溢洪道水面线水力计算

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算推求） 溢洪道下泄的最大流量（Q）：1.14 （m3/s） 堰上走水深（h）： 0.8（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）： 0.275254611 泄槽糙率（n）：0.02 泄槽边坡系数（m1）：0 泄槽边坡系数（m2）：0 2、水面线的定性分析 2.1 正常水深的计算（h0） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2坡底i糙率n湿周段面积A 1000.2752546110.021.3960.198 2.2 临界水深的计算（hk） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2坡底i糙率n不均匀系数水面宽Bk 1000.2752546110.021.051 2.3 临界坡降的计算（ik） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2糙率n不均匀系数 临界水深hk水面宽Bk 1000.021.050.5181 2.4 水的流态及水面线定性 2.4.1 水的流态 正常水深h0临界水深hk 0.1980.012007893为陡坡，水面线为S降水曲线 3、水面线计算 niA RQ/ 2132 = 213 )( kk BgAQa= kkkk BRgni 312 ac= 3.1 计算方法：分段求和法 3.2 基本公式： 3.3 计算水面线 3.3.1 控制水深 水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控制水深。 3.3.2 分段并确定各段的计算水深 断面水深段面积流速行进水头断面比能比能损失 hAvhESES 进口断面0.5180.5182.200772201 0.246860259 0.725613937 0.141532685 出口断面0.835584552 0.835584552 1.364314356 0.094870217 0.867146622 泄槽段水位差：、 计算式hkh0h不均匀系数 h=hk-h00.5180.835584552 -0.317584551 分段并确定各段计算水深： h1h2h3h4h5h6 0.5180.58151691 0.645033821 0.708550731 0.772067642 0.835584552 渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道） 断面水深段面积流速行进水头断面比能比能损失 hAvhESES 10.5180.5182.200772201 0.246860259 0.725613937 0.007722441 20.581516910.581516911.96039011 0.195878154 0.733336377 0.022027368 30.645033821 0.645033821 1.767349189 0.159200976 0.755363745 0.031441235 40.708550731 0.708550731 1.608917964 0.131937666 0.78680498 0.037888866 50.772067642 0.772067642 1.476554564 0.111121987 0.824693846 0.042452776 60.835584552 0.835584552 1.364314356 0.094870217 0.867146622 () ()( )Jigvhgvhl-+-+=D - /2/cos2/cos 1 111 2 22221 aqaq 渠道水面线的计算 （假设分段长度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道） 断面水深计算长度底宽段面积流速行进水头 hLsAvh 10.51810.5182.200772201 0.246860259 10.33819852 20.1610.167.1252.587442661 -3.53921265 30.1510.157.62.94393476 -10.9066153 40.75538783410.755387834 1.50915854 0.116083563 -0.14107141 50.68861078310.688610783 1.655507041 0.139689274 -0.08279035 60.64150426710.641504267 1.777073138 0.160957642 -0.04938007 70.60652795610.606527956 1.879550628 0.180056604 -0.02905857 80.57966032110.579660321 1.966669027 0.197134916 -0.77137943 90.5585164463.351098642 0.340186942 0.005898428 -0.05553279 100.54158030663.249481837 0.350825164 0.006273104 4、掺气水深及边墙高计算 计算公式： 为修正系数，可取值1.0-1.4m/s，流速大者取大值（v20m/s是取大值） 断面水深流速修正系数掺气后水深边墙加高边墙高 hvhb)1001 (x+= 60.835584552 0.835584552 1.364314356 0.094870217 0.867146622 hvhqhhb 10.5182.2007722010.5180.71.218 20.581516911.960390110.581516910.71.28151691 30.645033821 1.7673491890.6450338210.71.345033821 40.708550731 1.6089179640.7085507310.71.408550731 50.772067642 1.47655456410.7834676420.71.483467642 60.835584552 1.3643143561.10.8481245520.71.548124552 水力半径R计算流量Q正常水深h0 0.141833811 1.4126102190.198 段面积Ak计算流量Q临界水深hk 0.5181.1395529080.518 段面积Ak湿周k水力半径Rk临界坡降ik 0.5182.0360.254420432 0.012007893 