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《河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí) 例》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、河岸溢洪道水力計(jì)算實(shí)例一﹑資料及任務(wù)某水庫的帶胸墻的寬頂堰式河岸溢洪道,用弧形閘門控制泄流量,如圖15.7所示。溢洪道共三孔,每孔凈寬10米。閘墩墩頭為尖圓形(半圓形),墩厚2米。翼墻為八字形(折線形),閘底板高程為33.00米。胸墻底部為圓弧形,圓弧半徑為0.53米,墻底高程為38.00米。閘門圓弧半徑為7.5米,門軸高程為38.00米。閘后接第一斜坡段,底坡=0.01,長度為100米。第一斜坡段后接第二斜坡段,底坡i=1:6,水平長度為60米。第二斜坡段末端設(shè)連續(xù)式挑流坎,挑射角25°(30)。上述兩斜坡段的斷面均為具有鉛直邊墻(矩形斷面),
2、底寬B=34米的矩形斷面,其余尺寸見圖15.7。溢洪道用混凝土澆筑,糙率n=0.014。溢洪道地基為巖石,在閘底板前端設(shè)帷幕灌漿以防滲。水庫設(shè)計(jì)洪水位42.07米,校核洪水位為42.40米,溢洪道下游水位與流量關(guān)系曲線見圖15.8。當(dāng)溢洪道閘門全開,要求:1.1.繪制庫水位與溢洪道流量關(guān)系曲線;2.2.繪制庫水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的溢洪道水面曲線;3.3.計(jì)算溢洪道下游最大沖刷坑深度及相應(yīng)的挑距。圖7圖8二﹑繪制庫水位與溢洪道流量關(guān)系曲線(一)確定堰流和孔流的分界水位寬頂堰上堰流和孔流的界限為0.65。閘門全開時(shí),閘孔高度=38.0-33.0=5.0
3、米,則堰流和孔流分界時(shí)的相應(yīng)水頭為=米?堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。庫水位在40.7米以下按堰流計(jì)算;庫水位在40.7米以上按孔流計(jì)算。(二)堰流流量計(jì)算堰流流量按下式計(jì)算:式中溢流寬度B=nb=3×10=30米。因溢洪道上游為水庫,≈0則≈。溢洪道進(jìn)口上游面傾斜的寬頂堰,上游堰高a=33.0-32.5=0.5米,斜面坡度為1:5,則=5(為斜面與水平面的夾角),寬頂堰流量系數(shù)m可按及ctg由表11.7查得;側(cè)收縮系數(shù)按下式計(jì)算:1-0.2[(n-1)]其中孔數(shù)n=3;對尖圓形閘墩墩頭,0.25;對八字形翼墻,0.7。因閘
4、后為陡坡段,下游水位較低,不致影響堰的過水能力,為寬頂堰自由出入流,取1。設(shè)一系列庫水位,計(jì)算相應(yīng)的H,m,和,計(jì)算成果列于表1表1庫水位(米)(米)?m?(米/秒)35.037.039.040.72.04.06.07.72.838.0014.7021.360.250.1250.0830.0650.3820.3830.3830.3840.9840.9650.9520.9381423947131024(三)孔流流量計(jì)算因胸墻底緣為圓弧形,閘孔流量可按具有圓弧底緣的平面閘門下自由孔流流量公式計(jì)算Q=eB已知=5.0米,B=30米,H≈H自由孔流流量系
5、數(shù),由表11.12取閘孔流速系數(shù)0.95,垂向收縮系數(shù)按式計(jì)算:?其中系數(shù)k=,而門底(即胸墻底)圓弧半徑r=0.53米,,則==0.073?設(shè)一系列庫水位,計(jì)算一系列相應(yīng)的H,,及Q,計(jì)算成果列于表2庫水位(米)H(米)(米/秒)備注40.7041.5042.0742.407.70.8.509.079.400.6500.588.0.5510.5320.8300.8210.8150.8130.7880.7800.7740.772988108611501186??為設(shè)計(jì)洪水位為校核洪水位圖9按表1及表2的數(shù)據(jù)繪制庫水位與溢洪道流量曲線于圖三﹑繪制庫
6、水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的溢洪道水面曲線水庫設(shè)計(jì)洪水位為42.07米,由表2知相應(yīng)閘上水頭為9.07米及相應(yīng)設(shè)計(jì)流量為1150米秒。溢洪道水面曲線由閘門后水平段、第一斜坡段及第二斜坡段上的水面曲線所組成?,F(xiàn)分別計(jì)算各段的水面曲線。(一)??(一)??門后水平段由圖15.7閘門后水平段長度為14.1米。當(dāng)庫水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí),由表2知垂向收縮系數(shù)=0.815,故閘門后收縮斷面水深=e=0.815×5.0=4.08米閘孔單寬流量米3/秒/米臨界水深==5.31米因,閘后水平段水面曲線為型壅水曲線。收縮斷面至閘門的水平距離為2.5e=2.5×5.0=12.5
7、米,已接近水平段末端,曲線長僅1.6米,不必計(jì)算。參照值,取水平段末端水深為4.1米。(二)??(二)??第一斜坡段1、判別底坡類型。先求正常水深:底坡0.01,底寬34米,矩形斷面邊坡系數(shù)0,糙率n=0.014,均勻流流量模數(shù)K11500米/秒?=76.7由附錄圖解Ⅱ查得0.0785,則0.0785B=0.0785×34=2.67米再求臨界水深:????表15.10h(米)A(米)(米)R(米)R(米)C(米秒)v(米/秒)(米)E(米)4.104.003.903.803.703.603.50139.4136.0132.6129.2125.81
8、22.4119.042.242.041.841.641.441.241.03.3033.2383.1723.1063.0392.9712