一、導流水力學計算1.一期導流水力學計算1.1一期圍堰堰前最高設計擋水位的計算本要素按束窄河床水力學進行計算確定已知，設計擋水流量Q=16000m3/s，設計過水流量17100m3/s。查天然河床水位流量關系曲線表Q=16000截流堰前水位壅高位按下列公式試算求得：式中：φ——流速系數，其值與圍堰的布置形式有關Q——泄流量（m3/s）g——重力加速度B1——堰址上游4~5倍水深處河床水面寬度A0——原過流面積（m2），A1——圍堰占壓面積（m2）h——下游水深（m）Z——水位壅高值（m）(1)一期圍堰的布置型式為梯形加翼堰，取流速系數φ=0.85~0.90。(2)天然狀態下，Q=16000m3/s時，壩址水位42.66，相應過流面積A0=11155.8087m2A0-A1=4363.5519m2(3)查圍堰布置知B1=985m，水深h=14.1m附圖取φ=0.85時，試算得Z=0.95φ=0.90時，試算得Z=0.847m，(4)對比壩址與壩軸線下游405m處的水位-流量關系曲線，知壩址段的水面坡降約為1‰，天然來水量Q=16000m3故圍堰堰前靜水位=42.66+0.90+0.53=44.09m。1.2一期圍堰堰頂過流面高程計算堰頂過流按日本車間臺形堰公式計算。計算式如下：Q=φp×B×hsQ=MP×B×φp——淹沒出流的流量系數B——溢流寬度（m）Mp=0.28+0.37H/P1假定堰前水位上升到44.20m時，右汊河床過流能力為16000m3/s（偏安全考慮），則一期圍堰堰頂過流能力按17100-16000=1100按選定的流量Q=1100m3/s的過流能力求取所需的堰頂過流面頂高程。具體步驟是：擬定幾個不同的堰頂過流頂高程，得到一組過流參數φp、hs、H、P1由此計算出相應的過堰流量Q，若Q＞1100m3/s則說明堰上具備設計過流能力。但是，對于設計流量1100m根據上述原則計算得一期上游圍堰頂高程為42.80是合適的。具體計算參數如下：該狀態下為自由出流。H=1.4m，P1=14m、B=514Mp=0.28+0.37H/P1=0.28+0.37×1.4/14附圖2：計算簡圖=0.317Q=MP×B×=0.317×514×=1194m3稍大于設計過流能力，故可行。1.3一期充水計算要解決的問題：①根據所擬定的充水系統結構形式及尺寸，計算洪水翻堰前是否有足夠的時間完成基坑充水；②從開始充水的堰前水位起算，當天然來水流量達到17100m3/s，上游水位是否超過給定的上游限制水位一期圍堰充水系統由堰頂充水和下游坡面泄水槽組成。一期圍堰充水口設在上游圍堰中部，充水口水流方向避開廠房，朝向11孔閘壩。擬定底板高程為42.0m，低于過流頂面80cm，寬100圍堰基坑充水為一個變水頭臺型堰泄流量計算問題，計算式較為復雜，涉及到多個函數變量。基本計算式如下：W(t)=Q(t)=Mp(t)·B·Mp(t)=0.28+0.37·H(t)/P1H(t)=α·t式中α為水位上漲函數，隨時間t發生變化。為簡化計算，選取最不利情況進行計算：當壩址來水流量為16000m3/s，堰前水位達到不考慮短時間內水位升高使泄流量增加的影響，則充水泄流量按下式計算：H=2.12m，B=Mp=0.28+0.37×2.12/14=0.336Q=0.336×100×=459.17m3相當于每小時充水能為165.3萬m3。基坑35m以下充水量約179.2萬m3，約需1.1h完成充水，基坑41.20m（下游圍堰堰頂高程）以下充水量約362.5萬m3，約需2.2h完成充水。查1994年、1968年典型洪水過程知：洪峰流量由16000m3/s增加到17100m3/s所需的歷時為12h，期間水位上漲約60cm，水位上漲過程按線性變化計算，則水位上漲速率α=cm/s所以充水過程水位上漲△h=1.39×10-3×2.2×3600=11.01cm因此，偏安全假定堰前水位為43.50m開始充水，不考慮水位升高對泄流量增加的影響(堰頂過流的按臺形堰計算，采用日本車間試驗公式，流態為自由出流。Q=MPB×Mp——自流出流流量系數B——溢流寬度（m）H——堰前水頭（m）P1——堰前水深（m）Mp=0.28+0.37H/P1=0.28+0.37×1.5/14=0.319附圖3：計算簡圖B=100m，H=1.5mQ=0.319×100×=259.45m3相當于每小時充水能為93.4萬m3，約需2h完