哇岩水库溢洪道毕业设计.doc

摘要毕业设计说明书题 目： 都兰县哇沿溢洪道设计 学 生 姓 名： 靳 培 君 学 号： 1153105012 指 导 教 师： 顾 声 龙 专 业 年 级： 11水利水电工程 所在学院和系： 昆仑学院 完 成 日 期： 2015年6月 答 辩 日 期： 2015年6月 摘要摘 要 哇沿水库在海西州都兰县境内，地理位置为东经9815、北纬3610。位于察汗乌苏河的中下游河段上，水库总库容为3337.9104m3，库容在1.00.1亿m3之间，属于等中型工程。其永久性水工建筑物中的主要建筑物为3级，工程主要建筑物由土石坝、溢洪道、导流放水洞等组成。溢洪道布置于坝址右岸的山口垭豁处，沿溢洪道地形地伏较小，溢洪道采用开敞式正槽溢洪道，堰顶高程3397.0m，堰长30m，最大下泄流量917m3/s。正槽溢洪道水流平顺，泄流能力大，结构简单，运用安全可靠，是一种被广泛采用的岸边溢洪道形式。正槽溢洪道通常由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施及尾水渠等部分组成，溢流堰轴线方向与泄槽轴线方向正交，过堰水流流向与泄槽轴线方向一致。进水渠平面布置应使水流顺畅，避免断面突然变化和水流流向的急转弯。进水渠纵断面一般做成平底坡或不大的逆坡，为防止风化剥落，应适当进行衬砌。由于哇沿水库为等中型工程，本次堰面类型采用实用堰。另外由于采用开敞式溢洪道，不需要设置闸门，所以单宽流量值比较大。泄槽与消能防冲设施相连接，岸边溢洪道的主要落差就集中在这一段。斜槽底坡大于临界坡，所以称其为陡槽。由于地形、地质等原因，或为了减少开挖量，便于消能等，因此泄槽设置了收缩段、扩散段。另外泄槽段必须要进行边坡护理。消能设施采用消力池消能，池深3m，长30m，宽20m。能够有效消减水流所产生的动能。关键词：正槽溢洪道，进水渠，控制段，泄槽，消力池，尾水渠。I水利水电工程 目录AbstractWa Yan the reservoir in Dulan County, Haixi Prefecture, the geographical position is longitude 98 15 , north latitude 36 10. In the middle and lower reaches in Chahanwusu River, the total reservoir storage capacity is 3337.9 104m3, capacity of between 1 10000000 m3, belongs to III grade and medium engineering. The main buildings of the permanent hydraulic structures in 3, main building project by the dam, spillway, diversion of water hole.Spillway layout pass Wu Huo in dam on the right bank spillway, along the terrain and V is smaller, the open spillway spillway crest elevation, 3397.0m, weir length 30m, the maximum discharge of 917m3/s.Spillway flow is smooth, high discharge capacity, simple structure, safe and reliable to use, is a widely used form of spillway. Spillway usually consists of an intake channel, control segment, chute, facilities for energy dissipation