泄槽水面曲线计算

1.下挖式消力池水跃形式2.综合式消力池水跃形式3.消力坎式消力池水跃形式假设坎高C1 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8试算：H10 3.3553 3.2553 3.1553 3.0553 2.9553 2.8553判断：hs/H100.65570.64510.63390.62190.60910.5954查表得：σs0.9550.9610.9640.7680.9720.98假设流量系数m0.420.420.420.420.420.42计算：H10 3.1642 3.151 3.1445 3.659 3.1272 3.1102计算坎高C2 1.4911 1.5043 1.51080.9963 1.5281 1.5451 C2-C10.19110.10430.0108-0.6037-0.1719-0.2549取出合适的值 1.4 1.5流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03重力加速度g 9.81下游底高程730.1跃前水深(m)h c 0.165062池宽(m)b 8水跃淹没系数σj 1.05收缩断面流速(m/s)v 125.44498收缩断面弗劳德数F r119.99605池出口下游水深(m)h t 1.93跃后水深(m)h c 4.585934水面跌差(m)ΔZ 0.228671消力池深度(m)S 2.66自由水跃长度(m)Lj 30.50402消力池长度(m)L k流量(m3/s)Q 33.6下游水位732.03重力加速度g 9.81下游底高程730.1跃前水深(m)h c 0.165062池宽(m)b 8坎后下游水深(m)h t 1.93水跃淹没系数σj 1.05单宽流量q 4.2流量系数m 0.42坎后收缩断面水深h c10.706708坎顶总水头(m)H 10 1.720945坎高（m）c 0.980438坎后自由水跃长度L j28.440713坎后消力池长度(m)L 2 6.76坎前收缩断面流速v 125.44498跃后水深(m)h c 4.585934收缩断面1弗劳德数F r 19.99605坎段流速v 20.872232坎段水深H 1 1.682169坎前消力池深度(m)S 2.152624坎后自由水跃长度L j130.50402坎后消力池长度(m)L 124.41流量(m3/s)Q 80下游水位23.5重力加速度g 9.81下游底高程20跃前水深(m)h c0.95消力池出口段流速系数φ0.95消力池出口段流速系数0.95φ一、基本参数0.95注：本公式池计算出的池深和池高是池内及坎后发生临界水跃的池深和池高，实际采用的池深比计算略大，实际采用的坎高比计算略小。

某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制，所以工程质量较差，加之近40年的运行，反复冻融破坏，结构、设备老化，水库诸多隐患，水库经专家鉴定，评价为：溢洪道无底板，右侧边墙短，破坏严重，安全评定为C级。

根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》（SL253-2000），对溢洪道进行计算和设计。

该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。

（一）、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。

溢洪道开挖后，为减轻糙率和防止冲刷，需进行衬砌，糙率取n=0.016。

溢洪道为3级建筑物，按10年一遇设计，20年一遇校核的洪水标准。

（二）、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），进水渠的布置应依照以下原则：选择有利的地形、地质条件；在选择轴线方向时，应使进水顺畅。

进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。

进水渠的地基为土基，故采用梯形断面；底坡为平底坡，边坡采用m=0.5。

根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）进水渠设计流速宜采用3~5m/s，渠内流速取υ=3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是18.259m。

进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1-2。

表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m （为了安全），引渠长L=10m 。

（二）、控制段的设计控制段也叫溢流堰段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，其作用是控制泄流能力。

本工程是以灌溉为主的小型工程，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，开敞式溢流堰有较大的超泄能力，故堰型选用开敞式宽顶堰，断面为矩形。

顶部高程与正常蓄水位齐平，为18.80m 。

堰厚δ拟为8米（2.5H<δ<10H ）。

堰宽由流量方程求得，具体计算见表1-3。

表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知，控制堰宽取b=15m 为宜。

某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制，所以工程质量较差，加之近40年的运行，反复冻融破坏，结构、设备老化，水库诸多隐患，水库经专家鉴定，评价为：溢洪道无底板，右侧边墙短，破坏严重，安全评定为C级。

根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》（SL253-2000），对溢洪道进行计算和设计。

该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。

（一）、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。

溢洪道开挖后，为减轻糙率和防止冲刷，需进行衬砌，糙率取n=0.016。

溢洪道为3级建筑物，按10年一遇设计，20年一遇校核的洪水标准。

（二）、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），进水渠的布置应依照以下原则：选择有利的地形、地质条件；在选择轴线方向时，应使进水顺畅。

