水利工程常用计算公式

1、水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算31/21、进水闸进水流量计算：Q=B0 8 e m （ 2gHo）式中：m 一堰流流量系数一堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u= c 5、堆石坝坝坡初估公式m=H/30+1.5 , m下=1.31.5m上、m下一堆石坝上、下游坝坡的边坡系数。H设计坝高，mi6、水库调洪演算水量平衡方程式：QiQ2 t Qi Q2 tVi -V222式中： t 调洪时段，（s）3Q、Q时段初、末进库流量（m/s ）Q、Q时段初、末出库流量（m3/s）Vi、V2时段初、末水库库容7、枢纽建筑物计算31/21、进水闸进水流量计算：Q=B0 8 e m

2、 （ 2gHo）式中：m 一堰流流量系数一堰流侧收缩系数3依据Q=0.97m/s ,在正常引水时进水闸净范为1.4m。8、岩基上的当水墙、堰、闸等重力式建筑物，岩基底面的抗滑稳定安全系数，应按下列抗剪断强度公式计算K= HWcA% P式中：K一按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f 1混凝土与岩基接触面的抗剪断摩擦系数；c混凝土与岩基接触面的抗剪断粘聚力（ MPa；A一建筑物与岩基接触面的面积（m2）;ZW 一作用在结构物上的全部荷载对计算滑动面的法向分量（包括扬压力）（kN）;P P 一作用在结构物上的全部荷载对计算滑动面的切向分量（包括扬压力）（kN）;对中、小型工程，若无条彳进行抗剪试验取

3、得c值时，也可按下列抗剪强度公式计算岩基底面的抗滑稳定安全系数3f!Wpp式中：k2按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f2混凝土与基岩接触面的抗剪摩擦系数。9、堰流过水流量计算：Q=BS m （ 2gH03） 1/2式中：m 一堰流流量系数一堰流侧收缩系数8 一堰流淹没系数10、挖深式消力池校核长度计算：Lsj=Ls+ 3 Lj式中：Lsj 消力池长度（mDLs消力池斜坡段投影长度（m）3 水跃长度校正系数Lj一水跃长度（mD1、挖深式消力池深度按下式校核：d= hc hs AZ Ls+ 3 L j式中：d 消力池深度（m）hc一水跃跃后水深（m）h s出池河床水深（m） Z一出池落差（m）2

4、、护坦式海漫长度计算：Lp=Ks （q （AHI） 1/2） 1/2式中：Lp海漫长度（m）Ks海漫长度计算系数q消力池末端单宽流量（m3/s ） H 一下泄时上下游水位差（m）3、稳定河宽阿尔图宁公式：B=AQ5/J 0.2式中：B 稳定河宽（m）2A 何宽系数取1.5 （m）Q一造床流量（m3/s ）J一河床比降11、建筑物基底抗滑稳定校核：Kc=f NG/NH式中：Kc一抗滑稳定安全系数f一基础底面与地基之间摩擦系数2 G-作用于堰体、闸室上的全部竖向荷载2 HH作用于堰体、闸室上的全部水平荷载2、建筑物基底应力计算：Pminmax=S G/Am+2 M/W式中：Pminmax一闸室基底

5、压力的最大值和最小值（KN/吊）A m 一闸室基础底面面积2 M-作用在闸室上的全部水平向和水平荷载对基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（ KNnDW闸室基础底面对该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）12、水文计算公式1、水文比拟法：Qk= F设/ F参 Q参3式中Q设一一设计站多年平均流量，m/s ；Q 参参证站多年平均流量，m3/s ;F设设计站流域面积，knf;2F 参参证站流域面积，km。2、水文等值线图法：Q=1000F R/ （3600X 365X 24）式中R-多年平均径流深。F 设计站流域面积，knf;3、（水文洪水）水科院推理公式：Q=0.278 -S - N F J式

6、中：q洪峰流量，m/s ；S雨力，mm/h一损失参数， mm/h;n暴雨递减指数；F汇流面积，km o一汇流时间， h, = =0.278 1-;mJ3Q”其中：m-汇流参数；J主河槽比降；L主河道长度， km;13、河道稳定性计算1、纵向稳定系数按下式计算：h=d/hJ式中：d一床砂平均粒径（nj）;h一平滩水深（;J一纵坡，为7.9%。；h值越小，水流作用b值越小，河身相研究表明，h值越大，水流作用越弱，底沙不易运动，河床越稳定；反之，则 越强，底沙容易运动，河床越不稳定。2、横向稳定系数计算公式上 Q0.5按下式计算：b=02B .J式中：Q一造床流量，采用相当于频率为50%勺平滩流量作

7、为造床流量；B一相当于造床流量下平滩河宽（M）,为52m；J纵坡；研究表明，b值越大，河身相对较窄，比降较少，水流平缓归顺，河岸越稳定； 对较宽，河岸越不稳定。3、河道相关系计算公式用宽深比公式计算，即：E =B 0.5/h式中：E 断面河相系数，可根据同一河流上的模范河段的实际资料确定。B一相当于造床流量下平滩河宽（mD ;h一平滩水深（mj）。稳定河宽采用阿尔图宁经验公式和河道水流阻力连续方程式两种办法计算。阿尔图宁经验公式：B=A-1/J0.2计算：式中：B稳定河段的水面宽度。A稳定河道系数，由于工程区河床横向较不稳定。3Q-米用相当于频率为 50%勺平滩流量作为造床流量 m/s。河道水