and tail channel and other components, overflow weir axis direction and the axis perpendicular to the direction of the chute, the weir flow direction and chute axis direction.The intake channel layout should make water flow smoothly, avoid sharp turns section suddenly change and flow. The intake channel section is generally made of inverse slope flat slope or not, in order to prevent weathering, proper lining.Because wow along the reservoir for and medium-sized projects, the weir surface types using practical weir. Due to the adoption of open spillway, do not need to set the gate, so the discharge per unit width value is relatively large.The chute and dissipation energy facilities connected with the main spillway, fall is concentrated in this section. The chute bottom slope is greater than the critical slope, so called chute. Because of the topography, geology and other reasons, or to reduce the amount of excavation, convenient energy dissipation, thus chute set contraction, diffuser. In addition of chute must slope nursing.Energy dissipator used plunge pool energy dissipation, deep pool of 3M, long 30m, wide 20m. Can effectively reduce the kinetic energy flow produced.Keywords:spillway,waterdrainage,control segment,chute,stilling，basin,tailrace.目 录第一章 绪论1第二章 工程概况21.工程地理位置：22.基本资料：22.1 工程规模：22.2 溢洪道工程地质条件：22.3水文资料：32.4当地建筑材料：43. 工程综合效益：4第三章 溢洪道布置61.原则:62. 洪道布置方案选择：63.溢洪道布置73.1 进水渠：73.2 控制段：73.3 泄槽：73.4 消能防冲段：73.5 出水渠：7第四章 溢洪道设计81.设计标准 ：82.调洪计算成果：8第五章 水力计算151.溢洪道水面线：151.1堰前水深和堰前引水渠流速：161.2溢洪道水面线计算：171.3泄槽段水面线计算：182.消能池尺寸计算：223.地基及边坡处理：23第六章 结束语24参考文献25致 谢26I水利水电工程 青海大学昆仑学院第一章 绪论溢洪道是水库枢纽中的主要建筑物之一，它承担着宣泄洪水，保护工程安全的重要作用。