【《某水利枢纽的溢流堰设计与计算案例》1500字】

某水利枢纽的溢流堰设计与计算案例1.1堰面选择与计算坝底高程185m，坝顶高程237.06m，防浪墙高1.2m，堰顶高程221.5m，闸门高9.5m，上游折坡折坡点高程210m，折坡坡度1：0.1，下游坡面坡度1：0.775。溢流堰工作闸门选用弧形闸门，检修闸门选用平板闸门。原因如下：平板闸门门叶结构简单，便于制造、安装、运输，并且可以移出孔口，便于检修与维护且闸门间可互换，一个检修门可以检修多个孔口同时启闭方便。但平板闸门所需启闭力大于弧形闸门，所以工作闸门宜采用弧形闸门，检修闸门宜采用平板闸门。溢流堰堰面上游采用1/4椭圆弧曲线，曲线计算公式如下： x2（aHd）2式中Hd为a、b为设计系数，由下图选取：附表1.1设计系数a、b选用表于是bHd=0.282×6.7015=1.8898m，a溢流堰下游堰面曲线由下式计算： x1.85=2×Hd0.85y堰顶最大水头为233.81−223.5=10.31m，设计水头Hd暂取最大水头的65%，即H y=x1.852×6.70150.85由堰面曲线与直线段相切的原理可计算出切点，y‘=0.099×1.85x0.85=0.1832平均流速为： v=φ2gH0 （=0.95×坎顶水深为： h=Qbv （附式1.=R=4～10h，即10.71m～26.8m，取R=5×2.68=13.4m，挑射角取25°。由设计规范可知，挑流鼻坎高程应高于下游水位1m至2m，将鼻坎顶部高程定为201m，鼻坎倾角45°，厚度为2m。之后可由作图法确定反弧段圆弧。对挑流消能的水舌挑射距离估算公式： L=1gv12=93.2mL为水舌挑距，m；g为重力加速度，m/s2；v1为坎顶水面流速，m/s，约为鼻坎处平均流速v的1.1倍；θ为挑射角度；h1为坎顶平均水深h在铅直方向的投影，h1=hcosθ；h2为坎顶至河床面的高差。冲刷坑深度估算： tk=αq0.5H=1.0×ttk为水垫厚度（水面至坑底，m）；q为单宽流量m³/（s*m）；H为上下游水位差，m；α由此，L/tk'=91.2/1.1.2溢流堰水面线计算附图1.1不掺气水面线示意图附图1.2xH按斜率相等的原理，确定切点坐标（xt，yt）即（12.24,10.1866366988411）。求曲线段长度Lc，wes堰型可按照1.2-15查算Lc，x从堰顶算起，x/Hd=xt/Hd时，因为x由此查得总长度Lc，t，上游段曲线长度可取为：Lc，u求直线段长度Ls，从切点到直线段上任意一点（xi，yi）的距离为： Ls，i=yi−α为直线坝面与水平方向的夹角，即cotα=0.775，α=53°。以5m的高差为间隔进行水面线计算，Ls，i附表1.2Ls，i从堰顶曲线起点起到（xi，yi）的坝面距离为 L=Lc，t+Ls，iL的计算结果如下：附表1.3L的计算结果（5）按韩立公式计算边界层厚度δ δL=0.02（Lk即：δ=9.3524×δ的计算结果如下：附表1.4δ的计算结果式中ks为坝面粗糙高度，对混凝土坝面，建议取ks=0.43-0.61mm。此处取k（6）计算单宽流量的公式： q=m2gH32 =0.502×H为堰上水头，m；m为水头为H时的流量系数；g为重力加速度。（7）用试算法推算势流水深hp H+Yi=hp即H+hp附表1.5hp（8）正交于坝面的坝面水深为 h=hp+0.18δ （计算结果如下：附表1.6h的计算结果（9）按上述步骤求得坝面各处水深，即可得不掺气水面线。掺气水深计