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TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"项目一:水闸水力计算 1\o"CurrentDocument"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\o"CurrentDocument"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\o"CurrentDocument"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\o"CurrentDocument"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项目一：水闸水力计算第一章工程介绍一、 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5000ms时，本闸开始泄洪。水闸设计洪水流量为1680m3渣，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米。校核洪水流量为1828gs，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。汛期临闸泄洪流量为5000m3.*师，本闸开始泄洪，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^=160米。如图1所示。二、计算任务 0确定水闸溢流宽度及闸孔数。闸下消能计算。第二章确定水闸溢流宽度及闸孔数。=Q/B°H=Q/B°H=1680X160x8.18)=1.28m/s..Q=0.50。H=H+v2：2g=8.18+(1.28)2；2x9.8=8.26mh°=7.98m：h/H0=7.98/8.26=0.97〉..Q=0.50。BB0mB/B0RR/BQ501600.35460.31120.24931.7601600.3550.38120.21119.3701600.35550.44120.171307.69801600.3570.5120.151500.81901600.360.56120.131702.688.811600.3600.56120.1416808=1s二、流量系数。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。H0=H+v2'2g=8.58+(1.33)2叩H0=H+v2'2g=8.58+(1.33)2叩x9.8=8.67m(8.67X=1830.93m3s>1828m3,sQ=2mB.2gH32=1x0.5x(8.67X=1830.93m3s>1828m3,s第三章闸下消能计算。一、判别属于堰流或孔流。eH=1.26.5=0.185<0.65，为闸孔出流。

二、判别属于自由出流或淹没出孔流。因闸孔流量未知，尚无法判别闸孔出流情况，先假设为自由出流，算出流量后在校核。r广0.352+2；2：=0.571h'=£eh'=£e=1.2X0.619=0.743mcq=QB=679.275.90=7.548m3：s-miq 7.5482J1+8 \ 9.8x0.7433(i|1+8Ugc/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。0.743-1=3.602m>h=3.5m先假设V0=0，贝UH0=H+v：/2g=6.5m .Qu1eBH0HV0B0696.0570.5711.200906.5006.50.000160697.2790.5711.200906.5236.50.669160697.2750.5711.200906.5236.50.668160697.2750.5711.200906.5236.50.668160由表得出Q=697.275m3：s。根据eH=1.26.5=0.185查表得£'=0.6197.5482s=qh"-h=1.05x3.602-7.5482s=qh"-h=1.05x3.602-3.5=0.28m，为方便施工，池深取s=0.3m。(2)计算建池后的h"E0=E+s=6.5+0.28=6.78m，经计算求得h'=0.73m。lt,_hh=—cc20(JI1+8ugc(3)计算Az。Az=2g甲2h2 2g痢(4)计算。。0.73c(I —LQ7.5482、|1+8 \ 9.8x0.733l /\-1=3.643m7.54827.54822x9.8x0.952x3.52 2x9.8xU.05x3.643,=0.064mE0=hc+2g中2h2=0.743+2X9.8X0.952x0.7432=6.50mc(1)估算池深s°=s+h+Az=0.3+3.5+0.064=]⑹°h 3.643 .c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。L=(0.7〜0欢.L=6.9h-h)=6.9x(3.643-0.73)=20.10mL=(0.7〜0.8》=0.7x20.10〜0.8x20.10=14.07〜16.08m取池长=16m：项目二：河岸溢洪道水力计算第一章工程介绍一、 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'=0.01，水平长度为100米，底宽为34米，第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i=0.05，水平长度为40米，底宽由34米变为30米，为, 2,渐变段，第二斜坡后接第三斜坡，底坡i3=1/6，水平长度为40米，底宽为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。绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线。绘制水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线。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0=25。，试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e/H>0.65时，水流为堰流，由公式确定堰流时，H>7.69m。当e/H<0.65时，水流为闸孔出流，由公式确定闸孔出流时，H>7.69m。一、堰流时Z与Q的关系。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)HP(m)mQ33.500.5010.500.9960.3770.3517.6334.001.000.500.9920.37951.0050.0034.501.500.500.9880.3811.8491.8535.002.000.500.9840.38162.83141.0635.502.500.500.9800.3823.95196.5436.003.000.500.9760.38235.20257.5036.503.500.500.9720.3836.55323.7537.004.000.500.9680.3838.00393.9237.504.500.500.9640.38369.55468.8438.005.000.500.9600.383511.18546.6938.505.500.500.9560.383712.90628.4139.006.000.500.9520.383914.70713.4039.506.500.500.9480.38416.57801.2340.007.000.500.9440.384218.52892.1240.697.690.500.9380.384221.331021.22