进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。

进水渠的地基为土基，故采用梯形断面；底坡为平底坡，边坡采用m=0.5。

根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）进水渠设计流速宜采用3~5m/s，渠内流速取υ=3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是18.259m。

进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1-2。

表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m （为了安全），引渠长L=10m 。

（二）、控制段的设计控制段也叫溢流堰段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，其作用是控制泄流能力。

本工程是以灌溉为主的小型工程，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，开敞式溢流堰有较大的超泄能力，故堰型选用开敞式宽顶堰，断面为矩形。

顶部高程与正常蓄水位齐平，为18.80m 。

堰厚δ拟为8米（2.5H<δ<10H ）。

堰宽由流量方程求得，具体计算见表1-3。

表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知，控制堰宽取b=15m 为宜。

项 目单位数值计算公式备注g——重力加速度m/s²9.81 Array水库正常蓄水位m62.5校核洪水位m63.58Q——最大洪水流量m³/s39L0——侧堰溢流前缘长度m25堰顶高程m62.5H——堰上水头m 1.08溢流堰采用宽顶堰形式m——流量系数/0.32（一）、侧槽长度计算L——侧槽长度m24.51L=Q/[m（2*g）^0.5*H^1.5]取侧槽L m24.50槽端长度m0.50（二）、拟定侧槽尺寸b0——起始断面底宽m2b L——末端断面底宽m4n1——溢流堰侧的坡比/0.5n2——靠岸侧的坡比/0.5i——底坡坡比/0.001（三）、选定侧槽末端水深h k及控制段尺寸1、控制断面临界水深及相应流速计算h k——控制断面临界水深m 2.13h k=[aQ^2/(g*b L^2)]^(1/3)侧槽段及控制段近似按矩形断面计算V k——控制断面临界水深的相应流速m/s 4.57V k=Q/（b L*h k）侧槽末端底宽b L同控制段2、侧槽末端水深及相应流速计算b L/b0/2b L/b0=5时，b L/b0=1.5；η——h L/h k的系数/ 1.28b L/b0=1时，b L/b0=1.2；其余内插计算h L——侧槽末端水深m 2.72h L=η*h kV L——侧槽末端的相应流速m/s 3.59V L=Q/（b L*h L）3、控制段末端坎高ζ——局部水头损失系数/0.2d——控制段末端坎高m0.09d=(h-h k)-(1+ζ)[(V k2-V L2)/(2*g)]L4、计算侧槽各断面水深q——溢流堰单宽流量m³/s 1.56h i-1=h i +Δy-i ΔX V i-1=Q i-1/（b i-1*h i-1）糙率n 0.0140.0140.0140.0140.014水面宽B4.00 3.49 3.00 2.50 2.00过水断面面积（m²）10.8711.5610.949.717.99湿周Х（m）9.4410.1110.3010.279.99水力半径R（m） 1.15 1.14 1.060.950.80临界坡度i k0.00432680.00532270.0064775460.0080576560.01035临界水深h k2.1319651.92942031.6457955871.2008786630.249356试算法计算各断面间的水位差及各断面水深（忽略水流阻力影响）项目单位数值Q i ——i断面流量m³/s 39.00Q i-1——i-1断面流量m³/s 29.33b i ——i断面底宽m 4.00b i-1——i-1断面底宽m 3.49h i ——i断面水深m 2.72h i =h i+1h i-1——i-1断面水深m3.09ΔX——断面间的距离m 6.2Δy——断面间的水位差m 0.378试算值V i ——i断面流速m 3.59V i =V i+1V i-1——i-1断面流速m 2.72Δy——断面间的水位差m0.566281()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-++⨯=∆------111111i i i i i i ii ii i Q Q Q V V V Q Q V V g Q y。

