水闸水力计算

浙江同济科技职业学院 水力计算综合实训 报告书 专业 水利水电建筑工程 班级 水工 1002 班 姓名 阙子慧 学号 1004030224 目录 项目一 水闸水力计算项目一 水闸水力计算 1 第一章 工程介绍 1 一 基本资料 1 二 计算任务 1 第二章 确定水闸溢流宽度及闸孔数 1 一 判断堰的出流情况 1 二 流量系数 1 三 校核流量 1 第三章 闸下消能计算 1 一 判别属于堰流或孔流 1 二 判别属于自由出流或淹没出孔流 2 三 设计消力池尺寸 2 项目二 河岸溢洪道水力计算项目二 河岸溢洪道水力计算 3 第一章 工程介绍 3 一 基本资料 3 二 计算任务 3 第二章 绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线 3 一 堰流时 Z 与 Q 的关系 3 二 闸孔出流时 Z 与 Q 的关系 4 三 库水位 Z 与溢洪道流量关系曲线 5 第三章 水面线计算 5 一 第一斜坡段水面线的计算 5 二 第二斜坡段水面线的计算 7 三 第三段斜坡水面线的计算 8 四 绘制溢洪道水面线 9 第四章 最大冲坑深度和相应的挑距计算 9 一 冲坑深度计算 9 二 挑距计算 10 1 项目一 水闸水力计算项目一 水闸水力计算 第一章 工程介绍 一 基本资料一 基本资料 某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务 汛期当临闸泄洪量达 5000 时 本闸开始泄洪 水闸设计洪水流量为 1680 相应的上游水位为sm3sm3 7 18 米 下游水位为 6 98 米 校核洪水流量为 1828 相应的上游水位为sm3 7 58 米 下游水位为 7 28 米 汛期临闸泄洪流量为 5000师 本闸开始泄sm3 洪 此时上下游水位差最大 其相应的上游水位 5 50 米 下游水位为 2 50 米 并规定闸门第一次开启高度1 2 米 闸底板高程为 1 00 米 闸门为平面闸门 闸墩墩头为尖圆形 墩厚 d 1 00 米 翼墙为圆弧形 圆弧半径 r 12 米 闸址 处河道断面近似为矩形 河宽米 如图 1 所示 160 0 B 二 计算任务二 计算任务 1 确定水闸溢流宽度及闸孔数 2 闸下消能计算 第二章 确定水闸溢流宽度及闸孔数 一 判断堰的出流情况 一 判断堰的出流情况 smHBQv28 1 18 8160 1680 00 mgvHH26 88 92 28 1 18 82 22 00 为淹没出流 8 097 0 26 8 98 7 98 7 0 Hhmh ss 50 0 s 1 二 流量系数 二 流量系数 BB0mB B0RR BQ 501600 35460 31120 24931 7 601600 3550 38120 21119 3 701600 35550 44120 171307 69 801600 3570 5120 151500 81 901600 360 56120 131702 6 88 811600 360 0 56120 141680 B 取 90 米 分 9 孔 每孔净宽 10 米 实际流量大于设计流量 所以 B 满足要 求 三 校核流量 三 校核流量 smHBQv33 1 58 8160 1828 00 mgvHH67 8 8 92 33 1 58 82 22 00 1828 smHgmBQ s 3 0 93 183067 8 8 929036 0 5 012 2 3 2 3 sm3 满足要求 则 B 为所求 第三章 闸下消能计算 一 判别属于堰流或孔流 一 判别属于堰流或孔流 2 m hg qh h c c c 602 3 1 743 08 9 548 7 81 2 743 0 181 2 3 2 3 2 mht5 3 为自由出流 闸下发生远离式水跃 需做消力池 三 设计消力池尺寸 三 设计消力池尺寸 m hg q hE c c 50 6 743 0 95 0 8 92 548 7 743 0 2 22 2 22 2 0 1 估算池深 s 为方便施工 池深取 s 0 3m mhhs tc 28 0 5 3602 305 1 2 计算建池后的 c h 经计算求得 msEE78 6 28 05 6 0 0 mhc73 0 m hg qh h c c c 643 3 1 73 0 8 9 548 7 81 2 73 0 181 2 3 2 3 2 3 计算 z m hg q hg q z c t 064 0 643 3 05 1 8 92 548 7 5 395 0 8 92 548 7 2 2 2 2 22 2 2 2 22 2 4 计算 061 1 643 3 064 0 5 33 0 c t h zhs 在 1 05 1 10 范围内 所以满足要求 池深取 s 0 3m 5 确定池长 jk LL8 0 7 0 mhhL ccj 10 2073 0 643 3 9 69 6 mLL jk 08 16 07 1410 208 0 10 207 08 0 7 0 3 取池长 mLk16 4 项目二 河岸溢洪道水力计算项目二 河岸溢洪道水力计算 第一章 工程介绍 一 基本资料一 基本资料 某水库带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道 用弧形闸门控制下泄流量 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 米 前沿为圆弧形 胸墙底部为圆弧形 圆弧半径 r 0 53 米 胸 墙底部高程为 38 0 米 闸门圆弧半径为 7 5 米 弧形闸门门轴高程为 38 0 米 3 闸后接第一斜坡段 底坡 水平长度为 100 米 底宽为 34 米 第一01 0 1 i 斜坡段后接第二斜坡段 底坡 水平长度为 40 米 底宽由 34 