V型堰水量计算

1.无侧向收缩自由流矩形堰备注：自由出流条件⑴计算公式⑴H>0.03,否则因表面张Q ＝m 0*b*(2*g)0.5*H 1.5＝4.427*m 0*b*H 1.5⑵雷布克公式：m 0=0.403+0.053*H/p+0.0007/H其中第二项：计及行近流速的影响第三项：计及表面张力的影响巴赞经验公式：m 0=（0.405+0.0027/H）*[1+0.55*(H/H+p)2]本式应用范围：0.2<b<2,0.24<p<1.13,0.05<H<1.24初步设计：m0=0.435386 4.2⑵公式应用Q＝m0*(2*g)0.5*b*H 1.5Q＝1.86*b*H 1.5举例：参数Qb H p 单位m 3/s mm m 数值0.3733.40.1480.52.有侧向收缩自由流矩形堰⑴计算公式Q ＝4.427*m 0*b*H 1.5m 0=（0.405+0.0027/H-0.03*（B-b）/b）*[1+0.55*(b/B)2(H/H+p)2]⑵公式应用举例：参数Q b H B p 单位m 3/s m m mm 数值0.418110.075200.53.无侧向收缩淹没矩形堰⑴计算公式Q＝σ*1.86*b*H 1.5σ＝1.05*（1+0.2*△/p'）*(Z/H)1/3⑵公式应用举例：参数Q b H △p'Z 单位m 3/s mm mmm数值0.38810.430.31.20.134.侧向收缩淹没堰流矩形堰⑴计算公式Q ＝σ*4.427*m 0*b*H 1.5m 0=（0.405+0.0027/H-0.03*（B-b）/b）*[1+0.55*(b/B)2(H/H+p)2]σ＝1.05*（1+0.2*△/p'）*(Z/H)1/3⑵公式应用举例：参数Q b HB p △p'单位m 3/smmmmmm水舌下缘空间真空，影响出流稳定数值0.416 1.50.32 1.50.115.三角形薄壁堰⑴计算公式Q＝1.4*b*H2.5备注：用于Q<0.1m3/s水量量条件：θ＝900，H＝0.05～0.25m⑵公式应用举例：参数Q H b单位m3/s m m数值0.4000.17246.梯形薄壁堰⑴计算公式Q＝1.86*b*H1.5备注：当梯形角度θ＝140，称为西波利地堰备注：自由出流条件否则因表面张力作用使过堰水流发生贴附溢流；缘空间应与大气相通，否则因水舌下空气被带走形成真空，影响出流稳定性，通常在水舌下侧壁上设通气孔管200000.163194250000.399306Q32500m3/d0.376157m3/s 33529.95Zm0.2Q<0.1m3/s水量量测称为西波利地堰。

年调节水库兴利调节计算案例分析要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。

资料:(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。

(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。

(3) V死=300万m3。

表1 水库来、用水及蒸发资料(P=75%)表2 水库特性曲线解：1，先考虑无损失情况下水库的兴利调节计算将表1中的来水量和用水量分别列入表3的（2）、（3）列。

2，根据来水量和用水量计算出该月份的余、缺水分别列入第（4）、（5）列中。

3，根据表中数据可以看出该年为二次运用，且V3>V2，V3<V4 所以V兴1= V2 +V4 -V3=4213（万m3）。

4，将水库蓄水量列入表3的第6列。

15，根据V p=1／2（V初+V末）将月平均蓄水量列入第（7）列。

6，由蓄水库容查表2水库特性曲线得各月平均水面面积，并将其列入表3的第（8）列7，将蒸发标准列入第（9）列。

蒸发损失水量=（8）×（9）÷1000将所得数据列入第（10）列得各月蒸发损失量。

8，由条件可知渗漏损失以相应月库容的1%计。

所以由月库容乘上1％得各月的渗漏损失量列入（11）列。

9，总损失量由蒸发损失和渗漏损失构成。

所以（10）+（11）就是总损失量将其列入第（12）列。

10，将考虑损失后的各月用水量列入第（13）列，由来水量和考虑损失后的用水量可得出考虑损失后的余、缺水量分别列入（14）、（15）列11，同样根据余、缺水量可得该年是二次运用，且V3>V2，V3<V4 所以V兴= V2 +V4 -V3=4430.03（万m3）。