水深
流速
h
v
1.95287844 4.27147255
1.72941966 4.82339067
1.50596089 5.53909915
1.28250211 6.50421283
1.05904333 7.87660564
0.83558455 9.98303122
修正系数 ζ
1 1.1
掺气后水深 hq
1.04773326 4.99995434
0.85847701 4.99974549
0.75538783 4.99982403
0.68861078 5.00000288
0.64150427 5.00016856
0.60652796 5.0000632
0.57966032 5.00041114
0.55851644 5.00021162
1.95287844 1.72941966 1.50596089 1.28250211
1.14246 0.92734289
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 2.73450856 0.39564601 50.0503807 0.45575143
出口断面 0.83558455 5.01350731 9.98303122 5.33353506 6.07627707
泄槽段水位差：
计算式
hk
h0
△h
不均匀系数 α
△h=hk-h0 1.95287844 0.83558455 1.11729389 1.05
分段并确定各段计算水深：
h1
h2
h3
h4
h5

临界水深hk
0.198
<
0.518
为急流
2.4.2 水面线的类型
i
ik
0.27525461
>
0.01200789
为陡坡，水面线为SⅡ降水曲线
3、水面线计算
3.1 计算方 法：
分段求和法
3.2 基本公式： l12 h2 cos 2v22 / 2g h1 cos 1v11 / 2g / i J
0.00200594
0.00589843 0.52209881
7.11703288 0.47085614
-0.0152783
0.00013262
0.0062731 0.50682052
7.08316061 0.45876156
边墙高 hb
1.218 1.28151691 1.34503382 1.40855073 1.48346764 1.54812455
修正系数 ζ
1 1.1
掺气后水深 hq
0.518 0.58151691 0.64503382 0.70855073 0.78346764 0.84812455
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 0.198 0.14183381 1.41261022 0.198
平均坡降 i
0.24686026 0.72561394
2.036 0.25442043
2.00970631
0.08085843
2.58744266 2.73532024
1.32 0.12121212
0.34724975
0.37336958
2.94393476 3.08257

0.00776148 0.26749313
2.29006764 0.28166584 40.4817272
0.03144124
0.00601047 0.26924414
2.41710146 0.29314067 40.7520396
0.03788887
0.00477654 0.27047807
2.54413528 0.30346957 40.9879184
泄槽水面线计算（分段求和法）
1、基本资料
1.1 洪水资料
（洪水资料 根据调洪演
溢洪道下泄的最大流量（Q）：
堰上走水深（h）： 0.8
1.14 （m3/s） （m）
1.2 溢洪道资料：
泄槽宽度（B）：
1 （m）
泄槽长度（L）：
40 （m）
泄槽底坡（i）： 0.27525461
泄槽糙率（n）：
0.02
泄槽边坡系数（m1）：
0.04245278
0.00387775 0.27137686
0.04245278
0.00387775 0.27137686
2.6711691 0.31281604 41.195664
渠道水面线的计算
度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道）
行进水头 断面比能 比能损失
h
ES
△ES
湿周 χ
水利半径 R
（假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道）
比能损失
湿周
水利半径 曼宁系数 平均坡降
△ES
χ
R
C
i
i-j
2.036 0.25442043 39.8011239
0.00772244
0.01034875 0.26490586

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。

水面宽Bk 段面积Ak 湿周χk 水力半径Rk 临界坡降ik
8.3
10.9512517 10.9388558 1.001133193 0.004212627
流 SⅡ降水曲线
]( ))1/2g /i J
J = n2v2 / R 4 3
控制断面的选
பைடு நூலகம்
择和上游堰型
深hk，该临界水深即为控制水深。
比能损失
湿周
断面 1
水深 h
段面积 A
流速 v
行进水头 h
渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用 断面比能
ES
1.31942791 10.9512517 3.51101419 0.65971364 1.81658672
2
1.12904943 9.37111028 4.1030357 0.90095041 1.89089982
2.1 正常水深的计算（h0）
计算公式：
Q = AR
0.0185 0 0
2 3i1 2 / n
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
糙率n
湿周χ
8.3
0
0
0.351
0.0185 8.9460302
2.2 临界水深的计算（hk）
计算公式：
Q = (gAk3 αBk )1 2
宽度b 边坡系数m1 边坡系数m2 坡底i
边墙加高 △h 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
段面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 2.68102534 0.29968883 38.4500097 0.323015101
水面宽Bk 段面积Ak 计算流量Q 临界水深hk
8.3
10.9512517 38.4500091 1.319427911

