入下游。

④虹吸溢洪道——利用虹吸作用泄水，水流出虹吸管后，经泄槽流向下游，可建在岸边，也可建在坝内。

虹吸式溢洪道由进口遮檐1、虹吸管4、通气孔2及加速虹吸形成的辅助设备（挑坎3）、泄槽和下游消能设备组成，曲管最顶部设通气孔，通气孔的出口在水库的正常高水位处，当水库的水位超过正常高水位，淹没了通气孔，曲管内没有空气，泄水时有虹吸作用，可增加泄水能力。

1、涵洞宽1.3m,高1.7m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/sQ=c ω√Ri 手册76页2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/s1、 河渠水力计算公式流量计算：Q=c ω√RiQ －雨水量（m 3/s ）R －水力半径（m ）i －河渠底坡 q(暴雨强度)5aΨ－径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2C －流速系数（谢才系数）ω－过水断面面积（m 2）桥过水断面宽10.2m,高0.65m按满流计算，阻力系数按0.017，坡度按0.002计算得：最大通过流量2987.34 L/s2、青岛暴雨强度公式P=5（年） q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算，青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ，设计此数据为设计雨力S p ，汇水面积F ＝25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式：洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s ＝3195L/sq(暴雨强度)5aΨ－径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2。

溢洪道高程计算公式溢洪道是指在水坝或堤坝上设置的用于泄洪的通道，它的设计和计算对于水利工程的安全和效益至关重要。

其中，溢洪道的高程是一个重要的参数，它直接影响着泄洪的效果和安全性。

因此，正确地计算溢洪道高程是水利工程设计中的关键步骤之一。

溢洪道高程的计算涉及到众多因素，包括水库的设计洪水位、溢洪道的设计流量、溢洪道的长度和坡度等。

在实际工程中，通常采用经验公式或计算方法来进行溢洪道高程的计算。

下面将介绍一种常用的溢洪道高程计算公式。

溢洪道高程计算公式如下：\[ H = H_0 + h + \frac{q^2}{2g} \]其中，。

H为溢洪道的高程（单位，米）；H0为设计洪水位（单位，米）；h为溢洪道底部到设计洪水位的垂直距离（单位，米）；q为设计流量（单位，立方米/秒）；g为重力加速度（单位，米/秒^2）。

这个公式是根据流体力学的基本原理推导出来的，它考虑了设计洪水位、溢洪道底部高程和设计流量对溢洪道高程的影响。

在实际工程中，可以根据具体情况对公式中的参数进行调整，以满足工程的要求。

在使用这个公式进行溢洪道高程计算时，需要注意以下几点：1. 设计洪水位的确定，设计洪水位是溢洪道高程计算的基础，它通常根据工程所在地区的历史洪水数据和气象条件来确定。

