溢洪道设计实例

PAGEPAGE1溢洪道 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 实例黑龙江农垦林业职业技术学院1、进水渠进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。采用梯形断面，底坡为平坡，边坡采用1：1.5。为提高泄洪能力，渠内流速υ<3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是360.52m。进水渠断面拟定尺寸，具体计算见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。表1水位（mm）泄量（m3/s）H(m)B(m)计算公式（假设υ=2m/s）设计校核363.62364.815408003.14.2982.486.7Q=υA,A=(B+mh)hA—过水断面积；B—渠底宽度由计算可以拟定引渠底宽B=90米（为了安全）进水渠与控制堰之间设20米渐变段，采用圆弧连接，半径R=20m，引渠长L=150米。2、控制段其作用是控制泄流能力。本工程是以灌溉为主的小型工程，采用无闸控制，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，堰型选用无坎宽顶堰，断面为矩形。顶部高程与正常蓄水位齐平，为360.52m。堰厚δ拟为30米（2.5H<δ<10H）。坎宽由流量方程求得，具体计算见表2。表2(忽略行近水头υ2/2g)水位(m)泄量（m3/s）H0(m)计算公式及符号意义b(m)设计洪水位363.625403.1式中m’—流量系数，等于0.364；H0—堰上水头，不包括行进水头；Q—泄量；b—控制堰宽。61.56校核洪水位364.818004.2956.02由计算知，控制堰宽取b=65m为宜。3、泄槽泄槽是渲泄过堰洪水的，槽底布置在基岩上，断面必须为挖方，且要工程量最小，坡度不宜太陡。为适应地形、地质条件，泄槽分收缩段、泄槽一段和泄槽二段布置。据已建工程拟收缩段收缩角θ=12°，首端底宽与控制堰同宽，b1=65m,末端底宽b2拟为40m，断面取为矩形，则渐变段长，取整则L1为60m，底坡。泄槽一段上接收缩段，下接泄槽二段，拟断面为矩形，宽b=40m，长L2为540m，底坡。泄槽二段断面为宽40m的矩形，长L3为80m，底坡。4、出口消能溢洪道出口段为冲沟，岩石比较坚硬，离大坝较远，采用挑流消能，水流冲刷不会危及大坝安全。5、尾水渠其作用是将消能后的水流，较平稳地泄入原河道。为了防止小流量产生贴流，淘刷鼻坎，鼻坎下游设置长L=10m护坦。1、溢流堰泄流能力校核：当引渠很长时，水头损失不容忽视。（1）基本公式如下：；；；。式中，hj——局部水头损失，米；hf——沿程水头损失，米；——局部水头损失系数；——引渠流速，m/s；g——重力加速度（m/s2）;L——引渠长度，米；——动能系数，一般为1.0；C——谢才系数；R——水力半径，米；A——过水断面面积，米2；x——湿周，米；n——引渠糙率；；式中，——淹没系数，取1.0；——无坎宽顶坎的流量系数；b——堰宽，m；H0——包括行近流速水头的坎上水头，m；Q——流量，m3/s。①求堰前水深和堰前引水渠流速采用试算法，联立公式可求得，具体计算见表1。表1计算情况泄量QH0h假设试算设计水位校核水位363.62364.815408002.993.892.783.622.02.32.062.32由计算表中流速可知，均小于3m/s，满足要求。②求引渠总水头损失。，，；式中）。具体计算成果见表2。表2计算情况hhjAxRnLhf设计校核2.783.622.02.30.200.270.020.027261.79345.46100.02103.052.623.353.615.010.0160.0161501500.0370.0350.0570.062③作出库水位~流量关系。库水位=堰顶高程+堰上水头+水头损失，具体计算见表3。表3Q(m3/s)H0(m)(m)堰顶高程（m）库水位(m)5406508002.993.143.890.0570.0620.062360.52360.52360.52363.567363.722364.4722、溢洪道水面曲线计算（1）基本公式如下：；式中hk——临界水深，m；b——泄槽首端宽度，m；Q——槽内泄量，m3/s；g——重力加速度，m/s2;q——单宽流量，m3/s.m;ik——临界坡降；BK——相应临界水深的水面宽，m；AK,XK,RK,CK——临界水深时对应的过水断面积（m2）、湿周（m）、水力半径（m2）、谢才系数。E1+iL=E2+hf;；式中E1——1-1断面的比能，m；E2——2-2断面的比能，m；h1，h2——1-1及2-2断面水深，m；——1-1及2-2断面平均流速，m/s；hf——沿程水头损失，m；iL——1-1及2-2断面的底部高程差，m；L——断面间长度，m；n——泄槽糙率；——两断面间平均流速，m/s；——两断面间平均水力半径，m。（2）渐变段水面线计算①临界水深hk及临界底坡ik渐变段首端宽b1=65米，尾端宽b=40米，断面为矩形。具体计算见表4表4计算情况QBKqKhKAkxkRKCK设计水位校核水位54080065658.3113.311.922.49124.8161.8568.8469.981.812.3169.0071.860.002180.00204渐变段，故属陡坡急流，槽内形成bⅡ型降水曲线。属明渠非均匀流计算。②渐变段水面线计算首端断面水深为临界水深hk，具体计算见表5。表5计算情况Qh1q1A1x1R1V1E1i1设h2q2A2设计水位校核水位5408001.922.498.3113.31124.8161.8568.8469.981.812.314.334.942.883.740.020.022.753.513.520110140X2R2V2E2I2LnhfE1+ilE2+hf45.5472.422.994.915.713.985.160.020.022.050.584.605.3060600.0160.0160.120.124.084.944.105.28由计算得渐变段末端水深分别为h设=2.75米，h校=3.5米(3)泄槽一段水面线计算汇槽一段断面为矩形，宽40m，长540m，①临界水深hk和临界坡降ik具体计算见表6。