水利计算综合练习计算说明书学校：SHUI YUAN系别：水利工程系班级: 水工班姓名: mao学号：指导老师：XXX2013年06月22日目录一、水力计算资料 (2)公式中的符号说明 (3)二、计算任务 (4)任务一： (4)绘制陡坡段水面曲线 (4)⑴.按百年一遇洪水设计 (4)1、平坡段：(坡度i=0) (4)①水面曲线分析 (4)②分段求和计算Co型雍水曲线 (5)2、第一陡坡段（坡度i=0.1） (6)①判断水面曲线类型 (6)②按分段求和法计算水面曲线 (7)3、第二陡坡段（坡度i=1/3.02） (8)①判断水面曲线类型 (8)②按分段求和法计算水面曲线 (8)⑵.设计陡坡段边墙 (9)⑶．按千年一遇洪水校核 (11)1、水平坡段（坡度i=0） (12)①水面曲线分析 (12)②分段求和计算Co型雍水曲线 (13)2、第一陡坡段（坡度i=0.1） (14)①判断水面曲线类型 (14)②按分段求和法计算水面曲线 (14)3、第二陡坡段（坡度i=1/3.02） (16)①判断水面曲线类型 (16)②按分段求和法计算水面曲线 (16)①千年校核的掺气水深 (17)②比较设计边墙高度与千年校核最高水深的大小 (19)⑷.绘制水面曲线及边墙 (21)任务二： (24)绘制正常水位至汛前限制水位～相对开度～下泄流量的关系曲线 (24)任务三： (26)绘制汛前限制水位以上的水库水位～下泄流量的关系曲线 (26)三、总结 (29)一、水力计算资料：某水库以灌溉为主，结合防洪、供电和发电、设带弧形闸门的驼峰堰开敞式河岸溢洪道。

1.水库设计洪水标准：百年一遇洪水（P=1%）设计相应设计泄洪流量Q=633.8 m^3/s相应闸前水位为25.39 m相应下游水位为4.56 m千年一遇洪水（P=0.1%）校核相应设计泄洪流量Q=752.5 m^3/s相应闸前水位为26.3 m相应下游水位为4.79 m正常高水位为24.0 m,汛前限制水位22.9 m。

g 9.81 9.81 9.81
α 1.05 1.05 1.05
hk 1.981 1.432 1.323
Xk 11.963 10.864 10.645
Ak 15.851 11.455 10.582
Rk 1.325 1.054 0.994
cosθ 0.986 0.986 0.986
h1 0.948 0.605 0.541
v6
25 22.2210437 21.41870106
i 0.833 0.833 0.833
糙率n 0.015 0.015 0.015
v"
Fr1
Lj
Lk
27.50238665 20.31888895 18.79631284
ψ'
0.95 0.95 0.95
б
1.05 1.05 1.05
13.66873474 39.28912379 14.61336253 29.02698421 14.67671003 26.85187549
Δz
S
ht
0.846379527 3.848199525 0.51167546 2.87070656 0.443906138 2.644923512
Б h2 ht+Δ z 2.05 6.744579052 2.896379527 1.61 4.99238202 2.12167546 1.53 4.61882965 1.973906138
3.泄槽水面线计算
Δ l1-2 校核洪水(0.33%) 设计洪水(3.33%) 消能防冲（5%） 34.6 34.6 34.6 h2 0.665 0.434 0.398
式右边 34.642 36.746 34.526

临界水深及临界底坡的计算公式为：
�hk= 3
αq 2
g
ik=
gxk
2
αC K bk
式中：
α— 流速不均匀系数
q— 泄槽单宽流量（m3/sm）
x— k
临界湿周（m）
R— 水力半径（m）
C— k 临界谢才系数
b— k
临界水深对应水面宽（m）
由上计算得：
10.00 m 3
0.448
30 m
2.35 m g= 9.81
q— 鼻坎末端断面单宽流量，m3/(s.m)；
设计
校核
30年一遇
q=
6.8
13.067
5.820
Z— 上、下游水位差，（m）；
Z=
k— 综合冲刷系数，由《规范》表A.4.2可得
由上可得：
设计
L=
33.290
T=
8.388
校核 42.700 11.569
30年一遇 30.987 7.767
θ= 20 2.3 m
10
m= 0.448
泄流量的计算：
下泄流量的计算按《规范》A.2.3公式进行计算：
Q
=mεB
�
2g
H
3/ 0
2
式中： Q— 流量，m3/s
B— 溢流堰总净宽，(m)，定义：B=nb
b— 单孔宽度，(m)
n— 闸孔数目；
H— 0
计入行近流速水头的堰上总水头，(m)
g— 重力加速度，（m/s2)；
m— 堰流量系数；
3、泄槽段起始水深h1计算：
起始计算断面定在堰下收缩断面处：断面水深计算公式为：
q
� h 1=
φ
2g

