混凝土坝导流底孔计算设计案例2700字

混凝土坝导流底孔计算设计案例混凝土坝导流底孔计算设计案例 1 11.2确定底孔高程 1 1 1 21.6流态判别 2 4 4综合工程实际，在围堰设置导流底孔时，应考虑设置在近河道的主流位置，1.2确定底孔高程因素的均衡考虑，拟定其底板高程为260米，顶部高程为278.97米。参考已建工程，可以知道导流底孔的宽高比一般在1.0~2.5之间选取。由于尺寸定为10米*14米，其中底坡i取0。1.4确定进水口曲线根据导流底孔的泄流能力，经济合理的设置进水口通过a/b的优值表(见附件2)进行取值，最终算得曲线方程为：由上可知，进水口段与喇叭口段衔接处的孔高为21m,进口段与平直段相衔接的孔高为14m,整个进水口段的长度为14m。1.5底孔体形设计式在左岸设置6个导流底孔，初步拟定14#孔的底孔长度约为138.40m,56#孔的导流底孔长度为206.35米。因此导流底孔的设计可以知道：(1)喇叭口段：孔口长度为11.5米；(2)矩形渐变段：孔口长度为14米，底孔高度为：21-14米；(3)平直段：孔口长度为4.5米，底孔高度为：14米；(4)方变圆渐变段：孔口长度为30.4米，底孔高度为：14-11米；(5)圆弧段：1-4#孔口长度为66.1米，底孔高度为：14米；5#孔口长度为137.25米，底孔高度为：14米；6#孔口长度为121.1米，底孔高度为：14米；(6)圆弧渐变段：1-4#孔口长度为24米，底孔高度为：14-12.5米；5#孔口长度为20.8米，底孔高度为：14-12.7米；6#孔口长度为36.95米，底孔高度为：1.6流态判别(1)根据《水利水电施工组织设计手册》,当管道内水流为半有压流时，可式中：Tpc——为管道进口上的水深与管身高度的比值，(取1.15);Ad—一管道自身即导流底孔断面面积，(取Ad=131.5),m²;d—一管道高度，(拟为14),m;8—一管道进水口的收缩系数(取0.72)。(2)根据《水力计算手册》可知半有压流与有压流分界点的上游水位的临界水位壅高比可以计算为：式中：HFc——有压流时进水□上的水位深度，m;对于导流底孔，期孔内水流的流态受到低空长度以及坡度等参数的共同影响。临界流量QFc可以计算为：式中：η—一底孔为有压流时的孔口水头比，(取0.7);1—一有压管道地总长度，m;TFC一管道分界点的上游临界水深的壅高比，(取1.5);μ—一管道的流量系数。对于本工程而言，管道断面随着沿程不断变化，故μ可以根据以下公式进行计算：式中：5;—一能量损失系数；n—一有压流出口水头比，(取0.7)。由上述公式及原理可以得出1-6#底孔流量系数如下表：导流底孔(共6孔)μ临界流量上限值5#-6#(2孔)导流底孔半有压流量的下限泄流量：Qpc=900.36m³/s。根据计算所得可以知道：(1)1-4#时的明流区间为0.00-900.36m³/s,半有压流区间为857.48-1772.91m³/s,(2)5-6#时的明流区间为0.00~900.36m³/s,半有压流区间为857.48-1742.11m³/s,有压流区间为>1772.91m³/s;1.7底孔陡缓与长短管判别当设计时应考虑明渠水流的泄流能力，应充分考虑底孔进口形式、坡的坡率以及底孔的出流条件对明渠的泄流能力产生的影响，并根据底孔的陡缓以及长短管的情况进行设计，设计依据《明渠管道泄流影响-泄流因素的判别》,已知管道进口具有垂直的侧墙，因此可以取m。=0.310则可以计算临界水深hk为：式中：q—一导流底孔的单宽流量，m³/s;b——过水断面的过流宽度，(取10),m;a——水流的动能修正系数，(取1.1)。根据上述公式可以求得，各导流底孔的长度均小于1c长度，因此上述导流底孔均可按照短管计算。导流底孔(共6孔)底孔长度(m)1#-4#(4孔)5#-6#(2孔)1.8底孔泄流能力计算(1)当为无压流管道时当导流底孔泄流为非淹没流宽顶堰，其计算公式为：式中：m——水流的流量系数，(取0.35);B—一过水断面平均宽度(临界水深情况),m。当底孔泄流满足h-i≥0.75H或h-i≥1.25h条件时，为淹没出流，其计算公式为：式中：m——水流的流量系数，(取0.35);σ—一水流的淹没系数；B——过水断面平均宽度(临界水深情况),m。σZ上(m)----(2)当为有压流管道时根据工程实际，根据下游水位与导流底孔的相对高度，可以将水流分为淹没流和自由出流。因此有压流管道的泄流能力的计算公式为：Q=μA₂√28(T₀-h,)=μA₂√2g当i不变时，计算公式可变为：式中：hp—一导流出口底板以上的计算水深，(计算得9.8),m;Z₀—一，水流行进流速水头的上、下游水位差，m;T₀——上游总水头，m;μ—一水流的流量系数；下面以天然流量为依据进行流量的划分试算，分别计算出导流底孔1-4#每孔的有压流流