1、溢洪道設計【精選文檔】目錄前言。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。1第一章 水力學課程設計基本資料第一節 緒論.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。2第二節 溢洪道的基本資料.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.2第三節 泄洪洞的基本資料。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。3第二章 溢洪道的水力計算第一節 確定引水渠斷面。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。4第二節 確定控制段垂直水流方向的寬度.。.。.。.。.5第三節 校核漸變段長度是

2、否滿足要求.。.。.。.。.。.。.。.。.。9第四節 計算溢洪道水面曲線。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。9第五節 擬定挑坎形狀和尺寸及其校核。.。.。.。.。.。.。.13第三章 泄洪洞的水力計算第一節 驗算泄洪洞是否滿足泄洪要求。.。.。.。.。.。.。.。.。15第二節 判別泄洪洞下游水流銜接形式、設計消力池尺 寸.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。17附錄 溢洪道布置示意圖。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。20 泄洪洞布置示意圖。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。

3、.。.。.。.。.。21 溢洪道水面曲線簡圖。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。22總結。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.23前言水力學是一門專業技術基礎課。是高等職業技術教育水利類各專業的支撐性課程，為了使學生掌握水力學。學好水力學，本書主要編寫了段村水利樞紐的設計計算過程，該過程點概了水利類各專業需要的基本知識.根據各主業的需要，可適當調整。水力學試驗在水力學學科中占有重要的地位。為提高實踐技能，本書介紹了段村水利樞紐 的基本試驗過程。通過該過程的練習，使學生能理論聯系實際,掌握水力學試驗的方法和步驟。水力學試驗也

4、是水力學課程考核的重要內容，應引起重視.本書把計算和試驗結合在一起,能使同學對水力學有個更新的認識。本次設計與計算是水工0708班鄧亮亮經過一個星期的努力完成的.在此期間得到了田老師的大力指導和幫助,在此表示感謝。同時因時間倉促，設計中的缺點和錯誤在所難免。望老師和同學們予以批評指正。計算者:鄧亮亮整理編輯：鄧亮亮編者2009年4月第一章水利學課程設計基本資料第一節 緒論段村水利樞紐工程位于穎河上游，登封縣境內。控制流域面積94.1平方公里，根據水能計算。該樞紐死水位348米。最多興利水位360.52米。相應庫容1423.07萬立方米。設計水位安50年一遇363。62米.相應庫容為1998。3

5、6萬立方米.溢洪道泄洪量540萬立方米每秒.泄洪洞泄流量為90立方米每秒。校核洪水位按500年一遇,為364.81米.相應庫容為2299。68萬立方米，溢洪道泄流量800立方米每秒。泄洪洞些流量為110立方米每秒。根據地形地質條件和水利條件初步擬定。第二節 溢洪道基本資料溢洪道有六段組成.如附圖一所示1. 引水渠 長120米底坡i = 1：5 混凝土襯砌。2控制段 采用平底寬頂堰， 順水流長度20米。3漸變段 斷面為矩形，長60米。底坡1： 50 。4第陡槽段 斷面為矩形,底寬40米,坡降為1/200，長596米。5第陡槽段 斷面開頭及尺寸同第陡槽段，坡降1/8，長40米。6挑流坎消能 下泄設

6、計洪水時 ，挑坎下游尾水渠水位350。64米。下有水位高程347。2米。第三節 泄洪洞泄洪洞由11段組成,如附圖二所示.1進口段 采用喇叭形塔架式進水口,進口設攔污柵=0.15口底部高程342米，長10米。進口局部水頭損失系數=0.1。2閘室段 形狀為4米×4米矩形斷面，長6米； 門槽=0.13漸變段 斷面由4米×4米變為直徑d=3。5米的圓形，長1米； 漸變段=0.05。4洞身段 洞段d=3.5米,長170米。5第二漸變段 斷面由圓形變為3。2米×3.2米的矩形斷面，10米。6. 洞后閘室段 底部高程為341米,長12米.7. 平坡段 底寬3.2米，長7米。8.