12，将考虑损失后的蓄水量和弃水量分别列入（16）、（17）列。

13，校核检查结果是否正确。

水库经过充蓄和泄放到6月末水库兴利库容应该放空即放到死库容300万m3 由表3可知计算正确。

再根据水量平衡方程∑W来-∑W用-∑W损-∑W弃=0进行校核即（2）-（3）-（12）-（17）=0，经校核计算结果正确。

不淹没式矩形堰计算：（给水排水设计手册第一册685页）公式说明：b-堰宽H-堰上水头B-堰前水面宽度P-堰壁高度计算公式：Q=mb（2g）0.5H03/2m=0.405+0.0027/Hm=[0.405+0.0027/H][1+0.55*H2/（H+P）2]m=[0.405+0.0027/H-0.03（B-b）/B][1+0.55（b/B）2·H2/（H+P）2]堰长b=8.000m（第一种情况）水量Q=2875.00m3/hm=0.424计算m=0.424H0=0.141mV=0.706m/s堰长b=8.000m（第三种情况）水量Q=2875.00m3/hB=13.50mm=0.412P= 1.550m计算m=0.412H0=0.144mV=0.693m/s淹没式矩形堰计算：（调整δ,Z,m值）计算公式：Q=mδb（2g）0.5H03/2δ=1.05（1+0.2*h/P）3（Z/H）0.5m=0.405+0.0027/Hm=[0.405+0.0027/H][1+0.55*H2/（H+P）2]堰长b=8.000m（第一种情况）水量Q=2875.00m3/hm=0.419P= 1.550mZ=0.150mδ=0.607计算δ=0.609计算m=0.419H0=0.199mV=0.502m/s册第一册685页）（当无侧面收缩，且来水流速V小得可忽略不计时。

）（当无侧面收缩，但有显著的来水流速时。

））2·H2/（H+P）2]（当有侧面收缩时。

）堰长b=8.000m（第二种情况）水量Q=2875.00m3/hm=0.426P= 1.550m计算m=0.426H0=0.141mV=0.708m/s（当无侧面收缩，且来水流速V小得可忽略不计时。

）（当无侧面收缩，但有显著的来水流速时。

）堰长b=8.000m（第二种情况）水量Q=2875.00m3/hm=0.420P= 1.550mZ=0.150mδ=0.600计算δ=0.602计算m=0.422H0=0.200mV=0.499m/s。

V型滤池计算一、设计参数一）设计规模1、总处理水量Q max=180000*1.06=190800m3/d（水厂自用水量按6%设计）滤池共分为两组，则单组滤池处理水量应为：Q0=190800/2=95400 m3/d=3975 m3/h=1.104 m3/s2、单格滤池处理水量：每组滤池分为五格，则每格处理水量应为：Q=95400/5=19080 m3/d=795 m3/h=0.22 m3/s（校核水量）Q=63600/5=12720 m3/d=530 m3/h=0.147 m3/s（设计水量）二）滤速设计取滤速为：v=8.74 m/s（6万m3/d水量时设计滤速为5.82 m/s）三）冲洗强度气冲：Q q=15.0L/s∙m2 t=6min水冲：Qs=1.94L/s∙m2（气洗阶段）t=6minQs=3.8L/s∙m2（气洗阶段）t=6min 表洗水（原水）强度1.8L/s∙m2 持续冲洗二、设计计算：1、有效过滤面积：F0=Q/v=795/8.74=91m22、取反冲洗排水槽宽度为：b=1.0m3、平面布置取滤池池长L=13.0m，池宽B=8.4m则：滤池有效过滤面积为：F=13*8.4-13*1.4=91m2故符合要求。

实际滤速为：v=795/91=8.74m/s（校核水量滤速）v=530/91=5.82m/s（设计水量滤速）（计算中取反冲洗排水槽壁厚为0.20m）4、反冲洗水量、气量5、进水孔取过孔流速v=0.9m/s，则空口面积应为：F jk=Q/v=0.22/0.9=0.24m2取孔口尺寸为：LxH=500x500（mm）过孔实际流速为：v=0.22/0.25=0.88m/s6、进水渠道取进水渠道内流速为0.48m/s，渠道宽为2.0m，渠道内最大流量为：Q0=1.104 m3/s，则渠道内有效水深应为：H=1.104/0.48/2.0=1.15m取超高0.40m，则渠道断面为B×H=2.0×1.55m7、V型槽V型槽槽底设表面扫洗出水孔，直径取d v孔=0.04m，表扫孔间距150mm，每槽共计表扫孔86个，则单侧V型槽出水孔总面积A表孔=（3.14×0.042/4）×86=0.108m2进水量为0.11m3/s时，v孔=1.02m/s表扫水量为0.08 m3/s时，v孔=0.74m/s8、滤后水出水管（滤后水集水渠与操作间水泵吸水渠联通管）：取出水管管径为DN1200，则出水管内流速为：v=Q/F=1.104/（3.14×0.62）=0.98m/s9、出水总管：出水总管采用钢管，取管内最大流速为1.4m/s，则管径应为D=1400mm。