平均水力半径RR 0.371776563 0.303036807 0.29441036 0.280125358 0.265459617 0.250387015 0.234878985 0.218904221 0.202428342 0.185413503 0.167817952 0.149595507 0.130694954 0.111059347 0.090625176 0.040100036
间距 0 100.00
累计距离 0 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
10 11 12 13 14 15 16
起始端 末端 起始端 末端 起始端 末端 起始端 末端 起始端 末端 起始端 末端 起始端 末端
h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2
梯形断面（试算 h1 ）
假定值h1 0.68981 标准值（0） 0.000
泄槽段水面线推求 泄槽底坡i(tgθ) 0.58底高程 210
gb2
2、泄槽上游接实用堰、陡坡（i>ik） 起始断面位 置为堰下游 收缩断面或 泄槽首端以 下3hk处
h1 = q φ 2 g ( H 0 − h1 cos θ )

泄槽段掺气后的 水深
h v ξ hb 加0.5m安全超高
0+000.0 14.38
1.8 0.023 1.89 3.40
5.6 0.610 0.017 42.29 4.227 99.880
0.9116 2.802
0+000.0 1.89 4.227 1.4 2.41
水面宽度
B 1.8
系数
a 1.05
Es/m △Es/m △s/m △L/m 误差修正值
泄槽段掺气后的 水深
h v ξ hb 加0.5m安全超高
0+392.5 5.1 1.5
0.666 1.07 1.61 3.6 0.441 0.017 34.08 3.178 86.947
0.5152 1.585
0+542.5 5.1 1.5 0.666
0+150 0.7406 4.591
1.4 0.7882
1.29
边坡系数
m 0
陡槽距离(L) 溢0+015.0 溢0+020.0 溢0+025.00 溢0+030.00 溢0+038.94
计算水深 (h) 1.63 1.56 1.52 1.49 1.45
流速(v) 4.9 5.1 5.24 5.36 5.45
0 0.000
1.4 0
0.50
注：矩形断面 里程
Q(m3/s) b/m i h/m A/m2 X/m R/m n
R2/3/n v/(m/s) J=v2/C2R 10-4 平均J (10-4) i- 平均J (10-4) v2/2g/m
Es/m △Es/m △s/m △L/m
0+292.5 5.1 1.5

4.1 第一段泄槽水力计算（取单孔计算） （1）已知参数
泄槽宽度B： 10.000m 泄槽底板与水平面的夹角θ： 53.1300° 校核洪水标准泄槽下泄流量： 112m³/s 设计洪水标准泄槽下泄流量： 62m³/s 消能防冲标准泄槽下泄流量： 53m³/s
泄槽纵坡i： 0.75 计算起始断面水深流速系数φ： 0.95
h1
q
2gH0 h1 cos
（A.13）
H0 水库水位 计算断面渠底高程
式中：
H0…………计算断面渠底以上的总水头，近似取计算断面渠底以上静水头；
计算情况 水库水位 渠底高程
校核标准 703.26
660
起始断面水深h1计算表
H0
q
φ
43.26
11
0.95
θ
假设h1
53.1300° 1
hb
式中：
1
v 100
h
h…………未计入波动及掺气的水深；
hb…………计入波动及掺气的水深；
v…………未计入波动及掺气的计算断面上的平均流速；
计算h1 0.4
0.221 0.185
ik hk 2 Cq k22 R k hk 3 gq 2 （A.10～12）
Ak Bhk
Rk B 2hk
Ck
1 n
R 1/6 k
式中：
q…………泄槽单宽流量，m3/s.m；
α…………动能修正系数，可近似地取为1；
g…………重力加速度，g=9.81；
校核洪水标准泄槽单宽流量： 11m³/s.m 设计洪水标准泄槽单宽流量： 6m³/s.m 校核洪水标准泄槽单宽流量： 5m³/s.m
（2）泄槽临界底坡ik和临界水深hk计算 根据规范5.4.2条，“泄槽纵坡应大于水流的临界坡”，那么要判别设计选用底坡是否大于临界底 坡，就应先计 算泄槽的临界底坡。对于矩形断面泄槽，临界底坡ik及临界水深hk的计算公式如下：