7、 擴散斜坡段 擴散角,比降1：5.9. 消能段hc=，10. 扭曲面:11. 尾水渠 底部高程337米,比降0。001米，底寬14米，邊坡1:1.5。水力計算1. 確定引渠段面。2. 確定控制段垂直水流的寬度。3. 驗算漸變段長度是否滿足要求(擴散角應小于）。4. 計算溢洪道水面曲線（按設計洪水流量計算)和各斷面摻氣水深。5. 擬定挑坎形狀和尺寸(溢洪道出口河底高程347米，巖石堅硬，完整性較差）。計算挑距,驗算是否滿足穩定要求。計算成果1. 交計算成果，并繪制簡圖。2. 繪制溢洪道水面曲線。3. 寫出學習水力學的體會和意見.第二章 溢洪道的水力計算第一節 確定引水渠斷面一、形式引水渠斷面底坡

8、i=0 ,邊坡1：1.5的梯形斷面.如圖所示二、確定尺寸V=2.53.0 A=（B+mh)h m=1。5H=363.62360。523.1 A=（B+mh）h =（b1。5×3。1)×3。1 當Q為設計流量時,即：Q=540m3/s，由A= ，可得 （B +1。5×3。1）×3.1=540/2.4 可得B=68m 當Q為校核流量時，即：Q=800m3/s，由A= ,可得 （B +1.5×3。1）×3.1=800/2。4 可得B=71。27m 綜上可知：引渠底寬B=71.27m.第二節 確定控制段垂直水流方向的寬度一 確定堰寬計算公式：

9、因為=20,h=3.1，4/h=6。6710，所以為寬頂堰自由出流，淹沒系數。泄洪量Q=540側收縮系數，由于此段為平底坎寬頂堰，上游堰高,故流量系數設H0h=3.1由公式 得 540=1。0*0。385*0.96b*b=60。5m 即為堰寬。二檢驗尺寸是否合理 一>、確定堰前水深。圓弧型進口：B0=B+mh=75.92 b/B0=0。8 上游引水渠水面寬度B1= 故圓弧半徑 由b/B0=0.8，查表87得：Q=540b=60.5M=0.367v2/19.6=0。293878H0HQ3.12。806122536。52753。1052。811122537.82613。112.8161225

10、39.12573。1152。821122540。42643.122。826122541。72813。1252。831122543.03093.132.836122544。33473.1352.841122545。63953.1133612。82540=0。3671。0*60。5*由于泄洪量Q=540，因此可確定堰前水深H=2.82m。 二、推引水渠段水面線1判別水面線類型該渠道正常水深引水渠圖 2-2由得：臨界水深HK=2.01m，因 因此為型水面線.2、水面線計算引水段計算簡圖如圖2-2所示11斷面：=2。82m。 則=（60。5+1。5×2。82)×2。82=212。9

11、1 m斷面比能 1-1斷面的水力要素：=60.5+2×2.82× 混凝土襯砌，糙率n=0。014 設2-2斷面 同理可得 斷面比能1-1斷面和2-2斷面的比能差： 22斷面的水力要素： 兩斷面水力要素的值: 平均水力坡降： 引水渠段長度： 由引水渠段長120m，故所設的22斷面水深不符合，應重新設并計算.計算結果見表2-1計算表21故引水渠22斷面水深為2。873m三、校核庫水位22斷面與 3-3斷面列能量方程：計算簡圖見圖22。由于2-2與33斷面非常接近，可近似認為因水庫進口處稍微修圓，查表43得局部水頭損失系數取0。20庫水位=Z+360.52=2。923+360。5

12、2=363。44m由上可知所求庫水位滿足要求，即確定的尺寸合理。第三節 校核漸變段長度是否滿足要求圖2-364.4666校核漸變段長度是否滿足要求,也就是驗算漸變段的擴散角是否應小于15°（見簡圖2-3）.已知漸變斷面為矩形，長60m,底坡1:50Q=tan= =9.65°< 15°故漸變段長度滿足要求。第四節 溢洪道水面線推算4064.46一、漸變段水面線推算 單寬流量 q = /s332211 h= h=(見圖2-4)1:50 h =2。3m =32m =28m圖2-4 11斷面的水力要素： A=bh=60.46×2。0=120.92m x=b