溢洪道在坝体内以外的河岸上修建称为河岸式溢洪道，当拦河筑土石坝时，几乎都采用河岸式溢洪道；在薄拱坝或轻型支墩坝的水库枢纽工程中，当水头高、流量大时泄洪建筑物也是以河岸式溢洪道为主；在重力坝的水库枢纽中，当河谷狭窄，布置坝顶溢流与坝后电站有矛盾，而河岸又有适于修建溢洪道的条件时，也要靠河岸式溢洪道泄洪。因此，河岸式溢洪道的应用是很广泛的。正槽式溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能及尾水渠等部分组成，溢流堰轴线与泄槽轴线接近于正交，过堰水流流向与泄槽轴向一致。其中，控制段、泄槽、出口消能段是溢洪道的主体。与侧槽式溢洪道相比正槽式溢洪道具有泄流能力大，使水流平顺，结构简单，运用安全可靠等优点，是一种被广泛采用的溢洪道形式。本次设计主要是针对都兰县哇沿水库溢洪道设计，并针对溢洪道形式特征进行相应的计算与步骤说明。此计算中主要包括溢流水力计算和水面线计算。都兰县哇沿水库坝顶高程3403.8m，心墙顶高程3402.2m，最大大坝高30.2m，坝长497.9m。校核洪水位3402.2m，总库容3337.9104m3，正常蓄水位以下库容2035104m3，兴利库容1435104m3，死库容600104m3。溢洪道布置在右岸山口垭豁处，采用正槽溢洪道，采用开敞式，堰顶高程3397.0m，堰长30m。通过这次的毕业设计可以让我对设计有一定程度的了解，掌握了一些基本的计算公式及方法，具备了一定的水力计算能力。此次，这项设计涉及范围较广，应用的专业知识较多。因此，必须要翻阅以前所学过的专业课本从而达到熟练应用专业知识的效果；除此之外还需要翻阅更多关于正槽式溢洪道设计的资料，这也是我此次选择这项设计的原因。本次设计我本着结合实际并灵活应用理论知识的方式，参考阅读大量的资料，顺利完成了本次毕业设计。 第二章 工程概况1.工程地理位置：哇沿水库在海西州都兰县境内，地理位置为东经9815、北纬3610。位于察汗乌苏河的中下游河段上，水库坝址距上游吐蕃王陵墓群3.1km，距下游的热水乡12.5km，距下游的“109”国道察苏大桥18km，距都兰县城察汗乌苏镇27.5km。察汗乌苏镇东距省会西宁市428km，北距海西州府德令哈市217km，西距格尔木市374km，“109”国道在城区穿过。察苏大桥至坝址区为简易乡级公路，交通条件较好。2.基本资料：察汗乌苏河流域地处柴达木盆地的东南隅，为典型的高原大陆性气候，其基本特征是干燥少雨，蒸发强烈，日照时间长，太阳辐射强，热量丰富，夏热冬寒。工程区多年平均降雨量为194mm，年内降雨分配很不均匀，蒸发量达1213mm，空气干燥，年相对湿度37.3%，多年平均气温-1.95.1，平均无霜期120185d，平均日照时数3110.2h，极端最低气温-28.5，极端最高气温33，年平均风速3.5m/s，最大冻土深度2.5m。 2.1 工程规模：根据洪水调节结果，水库总库容为3337.9104m3，按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000确定工程规模和工程等别。库容在1.00.1亿m3之间，属于等中型工程。其永久性水工建筑物中的主要建筑物为3级，次要建筑物和临时建筑物为4级。工程主要建筑物由土石坝、溢洪道、导流放水洞等组成。土石坝采用粉质粘土心墙坝，坝顶高程3403.8m，最大坝高30.2m，坝顶长497.9m。水库校核洪水位3402.2m，水库总库容3337.9104m3。导流洞为城门洞型，尺寸7m5m（高宽），洪水期导流洞最大下泄流量为172.6m3/s。放水洞为圆形断面，洞径2.0m，设计放水流量为7.9m3/s。溢洪道为开敞式，堰顶高程3397.0m，堰长30m，最大下泄流量917m3/s。 2.2 溢洪道工程地质条件：溢洪道布置于坝址右岸的山口垭豁处，沿溢洪道地形地伏较小，进口底板高程3397m，底板比降1：19.425。0+000+20m段溢洪道位于冲积层中，呈二元结构，上部0.51.3m粉土层，结构松散，下部为砾石层，颗粒较细，一般粒径13cm，最大可见16cm，结构中密。砾石层厚度约1015m，该段溢洪道基础位于砾石层中。