8、流阻力连续方程式：B=-其中：I断面河相系数;n一一根据河道特征，选取河床综合糙率;B 稳定河段的水面宽度。4、洪水水面线计算公式水面线按下列公式计算：22二 V12： V22Z1+=Zz+ h f+hj2g 2g式中：Z1、Z2上、下游断面水位高程（ m）;X 两断面水平距离（mD ;Q一设计洪峰流量；a i a 2上、下断面的动量修正系数；Vi、V一上、下断面的平均水流流速，（m/s）;22,、,一，2 X _2 K12 K22hf 上、下断面间的沿程水头损失，用公式 dx计算，K =,即将流量模数的平方K22取算术平均值，2A R3K =nhj上、下断面间的局部水头损失，按下列情况计算:

9、（1）河槽断面收缩hj=0.2X2g（2）河槽断面扩大hj=0.2X 也2g5、弯道段计算公式V22 V12)2g 2g式中:19.62LC2RR 为水力半径（m）;b 为河宽，对梯形断面应为水面宽（m）;r 为河弯轴线白弯曲半径（m） ；L 为河弯轴线的长度（mD ;C为谢才系数；E断面河相系数。6、堤顶tWj程计算公式堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定，堤顶超高采用下式计算:Y= R+e+A式中：y堤顶超高（m）；R 设计波浪爬高（m）;设计风壅水面高度（mD ;安全加高（mDo7、设计波浪爬高计算公式设计波浪爬高采用公式 RP= Kb R K P 0 H计算。Ka斜坡糙率渗透性系数，混凝

10、土护面取；心斜向波折减系数，；Kv经验系数；Kp P=2眦高累计频率换算系数；R0一无风情况下的爬高值；8、风浪要素选用莆田试验站公式计算：gT V=13.9/ - V0-5gH2gT 2 二dL = g th 2 二 L其中：T 平均波周期，s；L 堤前波浪的波长，m；H 堤前波浪的平均波高，m;V 计算风速，采用历年汛期最大风速平均值的1.5倍;14、设计风壅水面计算公式2 .设计风壅水面高度采用公式 e=F cos P计算:2gdK综合摩阻系数；d 水域的平均水深，m;F由计算点逆风向量到对岸的距离，m；风向与垂直于堤轴线的法线的夹角。15、冲刷深度公式计算水流平行于岸坡产生的冲刷深度可

11、按下式计算：hB=hp - R vcp /V 充）n-1 +hp式中：hB局部冲刷深度（m）,从水面算起；hp冲刷处的水深（m）,以近似设计水位最大深度代替;v cp平均流速（m/s）;充砂砾石段河床面上允许不冲流速（m/s）;n与防护岸坡在平面上白形状有关，一般取 1/4。水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度可按下式计算： hp= （23tg （a/2） 吊2） / （1+n2） 0.5 - g? -30d式中： h p从河底算起的局部冲刷深度（m）;a水流与岸坡交角（度）；m护坡迎水面边坡系数；d坡脚处土壤计算粒径，取大于15% （按重量计）的筛孔直径（ 河；V水流局部冲刷流速（m/s ）,按滩

12、地河床段计算：g重力加速度，取 9.8 oV= （Q/BH） - （2刀/1+ 刀）式中：Bi河滩宽度，从河槽边缘至坡脚距离，（同；Q通过河滩部分的设计流量（R3/S ）;Hi河滩水深（城； 水流流速不均匀系数，查表得。16、混凝土护坡斜坡计算公式混凝土护坡斜坡式土堤满足混凝土板整体稳定所需的最小厚度由下式确定：当碎板作为堤防护面时，满足碎板整体稳定所需的护面板厚度度t按下式确定: TT r Lt = Y . H rb r Bm式中：t混凝土面板厚度（成； 系数，对开缝板可取0. 075 ;对上部为开缝板，下部为闭缝板可取0.10;H计算波高，取 H%;3r b混凝土的重度 25kN/m ;3

13、r水的重度 10kN/m ;L波长m；B沿斜坡方向的护面板长度，m；m-一斜坡坡率。浆砌石护坡斜坡式土堤该公式适用于m=1.5-5.0的条件，在此仅作为参考数值。t 浆砌石厚度（m）Q主要护面层的护面块石个体质量t ;其中:Q=0.1KdrbH3；L-1 I m1rKd稳定系数;3浆砌石重度，26kN/m ;3水重度，10kN/m ;n护面块石的层数;c系数。设计波（Wj,取H5%,；17、堤防稳定计算公式施工期抗滑稳定安全系数可按下式计算:2 ( i 单位管长水头损失（m/mDUPVCf、PE管等硬塑料管的单位管长水头损失i=0.000915 Q1.774/ d4.774式中：Q 计算流量（m3/s）d管道计算内径（m）钢管、铸铁管的单位管长水头损失当 y v 1.2m/s 时，i=0.000912v 2（1+0.867/v）0.3/d 1.3当 y 1.2m/s 时，i=0.00107v 2/d 1.3式中：V管内流速，（m/s）;d管