13、+2h=60.46+2×2.0=64。46m R = C= V= 11斷面比能 E=h+2。0+1。0 = 3。0 m 設22斷面的水深 h=1。85m 則 b= A=bh=1.85×50。23 = 92。916mX=b+2h= 50.23 +2×1。85 =53.93m R=C=V= 22斷面比能 11與2-2斷面比能之差 平均值 C=V=R= 平均水力坡降 J=11與22段的長度 可近似認為h,滿足.由11，22,3-3斷面的水深可畫出水面線,見附圖三。二、第一陡槽段水面線的推算已知斷面為矩形,底寬40米，坡降1/200，長596米。見圖(2-5)。596m2

14、2331:200 1判別水面線類型（1）計算正常水深11糙率 ，設 則 圖2-5 X = 因不合要求，應重設.計算過程見表12列表計算結果表121。907643。81。73578.35801。8774。843.741.7178.11540。251.857443。71.69377.98530。92由表可知，正常水深.（2)計算臨界水深 單寬流量 由于，故底坡為陡坡，有實際水深2.3，故此段水面線為型水面線。2、水面線的計算 將該陡槽段分為1-1，2-2，33斷面（見圖25）。計算結果表表13斷面1-12。3925.871.764.060.2144。62。0680.596.231。9679.93。

15、01051052-22。05826.592.224。2744。11.8679。210.306.951。7878.594.36491.8596.8331.85747.302.724.5743。71.6977。96由表13結果可知,1-1至3-3斷面的總長度為596.8m，而渠道長為596m,故第一陡槽段末的水深為1.85m.三、第二陡槽段的水面線推算第二陡槽段的水面線可由兩端水深直接畫出.經計算第二陡槽段末的水深為h=1.08m.第五節 擬定挑坎形狀和尺寸及校核一、擬定挑坎形狀和尺寸1、形式：連續式2、尺寸：初步擬定=30°，挑坎高程350。64m 反弧半徑 R=(410）h h=1.

16、08m 故R=7×1.08=7。56m根據所給數據算出下列數據 上游水位與挑坎頂點高差 坎高 上游水深 Sin30°=0。5 cos30°=0.87（1）計算空中挑距 流能比 流速系數 故空中挑距 =（2）估算沖刷坑深度 因巖基堅硬完整性較差，選K=1。25 (3） 計算水下挑距 總 挑 距 ： 3 、校核沖刷坑對壩身的影響 由于，故可以認為沖刷坑不會危及壩身安全。第三章 驗算泄洪洞是否滿足要求第一節 計算泄洪洞的泄流量Q是否大于等于90 進口段與出口段閘室段列能量方程,見附圖2。 H= 又知 H=363.62342=21。62 m,=3。2 m. 由連續方程得

17、Q= 則： =0.64，=1.06=，=m(1）進口段 （2)閘室段 （3）漸變段 h=L=0。0015V h=0.05×V=0。0018 V(4）洞身段 =（1）=0.0644 h=L=×170 V=0。0447 V h=0.0644=0。0037 V（5）第二漸變段 h=L=0。0025 Vh=0。05=0.0026 V=0。05 V=0.0166 V21。62=3.2+0。05 V+0.0166 V 18.42=0.11762 V V=156。61 故V=12.51Q=AV=12.5110.24=128.10由于Q 90 因此泄洪洞滿足泄洪量要求。第二節 判別泄洪洞下

18、游銜接形式并設計消力池尺寸一、判別泄洪洞下游水流銜接形式1求斷面的水深 求得B=13。92m 所以所以 用迭代發計算先忽略，則由上式可得:m,故取 =0。43m。 2、相應于單寬流量的臨界水深為共軛水深為 m3、計算通過試算法計算。 設=2.8mm 則A=（14+2。8故取=2.8 ，應為。因此該段能產生遠驅式水躍。為了控制水躍位置,減少保護段的長度在下游建立挖深式消力池.二、挖深式消力池的水利計算1計算消里池的深度d 下游流速 V估算池深 取水面跌落=0.33630.1126=0。2237m則消力池的深度d=1。66m2.計算消力池的長度水躍長度按由 得 用迭代法可計算出 m m故取故消力池的長度為20。83m。總 結水力學是一門專業技術基礎課，為了使同學們掌握水力學，學好水力學，并且能熟練的應用到水利工程中，所以這學期我們開設了理論與實踐相結合的這門課程，特別在這次課程設計中,我們更是受益匪淺，在這里，我們八班對田老師表示由衷的感謝！在這次課程設計中,不但學到了不少新的知識，更重