0+200+108m段溢洪道底板位于坡积碎石土中，碎石土中碎石含量一般20%50%，粒径520cm，最大可见120cm，碎石岩性为安山岩，呈棱角状。碎石土结构稍密，厚度1015m。0+1080+381m段溢洪道底板位于基岩中，岩性为三叠系安山岩，紫红色-暗绿色。该段岩体受断层带影响，岩体极破碎，在断层带处岩体呈碎裂状、散体状。0+3810+393m段溢洪道底板位于坡积碎石土中，碎石土中碎石含量一般20%50%，粒径520cm，最大可见120cm，碎石岩性为安山岩，呈棱角状。碎石土结构稍密，厚度1015m。0+3930+844m段溢洪道位于二级阶地冲积层中，上部为粉土层，厚度0.903.40m，结构松散-稍密。下部为砾石层，颗粒较细，一般粒径13cm，最大可见12cm,结构中密，厚度约1015m，该段溢洪道基础位于砾石层中，为强透水层。地下水位于底板下13m，施工不受地下水的影响。 2.3水文资料：（1）径流设计径流按水文年计算，采用察汗乌苏（二）站为参证站，采用多种计算方法对察汗乌苏（二）站19562007年52年天然径流资料系列进行代表性分析。哇沿水库坝址以上流域面积为4125km2，察汗乌苏（二）站集水面积4434km2，面积相差309km2，按面积比推算哇沿水库坝址的年径流量，计算结果见表1-1。（2）洪水察汗乌苏河流域的洪水有春汛和夏汛两个洪水期，春汛洪水多发生在每年的35月，主要由冰雪融水形成；夏汛洪水出现时间大多在68月，依成因可分为雨水型洪水和融冰型洪水。雨水型洪水多由暴雨或大暴雨造成，融冰型洪水发生在以冰雪融水为补给形式的河流。因哇沿水库坝址至察汗乌苏(二)站区间面积较小，无大的支流汇入，河道长度也较短，因此坝址处年设计洪水直接采用察汗乌苏(二)站的设计洪水成果。察汗乌苏（二）站设计洪水采用19562007年共52年的实测连序年最大洪水资料系列计算，洪水成果见表1-2哇沿水库坝址处设计年径流成果表表1-1P(%)255075Qp5.84 4.21 2.90 注=4.58(m3/s) 多年平均径流量（104m3）14443哇沿水库坝址处设计洪峰流量成果表表1-2项目单位频率为p（%）的设计值0.10.20.5123.3510洪峰流量m3/s108194476663550842034923824h洪量104m3307827492317199416741443126195772h洪量104m3550749724268373632062817250919862.4当地建筑材料：工程所需当地建筑材料主要为砂砾石料、块石料、防渗土料，均可就近开采。砂砾石料可从上下游两个料场开采，其中下游料场距坝址约0.21.0km，料场地形平坦，料场长1400m，宽350m，无用层平均厚0.4m，有效层总储量为332104m3。料场地下水位埋深为26m，水上开采量为166104m3，水下为166104m3，料场储量丰富，属类料场，其总体质量评价为优。上游料场：上游砂砾石料场距坝址0.21.4km，地形较平坦，上游砂砾石料场面积为47.6104m2，无用层厚0.5m，有用层厚度5m，有效层总储量为238104m3，料场在高漫滩上，地下水活动较强，砂砾石大部分为水下开采，料场储量受地下水影响较大，属类料场。上坝砂砾石料可优先从下游砂砾石料场内开采，其质量、储量均可满足规范与设计要求。下游砂砾石料场中砂砾石可作为砼骨料，其粗骨料各项指标中除碱活性需进一步判别外，其余指标均满足规范要求。细骨料中含泥量较高，碱活性需作进一步判定外，其余指标可满足规范要求，细骨料需进行洗泥后方可使用。1#防渗土料场位于坝址上游的左岸冲洪积级阶地上，距坝址0.20.6km，料场边有简易道路通向坝址，运输较方便。料场表层无用层厚0.3m，其下为厚度0.52.1m的冲洪积粉质粘土层，为防渗土料料源，有效层总储量为18104m3，粉质粘土层岩相相对稳定，无不良夹层，但厚度较薄，属类料场。2#防渗土料场位于坝址上游的右岸冲洪积级阶地上，距坝址0.751.7km，料场内有简易道路通向坝址，但绕行较远，运输较为不便。