米变为05 0 2 i 30 米 为渐变段 第二斜坡后接第三斜坡 底坡 1 6 水平长度为 40 米 底 3 i 宽为 30 米 上述三个斜坡段的横断面均为矩形断面 溢洪道用混凝土浇筑 糙 率 n 0 014 水库设计洪水位为 41 9 米 校核洪水位 42 23 米 溢洪道下游水位 与流量的关系曲线见图 3 二 计算任务 二 计算任务 1 绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线 2 绘制水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线 3 若下游河床较低 则在第三段的末端设连续式挑流坎 挑流角度 试 25 计算溢洪道下游最大冲坑深度和相应挑距 溢洪道下游水深差图 3 其他数据 见图 2 第二章 绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线 判断流态 当时 水流为堰流 由公式确定堰流时 H 7 69m 0 65e H 当时 水流为闸孔出流 由公式确定闸孔出流时 0 65e H H7 69m 一 堰流时一 堰流时 Z 与与 Q 的关系 的关系 5 表2 1 堰流流量计算表 库水位堰上水头 上游堰高侧收缩系数流量系数 H3 2 流量 Z m HP1 m mQ 33 50 0 50 0 50 0 996 0 3770 35 17 63 34 00 1 00 0 50 0 992 0 37951 00 50 00 34 50 1 50 0 50 0 988 0 3811 84 91 85 35 00 2 00 0 50 0 984 0 38162 83 141 06 35 50 2 50 0 50 0 980 0 3823 95 196 54 36 00 3 00 0 50 0 976 0 38235 20 257 50 36 50 3 50 0 50 0 972 0 3836 55 323 75 37 00 4 00 0 50 0 968 0 3838 00 393 92 37 50 4 50 0 50 0 964 0 38369 55 468 84 38 00 5 00 0 50 0 960 0 383511 18 546 69 38 50 5 50 0 50 0 956 0 383712 90 628 41 39 00 6 00 0 50 0 952 0 383914 70 713 40 39 50 6 50 0 50 0 948 0 38416 57 801 23 40 00 7 00 0 50 0 944 0 384218 52 892 12 40 69 7 69 0 50 0 938 0 384221 33 1021 22 二 闸孔出流时二 闸孔出流时 Z 与与 Q 的关系 的关系 表2 2 闸孔出流流量计算表 Z m H hce H Q 40 69 7 69 0 79 4 15 0 650 0 830 985 04 40 90 7 90 0 79 4 14 0 633 0 827 1012 35 41 10 8 10 0 78 4 12 0 617 0 825 1037 50 41 30 8 30 0 78 4 11 0 602 0 823 1061 90 41 50 8 50 0 78 4 10 0 588 0 821 1085 62 41 70 8 70 0 78 4 09 0 575 0 819 1108 72 41 90 8 90 0 78 4 09 0 562 0 817 1131 25 42 10 9 10 0 78 4 08 0 549 0 816 1153 27 42 23 9 23 0 77 4 07 0 542 0 815 1167 32 6 7 三 库水位三 库水位 Z 与溢洪道流量关系曲线 与溢洪道流量关系曲线 第三章 水面线计算 一 第一斜坡段水面线的计算 一 第一斜坡段水面线的计算 由上面步骤计算的设计水位流量 Q 1131 25 收缩断面的位置距闸门 2 5esm3 处 即距闸门 查上表 2 2 得 m 5 12mhc09 4 本段起始水位mhh c 09 4 1 闸孔出流单宽流量sm B Q q 3 71 37 30 25 1131 m g q hk25 5 8 9 71 371 3 2 3 2 sm i Q K 3 0 5 11312 01 0 25 1131 51 77 5 11312014 0 34 67 2 0 67 2 1 nK b 查正常水深求解图 由 m 1 在图上查得 51 77 0 67 2 1 nK b 078 0 1 0 b h 则 mh652 2 34078 0 0 因为 渠道底坡为陡坡 水流流态为急流 则水面线为型降水曲 k hhh 102 b 线 8 表表3 3 1 1 第第一一斜斜坡坡水水面面线线计计算算过过程程及及结结果果 1 1 断面hAXRCvJ 14 090 139 06 42 18 3 297 87 14 8 1350 0 0026 24 000 136 00 42 00 3 238 86 88 8 3180 0 0028 33 900 132 60 41 80 3 172 86 58 8 5313 0 0031 43 800 129 20 41 60 3 106 86 28 8 7558 0 0033 53 700 125 80 41 40 3 039 85 96 8 9924 0 0036 63 600 122 40 41 20 2 971 85 64 9 2422 0 0039 73 500 119 00 41 00 2 902 85 31 9 5063 0 0043 83 400 115 60 40 80 2 833 84 97 9 7859 0 0047 93 300 112 20 40 60 2 