控制断面的选择和上游堰型有关，见溢洪道设计规范附A.3 湿周水利半径曼宁系数平均坡降渠道长度 RCJi-Js 2.0360.254420432 39.80112386 0.007761759 0.267492851 0.529108289 2.671169104 0.312816044 41.19566403 湿周水利半径曼宁系数平均坡降分段长度渠道总长度 RCii-jsL 2.0360.254420432 39.80112386 0.010348747 0.264905864 0.0291516410 2.163033821 0.268843189 40.16858291 0.00776148 0.267493131 0.082347414 0.029151641 2.290067642 0.281665838 40.48172718 0.006010474 0.269244136 0.116775934 0.111499054 2.417101463 0.293140665 40.75203956 0.004776545 0.270478066 0.140081102 0.228274988 2.544135283 0.30346957 40.98791838 0.003877754 0.271376857 0.156434768 0.368356091 2.671169104 0.312816044 41.19566403 342 2 /RvnJ = 水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控制水深。 渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道） () ()( )Jigvhgvhl-+-+=D - /2/cos2/cos 1 111 2 22221 aqaq 0.524790859 断面比能比能损失湿周水利半径平均坡降总长度断面 ESESRiL 0.7256139372.0360.2544204321 2.0097063080.08085843 10.33819852 2.7353202441.320.1212121212 0.3472497510.373369583 6.798985865 3.0825699951.30.1153846153 -2.268330630.067277106 -4.10762944 0.8142393612.510775667 0.3008583544 -0.038111970.005093788 -4.24870085 0.7761273922.377221567 0.2896704265 -0.022269120.006272542 -4.3314912 0.7538582732.283008533 0.2809907446 -0.013227370.007386101 -4.38087127 0.7406309082.213055911 0.2740680677 -0.007753690.008424817 -4.40992984 0.7328772152.159320643 0.2684456918 -0.21077840.002005943 -5.18130927 0.5220988147.117032881 0.4708561429 -0.015278290.000132619 -5.23684206 0.5068205247.083160612 0.45876156410 渠道水面线的计算 （假设分段长度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道） 2.671169104 0.312816044 41.19566403 底流水跃消能水力计算 1、计算收缩断面水深： 基本公式： 流速系数取值见表或者根据经验公式计算上游总水头E0： E0为以下游河床面为基准面的上游总水头 流量底宽流速系数上游总水头 收缩断面水深断面流速 QbE0hcv 9.9740.90326.070.416.07926829 2、等宽距断面消力池的水利计算 基本公式： 跃前水深跃前流速弗劳德数跃后水深消力池长 h1v1Fr1h2L(5.5Fr19) 0.416.07926829 3.03127179 1.564529666 7.966254695 3、溅扩式矩形断面消力池计算 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 b1b2h1v1Fr1h2Lk 560.416.079268293 3.031271793 1.42821365 6.37300376 4、等宽矩形下挖式消力池计算 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 Qbh1hth2 1.050.959.9740.410.81.56452967 222 0 2 cc hgqhEf+= ()181 2 2 1 1 2 -+=Fr h h111 /ghvFr = () 2 12 1 1 2 181 2b b Fr h h-+= Zhhd t D-= 2 s -=D 2 2 2222 2 11 2hhgb Q Z t sj LL k 8. 0= LL k 8. 0= 出口水面跌落池深池长 ZdLk 0.430872119 0.41188403 6.37300376 底流水跃消能水力计算 LL k 8. 0= 挑流消能水力计算 计算公式： 挑距计算： 流量水舌出射角鼻坎流速鼻坎水深鼻坎高程余弦函数正弦函数挑距 Qvh1h2cos（）sin（）L 50.05409.980.8362.50.76604444 0.64278761 12.8996424 水垫深度计算 流量鼻坎宽水位差冲刷系数水垫深度 QbzkT 50.056101.47.19042319 综合冲刷系数取值表 类 别 节理裂隙 间距(cm)15050150205020 发育程度 不发育.节理( 裂隙)12组, 规则 较发育.节理( 裂隙)23组 ,X形,较规则 发育.节理(裂 隙)3组以上, 不规则,呈X 形或米字型 很发育.节理( 裂隙)3组以 上,杂乱,岩体 被割成碎石 状 完整程度巨块状大块状 块(石)碎(石) 状碎石状 类 别 岩基构造特征 结构类型整体结构砌体结构镶嵌结构压碎结构 裂隙性质 多为原生型 或构造型,多 密闭,延展不 长 以构造型为 主,多密闭,部 分微张,少有 充填,胶结好 以构造或风 化型为主,大 部分微张,部 分张开,部分 为粘土充填, 胶结较差 以风化或构 造型为主,裂 隙微张或张 开,部分为粘 土充填,胶结 很差 k 范 围0.60.90.91.21.21.61.62.0 平 均0.81.11.41.8 () 21 2