料场岩性表层为厚度0.20.3m的腐殖土，其下为厚度0.81.5m的冲洪积粉质粘土层，有效层总储量为10.21104m3。粉质粘土层岩相相对稳定，无不良夹层，但厚度较薄，为类料场。3#防渗土料场位于坝址下游左岸冲洪积级阶地上，距坝址2.32.7Km，料场至坝址无道路，上坝时需修建施工道路，且需架设过河便桥，运输条件较差。料场岩性表层为厚度0.2m的腐殖土，其下为厚度1.53.2m的冲洪积粉质粘土层，有效层总储量为15.4104m3。粉质粘土层局部夹粉细砂透镜体，厚度一般小于10cm。料场可开采厚度较薄，为类料场。块石料初选于坝址上游2.1km处的左岸山体处，块石料岩性为灰白色花岗岩，料场内花岗岩基本裸露，花岗岩为中粒结构，块状构造，岩体表层强风化层厚度1m左右，岩体内节理裂隙发育较少，总体较完整，为较好的块石料料源，质量能满足规范要求。料场分布范围较大，储量大于100万方，满足设计需用量。 3. 工程综合效益：灌溉效益：改善现状农田灌溉面积5.38万亩，平均亩产可以从目前的300kg提高到500kg以上，可以收复由于灌溉缺水的撂荒地1.44万亩；新增设施农业面积0.1万亩，以食用菌栽培为主；新增经济林灌溉1.0万亩，主要种植枸杞，提高农民收入和生活水平。供水效益：通过实施哇沿水库，在解决农业缺水后，2020年增加城镇生活用水（含建筑业、工业、第三产业和城镇生态）45104m3，增加工业用水225104m3，基本满足流域未来城镇工业、建筑业和第三产业的用水需求。生态环境效益：改善河道内生态环境。第三章 溢洪道布置 1.原则: 溢洪道的布置根据自然条件、工程特点、枢纽布置的要求、施工及运用条件、经济指标等综合考虑全面规划。 2. 洪道布置方案选择： 哇沿水库为中型工程，主要建筑物级别为3级，依据防洪标准的规定并结合工程实际确定水库计洪水为50年一遇（P=2%），校核洪水为1000年一遇（P=0.05%），相应的洪峰流量508m3/s、1081m3/s。根据工程实际情况，泄水建筑物主要为溢洪道，采用无闸门控制方案，堰顶高程3397.0m，堰宽30m，经调洪计算，设计洪水时下泄流量335.5m3/s，相应的水位3400.1m，校核洪水时下泄流量719.0m3/s，相应的水位3402.2m。 溢洪道布置初选两个方案进行比较，其中一条布置于右坝肩岸坡上，为岸坡式溢洪道，与导流洞近于平行布置，地形坡度70左右，自然边坡基本稳定，沿溢洪道地形起伏。另一条布置于右岸山口垭豁处，沿溢洪道地形地伏较小。从地质角度看，岸坡式溢洪道溢流段存在边坡稳定问题，垭口溢洪道方案沿山势地形布置，无大的工程地质问题，缺点是线路稍长。从施工和运行角度看，岸坡式溢洪道与导流洞、放水洞、大坝施工干扰大，施工场地混乱，而垭口溢洪道布置上相对独立，施工方便无干扰，运行上安全可靠。从经济角度看，垭口溢洪道方案投资较省。综合以上因素，本阶段选用垭口溢洪道方案。开敞式溢洪道方案工程泄水建筑物主要为溢洪道，为确保工程安全，按正常水位作为汛限水位，堰顶高程即为正常蓄水位3397.0m。根据溢洪道的地形，适宜溢流堰长度为30m。经洪水调节计算，校核洪水位为3402.2m，相应的坝顶高程为3403.8m。溢洪道有闸门方案鉴于察汗乌苏河洪水的发生在时间上有一定的规律性，为降低坝高，采用防洪库容和兴利库容部分结合的运行方式，在汛期采用防洪限制水位，即溢洪道采用闸门控制。为使工程在汛期能安全运行，并保证在次年用水时，水库能蓄至正常蓄水位。汛期限制水位确定为3394.0m（夏汛初6月末水库水位），即洪水起调水位。闸门底板高程3394.0m，采用3孔，孔口尺寸（宽高）采用6m3m。经洪水调节计算，校核洪水位3400.8m，相应的坝顶高程为3402.4m。经投资估算，溢洪道有闸门方案可以降低坝高，减少投资，并尽可能减少了水库蓄水对上游古墓的影响，但对山区河道来说，日常运行管理非常不便，溢洪道下闸蓄水和开闸泄水稍有差错，不仅影响到水库正常功能的发挥，甚至会危及到坝体的安全运行，本阶段从大坝长远安全运行考虑，选用开敞式溢洪道无闸门方案。3.