水库调洪演算系统说明书(Storo)1概述水库调洪演算原理比较简单，但是计算过程却十分繁琐复杂。

首先，设计洪水过程每一时段的调洪演算都需经过反复的假定、试算，计算工作量很大；其次，计算溢洪道的下泄流量也是相当繁琐的，以最简单的无坎宽顶堰为例，其流量系数要分直角形翼墙进口、八字形翼墙进口、圆弧形翼墙进口三种形式，分别根据B b ;B b 和θtg ;b r 和Bb (b 为闸孔净宽，B 为进水渠宽，θ为八字形翼墙收缩角，r 为圆弧形翼墙的圆弧半径)查表计算确定，其侧收缩系数则要根据过流孔数、单孔净宽、墩头形式、堰顶水头来计算确定；最后，还要整理计算结果，绘制调洪演算曲线。

上述工作不仅消耗设计人员大量的精力，而且要求设计人员具有丰富的水利计算和水力学计算方面的专业知识。

本计算系统storo 通过编制周到的计算程序、提供简捷明了的操作界面并利用成熟的商业绘图软件作为输出平台，让计算机来完成上述繁琐复杂的调洪演算工作，计算机操作人员不必具备水利计算和水力学计算方面的专业知识。

2调洪计算原理调洪演算的核心是水量平衡方程。

其基本含义是：在某一时段Δt 内，入库水量减去库水量，应等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。

用方程来表示就是1221212/)(2/)(V V t Q Q t Q Q a a -=⨯+-⨯+ (1.2.1)式中 Q a1，Q a2---时段t 始末的入库流量Q 1，Q 2 ---时段t 始末的出库流量V 1，V 2 ---时段t 始末的水库蓄水量T ---计算时段入库流量过程Q a～T是已知的，出库流量Q～T曲线未知，但是可以先假设一个q作为初始流量进行计算。

水库的正常水位对应的蓄水量也是已知的，计算时通过假设的q，算出V2，然后用水库的Z～V曲线（库水位～库容曲线）及泄水工程的泄水能力综合得出的库容泄水曲线来插值，得到Q’，再代回计算V2。

这样不断试算，直到两个量满足精度要求。

这样再将该时段末的量做为下一时段初的对应的量，进行同样计算，就可以得到每一时段对应的泄量，从而得到出库流量曲线。

1 洪水调节1．1建筑物等级本枢纽等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。

1.2 调洪步骤（1）溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。

溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m，故溢洪道堰顶高程取345.0m。

（2）溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q为80 m3/（s·m）（一般为60～120 m3/（s·m））。

溢流坝段下泄流量Q溢：Q溢=Qs-αQ式中：Qs—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m3/s；α—安全系数，正常运用情况，取0.75～0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m3/s。

本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200m3/s。

根据Q溢与单宽流量q，初拟溢流堰净宽B= Q溢/q=3200/80=40m，在该工程中取B=40m。

1.3 调洪演算1.3.1计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q溢=M1BH3/2式中：q溢—溢洪道的下泄流量，m3/s；H—溢洪道堰上水头，m； M1—流量系数；M1=mεζ（2g）1/2式中：m—溢流系数，一般取0.465～0.485；ε—侧向收缩系数，初步设计中可取ε=0.90～0.95；ζ—淹没系数。

=0.4B（2g）1/2H3/2。

在本枢纽中，取μ= mεζ=0.40，则q溢水库q=f（V）关系曲线计算表如表1-1：表1-1 水库q=f（V）关系曲线计算表水库的q=f（V）关系曲线见图1-1：图1-1：水库的q=f（V）关系曲线计算洪水来量，见表1-2：表1-2 洪水来量计算表洪水来量过程曲线如图1-2：图1-2 洪峰过程线1.3.2计算步骤如下：（1）引用水库的设计洪水过程线。

（2）根据已知水库q=f（V）关系曲线计算表做z-q , z-v ,辅助曲线，求出下泄流量与库容的关系曲线q-v图1-3 z-q关系曲线图1-4 z-v关系曲线图1-5 q-v关系曲线（3）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。