消力井在山区小水库中的应用结合景谷县黄家寨水库溢洪道泄槽段、消能段修复工程实例，介绍井流消能的理论及消力井在地形地质条件受限的山区小水库溢洪道除险加固中的应用，为推广消力井应用积累经验。

标签：水库；除险加固；消力井；应用一、工程概况黄家寨水库位于景谷县半坡乡半坡村，属澜沧江水系，澜沧江一级支流芒傣河上游。

坝址地理位置为东经100°13′32″，北纬23°13′50″。

水库距离半坡乡政府10km，距离景谷县城103km。

现状有简易乡村道路通过，但道路狭窄、坑凹不平，通行条件差，交通不便。

黄家寨水库始建于1997年，1999年投入运行。

水库控制径流面积2.55km2，总库容99.59万m3（2011年除险加固复核值），兴利库容为75.03万m3。

是一座以农业灌溉为主，兼顾下游防洪安全的综合利用型水库，设计灌溉面积3200目，规模为小（二）型水库工程，坝高37m，工程等别为V等。

目前的水库枢纽工程包括拦河坝、输水涵管和溢洪道。

景谷县雨季主要集中在每年的6～8月，雨量大，且比较集中，黄家寨水库溢洪道校核洪水位时200年一遇（P=0.5%）下泄流量为17.85m3/s，设计洪水位时20年一遇（P=5%）下泄流量为10.42m3/s。

二、主要病害情况黄家寨水库于2011年除险加固，目前大坝、输水涵管完好，主要病害为溢洪道泄槽段和消能段。

（一）溢洪道现状溢洪道位于拦河坝左坝肩，为正槽开敞式无闸控制溢洪道，控制段宽3m，堰頂高程1734.90m，目前已衬砌118.326m。

（二）溢洪道地质条件溢洪道大部分置于三叠系上统（Tb3）灰绿色安山质角砾集块熔岩上，岩体块状结构，强风化，节理裂隙发育，破碎，强度中等坚硬，中等～弱透水，地下水位低于溢洪道底板。

溢洪道底板基础置于基岩强风化层上，大部分基础基本稳定，出口处无消能设施，透水性强，局部抗冲刷力弱，冲刷破坏严重，工程地质条件较差。

（三）主要病害情况目前溢洪道泄槽段损毁，尾部无消能设施，溢洪道泄洪直接冲向泄槽山体陡坡，造成溢洪道下游山体冲刷损毁较为严重，由于雨季溢洪道过流量大，破坏力强，以前对山体陡坡段进行过跌坎消能简单处理，但是都被洪水冲毁，目前溢洪道泄槽形成了一条陡峭的冲沟，如果不进行处理，任由洪水冲刷，将危及溢洪道已建段的安全，甚至有可能危及大坝的安全。

x2
y
=xtg
θ
�
K
�
4H0
2
cos
θ
�
αv 2
H 0= h� 2g
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；
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= 1.0
K—系数，
θ— 挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑胸：
h— 1
挑流鼻坎末端法向水深（m）；
设计
校核
30年一遇
h=
1
0.37
0.61 0.33
h—
h=
2 鼻坎坎顶至下游河床高程差
2
v— 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 20.42
23.45
19.6
T— 自下游水面至坑底最大水垫深度，（m）；
m=
ε— 闸墩侧收缩系数，由下式计算得：
ε=1−0 . 2[ ζ k �� n− 1� ζ 0 ] H 0 nb
ζ0— 中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得： ζK— 边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：
根据以上参数计算得： Q=
208.858 m3/s
2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：
1 1.015
计算结果如下： 泄槽起始断面水深：
h= 1 1.015
设计 0.595
0.595
校核
设计
q= 5.939
3.091
H= 0 2.95
2.12
θ=