图2-1堰流流量水位关系曲线演量二、闸孔出流时Z与Q的关系。表2-2闸孔出流流量计算表Z(m)H仇h c e/HQ40.697.690.794.150.6500.830985.0440.907.900.794.140.6330.8271012.3541.108.100.784.120.6170.8251037.5041.308.300.784.110.6020.8231061.9041.508.500.784.100.5880.8211085.6241.708.700.784.090.5750.8191108.7241.908.900.784.090.5620.8171131.2542.109.100.784.080.5490.8161153.2742.239.230.774.070.5420.8151167.32图2-2闸孔出流流量水位关系曲线流量三、库水位Z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。由上面步骤计算的设计水位流量Q=1131.25m3s，收缩断面的位置距闸门2.5e处，即距闸门12.5m，查上表2-2得h=4.09m。c本段起始水位h=h=4.09m闸孔出流单宽流量q=Q=I'*25=37.71m3*7 :aq2 lx37.712h=v =/ =5.25m。k3g3 9.8叱Q1131.25K=—无=——. =11312.5m3,s，b2.67 342.67—1——= =77.51nK0.014X11312.5o查正常水深求解图，由竺=77.51，m=1,在图上查得、=0.078，nK b0 1则h=0.078x34=2.652m。0图3-1第一斜坡段水面线曲线因为h<h<h，渠道底坡为陡坡，水流流态为急流，则水面线为b型降水曲线。0 1k 2

表3-1第一斜坡水面线计算过程及结果（1）断面hAXRCvJ14.090139.0642.183.29787.148.13500.002624.000136.0042.003.23886.888.31800.002833.900132.6041.803.17286.588.53130.003143.800129.2041.603.10686.288.75580.003353.700125.8041.403.03985.968.99240.003663.600122.4041.202.97185.649.24220.003973.500119.0041.002.90285.319.50630.004383.400115.6040.802.83384.979.78590.004793.300112.2040.602.76484.6210.08240.0051103.308112.4740.622.76984.6410.05820.0051表3-1第一斜坡水面线计算过程及结果（2）断面av2/2gEs▲EsJi-J▲LE^L13.37647.46640.06360.00270.0115.6515.65123.53017.53010.08340.00290.0117.54013.19133.71347.61340.09800.00320.0119.06622.25743.91147.71140.11430.00350.01110.84233.09854.12577.82570.13240.00380.01012.93046.02864.35817.95810.15260.00410.01015.41261.44074.61078.11070.17520.00450.01018.40479.84484.88598.28590.20060.00490.00922.068101.91195.18658.4865-0.01700.00510.009-1.912100.000105.16168.4695

二、第二斜坡段水面线的计算。表3-2第二斜坡段水面线计算表1)断面hbAvXRCa/2/2aE1-13.30834.000112.47210.05840.6162.76984.6445.678s8.9862-23.28733.500110.11510.27340.0742.74884.5355.9239.2103-33.27233.000107.97610.47739.5442.73184.4466.1609.4324-43.25632.000104.19210.85738.5122.70584.3166.6169.8725-53.25531.000100.90511.21137.5102.69084.2367.05410.3096-63.26830.00098.04011.53936.5362.68384.2017.47210.740表3-2第二斜坡段水面线计算表(断面△LiALEs1+^L,R-v-C-J-JALEs1+AL1-150.2509.2362.75810.16684.5890.00520.02629.2362-250.2509.4602.73910.37584.4900.00550.02759.4603-3100.5009.9322.71810.66784.3810.00590.05889.9314-4100.50010.3722.69811.03484.2760.00640.063510.3725-5100.50010.8092.68711.37584.2190.00680.067910.8086-6图3-2第二斜坡段水面线曲线斜坡水

三、第三段斜坡水面线的计算。表3-3第三斜坡水面线计算过程及结果（ 1）_断面_ h A X R C v J13.26898.0436.542.683484.2011.53870.007023.20096.0036.402.637483.9611.78390.007533.05091.5036.102.534683.4012.36340.008742.90087.0035.802.430282.8213.00290.010152.75082.5035.502.323982.2113.71210.012062.60078.0035.202.215981.5614.50320.014372.45073.5034.902.106080.8715.39120.017282.30069.0034.601.994280.1416.39490.021092.28668.5834.571.983880.0716.49420.0214表3-3第三斜坡水面线计算过程及结果（2）断面av2/2gEs▲EsJi-J▲L£▲L16.792910.06090.22380.00720.15941.40351.403527.084710.28470.56400.00810.15863.55614.959637.798610.84860.67760.00940.15734.30899.268548.626311.52630.81670.01110.15565.248514.517059.593012.34300.98880.01310.15356.439920.9568610.731813.33181.20430.01570.15097.979328.9361712.086114.53611.47790.01910.147610.014438.9505813.714016.01400.15280.02120.14551.050440.0009913.880616.1668图3-3第三斜坡段水面线曲线

四、绘制溢洪道水面线。图3-4溢洪道水面线曲线4864238642486423864230 60 90 120 150 180溢洪第四章最大冲坑深度和相应的挑距计算。一、冲坑深度计算。表4-1冲坑深度计:算表Qq上游水位下游水位z冲坑水深冲坑高程冲坑深度257.508.5836.0016.0020.007.438.579.