溢洪道布置 3.1 进水渠：进水渠总长度为844.02m，采用正堰进水口，堰长30m。堰为WES实用堰，堰体采用50cm厚C20钢筋砼衬砌，岩体与堰面采用锚筋加固，锚筋伸入围岩3m，间、排距均为1.5m，梅花型布置。3.2 控制段：由于采用开敞式正槽溢洪道，无需布置闸门等设施，所以桩号为0+125.000+137.57，后接20m长的平底坡水平调整段，采用30cm厚C20钢筋砼衬砌。3.3 泄槽：桩号0+137.570+157.57后接岩石泄槽段，形式为陡坡，桩号为0+157.570+337.57，底坡为i1/13.00，采用梯形断面，其中桩号为0+157.570+197.57，底宽由30m收缩为15m，泄槽末段为扩散段，桩号为0+317.570+337.57，底宽由15m扩散为20m，泄槽高度为5.43.5m，开挖后衬砌C20混凝土现浇，设伸缩缝，并采用651止水。边坡开挖后，在不完整及岩石破碎带喷C15砼的加固措施。对泄槽底板的断层破碎带采用砼塞填筑加固。由于末端面出口流速大，为防止直接冲刷砂砾石基础泄槽段。3.4 消能防冲段：由于本设计采用消力池消能方式因此在桩号为0+337.570+367.57，消能防洪标准按照30年一遇设计，相应的下泄流量为280.0m3/s。经计算，消力池长度30m，池深3.0m，池宽20m。3.5 出水渠： 消力池后接砂砾石基础泄槽段（此泄槽是将消力池消能以后水流缓慢的引流出去，在此设计中相当于出水渠），桩号为0+367.570+844.02，底宽20m，边坡按1：0.75开挖，底坡为i1/66.45，采用梯形断面，槽末接下游河道。第四章 溢洪道设计1.设计标准 ： 1.水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000 2. 哇沿水库水文资料 3.溢洪道设计规范 SL253-2000 2.调洪计算成果：按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000确定哇沿水库的工程规模和工程等别为等中型工程，永久性水工建筑物中的主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。水库大坝设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000一遇，相应的洪水流量为508m3/s、1081m3/s。 为确保工程安全，按正常水位作为起调水位，堰顶高程即为正常蓄水位3397.0m。泄洪方式为溢洪道泄洪。不同溢流堰长的洪水水位见表4-1。溢洪道下泄流量计算表 表4-1序号溢流堰长度（m）最高水位（m）最大下泄流量（m3/s）堰顶水头1203403.2 632.06.2 2303402.27195.23403401.5779.04.5汛限水位的确定根据水库运行方式，枯水期9月来年4月水库蓄水，4月份达到正常蓄水位，洪水期5月8月为供水期，8月末水库放空至死水位。水库在夏汛初开始开闸泄洪，汛期末下闸蓄水，到次年汛期前，水库蓄水至正常蓄水位。察汗乌苏河洪水主要有春汛和夏汛，每年洪水的发生在时间上有一定的规律性，为降低坝高，可采用防洪库容和兴利库容部分结合的运行方式，在汛期采用防洪限制水位，即溢洪道采用闸门控制，当水库蓄水位不超过汛期限制水位，按蓄水运行，当水库蓄水位达到汛期限制水位，按敞泄滞洪运用。为使工程在汛期能安全运行，并保证在次年用水时，水库能蓄至正常蓄水位。汛期限制水位确定为3394.0m（夏汛初6月末水库水位），即洪水起调水位。闸门底板高程3394.0m，采用3孔，孔口尺寸（宽高）采用6m3m，溢洪道调洪计算结果见表。溢洪道下泄流量计算表表4-2溢洪道闸门孔口尺寸（m）闸门孔数防洪限制水位（m）最高水位（m）最大下泄流量（m3/s）堰顶水头（m）6333394.03400.8649.26.8由于水库坝较长，洪水位增高，相应坝高增加，大坝的工程量增加较多，直接影响到工程总投资。