764 84 62 10 0824 0 0051 103 308 112 47 40 62 2 769 84 64 10 0582 0 0051 9 表表3 3 1 1 第第一一斜斜坡坡水水面面线线计计算算过过程程及及结结果果 2 2 断面 v2 2gEs Es i L L 13 3764 7 4664 0 0636 0 0027 0 011 5 651 5 651 23 5301 7 5301 0 0834 0 0029 0 011 7 540 13 191 33 7134 7 6134 0 0980 0 0032 0 011 9 066 22 257 43 9114 7 7114 0 1143 0 0035 0 011 10 842 33 098 54 1257 7 8257 0 1324 0 0038 0 010 12 930 46 028 64 3581 7 9581 0 1526 0 0041 0 010 15 412 61 440 74 6107 8 1107 0 1752 0 0045 0 010 18 404 79 844 84 8859 8 2859 0 2006 0 0049 0 009 22 068 101 911 95 1865 8 4865 0 0170 0 0051 0 009 1 912 100 000 105 1616 8 4695 10 二 第二斜坡段水面线的计算 二 第二斜坡段水面线的计算 表表3 3 2 2 第第二二斜斜坡坡段段水水面面线线计计算算表表 1 1 断面hbAvXRC v2 2gEs 1 13 308 34 000 112 472 10 058 40 616 2 769 84 644 5 678 8 986 2 23 287 33 500 110 115 10 273 40 074 2 748 84 535 5 923 9 210 3 33 272 33 000 107 976 10 477 39 544 2 731 84 446 6 160 9 432 4 43 256 32 000 104 192 10 857 38 512 2 705 84 316 6 616 9 872 5 53 255 31 000 100 905 11 211 37 510 2 690 84 236 7 054 10 309 6 63 268 30 000 98 040 11 539 36 536 2 683 84 201 7 472 10 740 表表3 3 2 2 第第二二斜斜坡坡段段水水面面线线计计算算表表 2 2 断面 Li LEs1 i LR v C J LEs1 L 1 1 5 0 250 9 236 2 758 10 166 84 589 0 0052 0 0262 9 236 2 2 5 0 250 9 460 2 739 10 375 84 490 0 0055 0 0275 9 460 3 3 10 0 500 9 932 2 718 10 667 84 381 0 0059 0 0588 9 931 4 4 10 0 500 10 372 2 698 11 034 84 276 0 0064 0 0635 10 372 5 5 10 0 500 10 809 2 687 11 375 84 219 0 0068 0 0679 10 808 6 6 11 三 第三段斜坡水面线的计算 三 第三段斜坡水面线的计算 表表3 3 3 3 第第三三斜斜坡坡水水面面线线计计算算过过程程及及结结果果 1 1 断面hAXRCvJ 13 268 98 04 36 54 2 6834 84 20 11 5387 0 0070 23 200 96 00 36 40 2 6374 83 96 11 7839 0 0075 33 050 91 50 36 10 2 5346 83 40 12 3634 0 0087 42 900 87 00 35 80 2 4302 82 82 13 0029 0 0101 52 750 82 50 35 50 2 3239 82 21 13 7121 0 0120 62 600 78 00 35 20 2 2159 81 56 14 5032 0 0143 72 450 73 50 34 90 2 1060 80 87 15 3912 0 0172 82 300 69 00 34 60 1 9942 80 14 16 3949 0 0210 92 286 68 58 34 57 1 9838 80 07 16 4942 0 0214 表表3 3 3 3 第第三三斜斜坡坡水水面面线线计计算算过过程程及及结结果果 2 2 断面 v2 2gEs Es i L L 16 7929 10 0609 0 2238 0 0072 0 1594 1 4035 1 4035 27 0847 10 2847 0 5640 0 0081 0 1586 3 5561 4 9596 37 7986 10 8486 0 6776 0 0094 0 1573 4 3089 9 2685 48 6263 11 5263 0 8167 0 0111 0 1556 5 2485 14 5170 59 5930 12 3430 0 9888 0 0131 0 1535 6 4399 20 9568 610 7318 13 3318 1 2043 0 0157 0 1509 7 9793 28 9361 712 0861 14 5361 1 4779 0 0191 0 1476 10 0144 38 9505 813 7140 16 0140 0 1528 0 0212 0 1455 1 0504 40 0009 913 8806 16 1668 12 四 绘制溢洪道水面线 四 绘制溢洪道水面线 第四章 最大冲坑深度和相应的挑距计算 一 冲坑深度计算 一 冲坑深度计