V型滤池的设计与施工摘要：结合小榄水厂设计规模为10 ×104 m3/ d 的扩建工程,对V 型滤池在施工中存在的问题进行了探讨,并提出了改进措施,使V 型滤池的运行更加安全可靠。

关键字：V型滤池反冲洗施工小榄水厂三期扩建工程(10 ×104 m3/ d) 的V型滤池施工中,由于对一些细节问题给予了充分重视,使得V 型滤池顺利通过气密性试验,自投运以来运行良好,出水浊度< 0. 5 NTU ,达到了设计要求。

1 进、出水装置由于V 型滤池一般为变水位匀速过滤,因此在进、出水处均应设置堰板,且最好采用可调式。

V 型滤池的待滤水一般通过进水总渠经两个气动橡皮阀和中间一个用橡胶气囊控制的表面扫洗进水孔进入,再通过溢流堰由两个侧孔经V 型槽流入滤池。

三期工程中把两边的气动橡皮阀取消,中间一个则改为多点定位气动提板阀,过滤时阀门全开,气洗反冲阶段关闭,气水反冲洗及水反冲洗阶段闸板开启到表面冲洗水量调节位(该位置可根据表面扫洗强度来调节,初设进水闸板开启高度为220 mm ,经调试后基本固定) 。

滤池的进、排水闸门一般采用气动或电动提板闸,对其密封要求为迎水面漏失< 0. 021L/ (s·m2) 。

由于提板闸的密封条与金属框架、池壁直接相连,密封条的厚度只有10 mm ,因而容易产生误差,造成漏水或提板闸垂直度不够。

因此在施工时,于安装提板闸的部位设置了30 mm 厚的找平带。

此外,还在进水渠处设置了溢流井,出水堰板后则留有足够的空间以满足堰后出水的消力,并确保排气管出口标高在溢流水位之上。

2 V 型槽孔口标高的确定滤池气水冲洗设计规程(CECS50 :1993) 规定:表面扫洗水配水孔低于排水槽顶面的垂直距离,一般可为150 mm。

水厂原滤池就据此设计,扫洗时发现孔口淹没水深较大,造成扫洗力度不足而使冲洗过程产生的浑浊液及泡沫粘附在池壁上,外观很不整洁。

另一方面,V 型槽扫洗孔中心仅比滤料面高0. 25 m ,而低于排水堰0. 15 m ,在反冲洗时尽管滤料只是微膨胀,但其膨胀高度仍达0. 10～0. 125m(膨胀率按8 %～10 %计) ,使得V 型槽扫洗孔中心仅高出滤料膨胀面约0. 15～0. 125 m ,而低于排水堰顶水面近0. 2 m。

V型滤池+反冲洗泵房工艺计算案例1.滤池平面尺寸计算1.1.滤池平面尺寸滤池总过滤面积322292/305.67.5/Q m hF mV m h===总单格过滤面积：22305.676.4F mF m ===总格数4格设计平面尺寸：B×L=2×3.2（单宽）×12.2=78.08m2（长宽比3.81:1）单格平面内净尺寸：B×L=（3.2+0.2+0.7+0.2+3.2）×12.2=7.5×12.2m 单座平面尺寸宽度（隔墙0.35m）B×L=31.05×12.2m（单排布置）实际滤速为：322292/7.34/78.08Q m hV m hF m===⨯4格近期1格冲洗时，强制滤速：322292/9.79/-178.08Q m hV m hF m===⨯（4）格远期1格冲洗时，强制滤速：323438/8.81/6-178.08Q m hV m hF m===⨯（）格1.2.滤池高度滤池超高及系统进水跌高差：h1=0.60m待滤水水深：h2=1.20m滤料厚层：h3=1.20m，采用均粒石英砂滤科，粒径d10=0.90~1.20mm，K80=1.2（<1.4）（1.2~1.50m）砾石承托层厚度：h4=0.10m（粒径d=4~8mm）（50~100mm）滤板厚度h5=0.1m气水室高度：h6=0.9m滤池总高：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6=4.10m。

2.进水系统2.1.进水总渠滤池4格合并成单排布置，在滤池进水侧设1条进水总渠，流量0.6366m3/s。

渠宽取1.0m，水深取1.0m，则进水总渠起端流速：V=0..6366/1.0/1.0=0.64m/s（0.8~1.2m/s）超高取0.45m，则进水总渠高1.35m。

2.2.单格滤池进水闸孔单格流量为q=0.1591m3/s；设置1个气动闸孔和2个手动闸孔。