根据溢洪道的地形、地质情况，开敞式溢洪道适宜溢流堰长度为30m。对溢流堰长30m的开敞式溢洪道方案和上述有闸门的溢洪道方案初步进行投资估算，开敞式溢洪道方案工程总投资为24761.19万元，闸门溢洪道方案工程总投资为23910.3万元，开敞式溢洪道方案由于大坝高度要增加1.4m（坝顶高程分别为3403.8m、3402.4m），工程总投资相应要增加850万元。采用溢洪道有闸门方案不仅可以降低坝高，减少投资，并尽可能减少了水库蓄水对上游古墓的影响，但对山区河道来说，日常运行管理非常不便，溢洪道下闸蓄水和开闸泄水稍有差错，不仅影响到水库正常功能的发挥，甚至会危及到坝体的安全运行，本阶段从大坝长远安全运行考虑，采用开敞式溢洪道方案。选定方案设计洪水时，防洪限制水位3397.0m，相应的库容为2035104m3；设计洪水位为3400.1m，相应的库容为2764104m3，溢洪道最大下泄流量为335.5m3/s；校核洪水时，相应校核洪水位为3402.2m，溢洪道最大下泄流量为719m3/s，相应的最大库容为3337.9104m3，即水库总库容。校核洪水位时水库回水长度为3.1km。开敞式溢洪道方案水库调洪计算结果见图4-3、4-4。图4-3图4-43.溢洪道布置： 1.溢洪道路线选择和平面位置确定： 根据工程地质地形条件，选择正槽式溢洪道，控制段末端设圆形渐变段，泄槽设收缩段和扩散段，尾水渠设护袒，成直线布置在右岸的天然哑口处。 2.堰面形式 1.采用WES型堰面形状：校核洪水位：3402.2m 设计洪水位：3400.1m 堰顶高程：3397.0m 堰上总水头 Ho=3402.2-3397.0=5.2mHd=Hmax（75%90%）=3.94.9m Hmax为校核洪水流量下的堰上水头 因此取Hd=4.5m P10.3Hd P20.5Hd 取P1=15 m 取 P2=18 m R1=0.5Hd=2.25 m b1=0.175Hd=0.788 m R2=0.2Hd=0.9 m b2=0.276Hd=1.242 m R3=0.04Hd=0.18 m b3=0.282Hd=1.269 m O点下游曲线方程： xn=KHd(n-1）y 其中k=2 可得 ： Y=0.139x1.85 下游直线段与曲线段相切点的坐标值，做一阶导数： dy/dx=0.139*1.85*x0.85=1/m i =1/m=1/1.5 做得切点坐标为（3.06 ，1.10） 根据下游曲线方程计算出相应坐标点： x0.3830.7651.1481.531.9132.2952.6783.06 y0.0240.0850.1790.3050.4620.6460.8601.10 上游堰面三圆弧曲线计算： 堰顶O点上游三圆弧半径R及端点X坐标计算表 Hd 第一段圆弧 第二段圆弧 第三段圆弧 5.20X1=-0.175HdR1=0.5HdX2=-0.276HdR2=0.2HdX3=-0.282HdR3=0.04Hd -0.788 2.25 -1.242 0.9 -1.269 0.18 溢流堰幂曲线下游特征点坐标计算：B点坐标（Xb ，Yb）按下式计算： Xb=Xa+L1 Yb=Ya+L1/m 式中L1为A，B间的距离 设计幂曲线末端不接直线段 ，即L1=0 m，则B点坐标为：（3.06 ，1.10） 反弧末端C点坐标（Xc，Yc）及圆心O2点坐标（Xo，Yo）按下式计算： Xo=Xb+Rsinarctan（1/m） Yo=Yb-Rcosarctan（1/m） Xc=Xo-Rcosarcsin（i） Yc=Yo+Rcosarcsin（i） m为幂曲线末端切线坡率（或直线段坡率），m=1.5 R为反弧半径，根据溢洪道设计规范，取3-6倍反弧最低点最大水深，流速大时取大值，取R=10m i为反弧面相接的泄槽纵坡，本工程中i=1/13=0.077 反弧曲面末端端点C及其圆心O2点坐标计算表 m R i Xb Yb Xo Yo Xc Yc 1.5 10 0.077 3.06 1.10 8.626-7.208 7.856 2.762P1=15 m 0.3Hd ,P2=18 m 0.5Hd , m=1.5拟定堰型和堰面曲线满足规范要求。