在确定设计洪水位时，需要充分考虑气候变化和未来可能出现的极端天气情况，以确保工程的安全性。

2. 溢洪道底部高程的确定，溢洪道底部高程是指溢洪道底部相对于设计洪水位的垂直距离，它的确定需要考虑溢洪道的地形和地势情况。

通常情况下，溢洪道底部的高程会根据地形的起伏进行调整，以确保泄洪的顺畅和安全。

3. 设计流量的确定，设计流量是指在设计洪水位下通过溢洪道的水流量，它的确定需要考虑工程的泄洪需求和水库的承载能力。

在确定设计流量时，需要充分考虑工程的实际情况和可能出现的极端情况，以确保溢洪道的安全和有效运行。

4. 参数的精确性，在使用溢洪道高程计算公式进行计算时，需要尽可能准确地确定各个参数的数值。

一、设计依据：二、基本资料：第一段泄槽的角度 2.2906°糙率：0.015闸孔数3闸孔宽10.00闸墩厚1.50堰顶高程929.00m Q=196(m 3/s)校核洪水位931.35m Q=102(m 3/s)设计水位930.52m Q=87.3(m 3/s)30年一遇水位930.37m2.35m 1.52m下游水位：设计902.65m 校核904.04m 30年一遇水位902.4m 30年一遇水位到堰顶高差 1.37m 三、计算内容：1、溢洪道泄流能力计算：溢流堰采用驼峰堰面曲线：H max —校核水位下的堰上水头 2.35m H d —堰面曲线定型设计水头（取0.75H max )H d =1.76m流量系数的计算为：m=0.385+0.224(P 1/H 0)0.934m=0.448下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算：3、水文资料2、《溢洪道设计规范》1、《水力学》30年一遇水位下的流量：设计水位到堰顶高差：P1/H0=0.255<0.34校核水位下的流量：设计水位下的流量：校核水位到堰顶高差：泄流量的计算：2/302Hg B m Q e =式中：Q—B—30mb—10.00mn—3H 0—计入行近流速水头的堰上总水头，(m)2.35mg—重力加速度，（m/s 2)； g=9.81m—堰流量系数；m=0.448ε—ε=0.975ζ0—ζ0=0.45ζK —ζK =0.7Q=208.858m 3/s2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：临界水深及临界底坡的计算公式为：式中：校核设计α—α= 1.05 1.05q—q= 6.533 3.400x k —x k =36.31935.147R—R= 1.508 1.008C k —C k =71.38866.755b k —b k =3333校核设计闸孔数目；闸墩侧收缩系数，由下式计算得：流量，m 3/s溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb 单孔宽度，(m)中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得：边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：临界谢才系数临界水深对应水面宽（m ）流速不均匀系数泄槽单宽流量（m 3/sm ）临界湿周（m ）水力半径（m ）根据以上参数计算得：由上计算得：2/302Hg B m Q e =nbH k n 0])1([2.010z z e -+-=32gq k h a =kK kbC gx k i 2a =h k = 1.659h k =1.074i k =0.0020176i k =0.0022330式中：校核设计30年一遇q—q=5.939 3.091 2.645H 0—H 0=2.952.121.97θ—θ= 2.2906oφ—φ=0.95校核设计30年一遇h 1=1.0150.5950.523泄槽起始断面水深：h 1=1.0150.5950.5234、泄槽段水面线的推算：3、泄槽段起始水深h 1计算：水面曲线的推算见附表一：起始计算断面渠底以上总水头，（m ）；假定一个初始值h 1(m)起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：泄槽水面线根据能量方程，采用分段求和法进行计算，计算公式如下：计算结果如下：起始计算断面流速系数；泄槽底坡坡角；起始计算断面单宽流量，m 3/(s.m)；)cos (2110q fh H g qh -=Ji h h gv gv l -+-+-=D )cos ()cos (212211122222a a q q 3/422R v n J =21i i v v v +-=21ii R R R +-=5、泄槽由缓变陡时抛物线的推求：泄槽在（泄0+037.156)段由缓变陡,采用抛物线连接，方程为：式中：x 、y—以缓坡泄槽段末端为原点的抛物线横、纵坐标，m ；θ—缓坡泄槽底坡坡角，θ= 2.2961004°H 0—抛物线起始断面比能，m ；h—抛物线起始断面水深，m ；v—抛物线起始断面流速，m/s ；α—流速分布不均匀系数，取α=1.0K—系数，K=1.3以设计水位来推求抛物线：h=0.446m v=14.591m/s所以：H 0=11.308m1/K(4H 0cos 2θ)=0.03864598y=0.04x+0.03865x2求切点得：后接陡坡坡度为K=0.4所以y=0.4x+b 求切点得：由（1）、（2）式得：x= 4.657y=1.025挑流水舌外缘挑距按下式计算：6、挑流消能计算：])cos (2sin cos cos sin [212211211h h g v v v L +++=q q q q q )cos 4(202q q H K x xtg y +=gvh H 202a +=)2(4.0®=¢y )1(0773.004.0®+=¢x y冲刷坑最大水垫深度计算公式为：式中：L—挑流鼻坎末端至挑流水舌外缘的距离（m ）；θ—θ=20h 1—设计校核30年一遇h 1=0.3660.6130.327h 2—h 2=2.3mv 1—鼻坎坎顶水面流速，（m/s ），可按鼻坎处平均流速v 的1.1倍设计校核30年一遇v 1=20.42223.4519.599T—自下游水面至坑底最大水垫深度，（m ）；q—鼻坎末端断面单宽流量，m 3/(s.m)；设计校核30年一遇q= 6.813.0675.820设计校核30年一遇Z—Z=27.8727.3127.97k—k=1.4由上可得：设计校核30年一遇L=33.29042.70030.987T=8.38811.5697.767根据《规范》A.3.2的计算公式：7、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：上、下游水位差，（m ）；鼻坎坎顶至下游河床高程差挑流鼻坎末端法向水深（m ）；])cos (2sin cos cos sin [212211211h h g v v v L g+++=q q q q q 4/12/1Z kq T =hh vb )1(100z +=式中：h 、h b —v —ζ—ζ=1.4s/m由上计算可知，h b 最大值为1.308m,所以考虑泄槽边墙的超高，所以泄槽的边墙高度取2.5m 。

岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪，土石坝不允许水过坝顶，需要专门修建泄洪建筑物。

根据本工程的地形条件，上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽，所以选择溢洪道设置在大坝左岸，为带胸墙孔口式岸边溢洪道。

溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。

6.3.2 溢洪道引水渠为了使水流平缓，减小或不发生漩涡和翻滚现象，进口采用喇叭口，进口宽度B=50m.设计流速4m/s，横断面在岩基上接近矩形，边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5；采用梯形断面，进水渠的纵断面做成平底。

在靠近溢流堰前断区，由于流速较大，为了防止冲刷和减少水头损失，可采用混泥土护面厚度为0.5m。

6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。

溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，溢流堰作用是控制泄流能力，本次设计采用实用堰，优点是流量大，在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长，工程量小。

采用弧形闸门。

初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0堰顶高程H=1838=1858.22—H 0，则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为：320=Q ε溢式中：ε ——闸墩侧收缩系数，0.9； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ； B ——堰宽，12m;水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.表6.3-1溢洪道宽顶堰堰宽计算（忽略流速）计算取b=28m,孔口数2孔，弧形工作闸门取值14x19m(宽x 高)。

中墩厚3m,边墩宽1m,闸室宽度=14x2+3+2x1=33m.堰面曲线的确定开敞式堰面曲线，幂曲线按式（7-2）计算：1n n d x KH y -= （7-2）式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头，对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰，取Hd=(0.75～0.95)Hmax ，对于P1<1.33Hd 的低堰，取Hd=(0.65～0.85)Hmax ，Hmax 为校核流量下的堰上水头.x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标； n ——与上游堰坡有关的指数，见表A.1.1；k ——当p1/Hd>1.0 时，k 值见表A.1.1，当P1/Hd ≤1.0 时，取k=2.0～2.2。