做得简图如图所示：反弧半径R复核：渐变段临界坡度计算公式如下： 临界水深按下式计算： 谢才系数： 湿周： m为流量系数，取0.47 g为重力系数，取9.81 m3/s n为糙率，取n=0.016 Q Bc q n Ac Xc Rc Cc Hc ic 719 3024.190.016 120 38 3.1675.714.010.00172 335 3011.160.01697.536.9 2.6373.432.670.00149 iic 反弧低点收缩断面水深h1 719.0 m3/s 满足实用堰要求 设计情况下的流量： = 341.2 m3/s 335.5 m3/s 满足实用堰要求 根据溢洪道设计规范规定，由公式： =0.98 k为边墩形状系数，取1.0 n为闸门孔口数 o为中墩形状系数，取0.15 为闸墩侧收缩系数，取0.95 m为流量系数，取0.47 g为重力系数，取9.81 m3/s 单宽流量计算： q=Q泄max/B =24.19 m3/s 为闸墩侧收缩系数，取0.95 m为流量系数，取0.46 g为重力系数，取9.81 m3/s第五章 水力计算1.溢洪道水面线： 溢洪道水力计算的目的是通过推求各段的水面线，最终确定溢洪道的边墙高度，按地形地质条件，将溢洪道划分为：进水渠段、控制段、泄槽段。溢洪道水面线推求分为正槽段水面线推求、缓流段水面线推求和急流段水面线推求三个部分。基本公式如下： 式中：局部水头损失，m；局部水头损失系数；重力计算速度，取g=9.81；动能系数，取=1.5；R水力半径，m；湿周，m；沿程水头损失，m；v引水渠水流流速，m/s；A过水断面面积，；n引水渠糙率，n=0。016 式中：淹没系数，=1.0；b堰顶宽度，m；Q流量，；宽顶堰的流量系数，=0.47；包括行近流速水头的堰上水头，m。1.1堰前水深和堰前引水渠流速：采用试算法，联立公式： 引水渠为梯形断面，b为底宽，m为引水渠边坡系数，具体计算见表下表5-1表51 溢洪道堰前水深和流速计算计算情况泄量（m3/s)假定试算设计水位3400.1335.53.12.163.55.00校核水位3402.2719.05,24.263.55.27由计算表中可知，流速均小于6m/s，满足要求。引水渠总水头损失 式中=0.1（渠道为缓进口，局部水头损失系数采用0.1），具体计算见表5-2。表5-2 引水渠水头损失计算计算设计水位 2.163.50.09464.832.392.002.520.0430.137校核水位 4.263.50.094127.834.713.685.680.0170.111溢洪道水位=堰顶高程+堰上水头+水头损失，具体计算见表53。表53溢洪道水位流量计算堰顶高程库水位335.53.10.1373397.0 3400.237719.05.20.1113397.03402.3111.2溢洪道水面线计算：基本公式 式中: hc-临界水深；mQ槽内流量；q单宽流量；ic-临界坡度；b泄槽首段宽度，m；重力计算速度，取g=9.81；Bc相应临界水深的水面宽，m。表5-4 陡坡判定计算情况设计洪水位335.53024.194.01120.0038.003.1675.710.00172校核洪水位719.03011.162.6797.5136.912.6373.430.00149计算结果都小于1/13,判定为陡坡。1.3泄槽段水面线计算：临界水深及临界底坡，断面为矩形，底宽b=60m,具体计算见表5-5。表5-5 溢洪道临界水深和临界底坡计算计算情况设计洪水位335.53024.194.01120.0038.003.1675.710.00172校核洪水位719.030 11.162.6797.5136.912.6373.430.00149计算泄槽水面线时，应从渐变段起始断面算起。当泄槽与宽顶堰连接时，可以近似从连接点以下3处算起。起始断面水深可以用能量方程求得，按下式计算： 式中： 单宽流量； 计算断面以上的总水头；