表6计算情况QBKqKhKAkxkRKCK设计水位校核水位540800404013.5202.653.44106137.645.346.882.342.9472.0174.810.002140.00205，故泄槽一段属急流，按陡槽计算。②泄槽一段末端水深（正常水深h0）——采用试算法。具体计算见表7表7计算情况Qbi设hoA0X0R0C0设计水位校核水位54080040402.032.681.210444.0645.21.842.369.4971.817619.8311326.15539800.88经试算，设计水位时，h0=2.03米;校核水位时，h0=2.6米。③泄槽一段水面线计算采用分段求和法，按水深进行分段，具体计算见表8。(4)泄槽二段水面线计算泄槽二段断面为矩形，宽40m，长80m，底坡。表8计算情况断面h0(m)A(m2)V(m/s)V2/2g(m)Es(m)△Es(m)X(m)R(m)△L(m)设计水位1-12.651065.091.323.970.0145.32.3472.010.0022030.0027973.583.582-22.601045.191.373.9845.22.371.810.020.00250.0025811.583-32.45985.511.554.0044.92.1871.170.060.0030440.00145630.6742.254-42.30925.871.764.0644.62.0670.50.010.0037500.0012580122.255-52.15866.282.014.1644.31.9469.80.130.0045670.000433300.23422.286-62.0381.26.652.264.2944.061.8469.19校核水位1-13.51405.711.675.1660.003472.9874.970.0020880.0029121.031.032-23.351345.971.825.16946.72.8774.500.0240.0024050.0025959.2510.283-33.201286.251.995.19346.42.7674.020.0750.0028630.00213735.1045.384-43.001206.672.275.268462.6173.330.1350.0035320.00146891.96137.345-52.81127.142.605.40345.62.4672.600.2160.0044310.000569379.61516.956-62.61047.693.025.61945.22.3071.81①求临界底坡ik，控制断面水深ho(正常水深)。因泄槽二段同泄槽一段流量、形状、断面尺寸相同，故临界底坡和临界水深不变。设计水位时，ik=0.00214；校核水位时，ik=0.00205。，属陡坡急流，按陡槽非均匀流计算。控制断面水深h0用试算法，具体计算列于表9。表9计算情况Qbi设hoA0X0R0C0设计水位校核水位54080040400.760.9630.438.441.5241.920.730.9259.3461.591541.172268.59545802经试算，设计水位时，h0=0.76米;校核水位时，h0=0.96米。②泄槽二段水面线计算泄槽二段首端控制水深，设计水位时h=2.03米；校核水位时，h=2.6米。采用分段求和法计算水面曲线，具体计算见表10。表中仅推到泄槽二段末端，若推到正常水深时，陡槽长已超过设计长度，这是不切实际的。故泄槽二段内不产生正常水深。由计算知末端水深在设计水位时为h=0.93米;在校核水位时为h=1.29米。表10计算情况断面h(m)A(m2)V(m/s)Es(m)△Es(m)X(m)R(m)△L(m)设计水位1-12.0381.26.654.2860.28144.061.8469.200.0058380.1191622.362.362-21.85747.304.56743.71.6968.230.360.0077500.117252.995.353-31.70687.944.91743.41.5767.360.760.0108540.1141466.2711.624-41.50609.05.63343.01.4066.071.1690.0167890.10821110.8022.425-51.305210.386.80242.61.2264.611.9830.0279060.09709420.4242.846-61.104412.278.78542.21.0462.942.8960.481990.07680137.7180.557-70.9337.214.5211.68141.860.8961.28校核水位1-12.61047.695.6190.32445.22.3071.810.0056720.1193282.722.722-22.4968.335.94344.82.1470.960.4740.0074080.1175924.036.753-32.2889.096.41744.41.9870.050.6850.0099130.1150875.9512.704-42.08010.07.10244.01.8269.050.9970.0136850.1113158.9621.665-51.87211.118.09943.61.6567.951.4730.0196370.10536313.9835.646-61.66412.509.57243.21.4866.732.2400.0294870.09551323.4559.097-71.45614.2911.81242.81.3165.361.7420.0417460.08325420.9280.018-81.2951.615.5013.55442.581.2164.53（5）溢洪道水面曲线成果及护砌高度①计算溢洪道水面线是为确定边墙高度、边墙及衬砌底板的结构设计和下游消能计算提供依据。②溢洪道边墙高度计算公式为：式中h——不掺气时水深，m；hb——当流速大于7~8m/s时掺气增加水深，m；△——安全超高，设计时取1.0，校核时取0.7,m；H——边墙高度，m。③边墙高度计算引水渠边墙高见表11表11(v<7~8m/s)参数情况h(m)△(m)H=h+△(m)设计水位校核水位2.783.621.00.73.784.12控制堰边墙高度与引渠等高。设计水位时，边墙高度H=3.78米；校核水位时，边墙高度H=4.12米。收缩段边墙高度具体计算见表12。收缩段最大流速v=5.71米/秒<7~8米/秒，不考虑掺气所增加水深，故H=h+△。泄槽一段边墙高度具体计算见表13。泄槽二段边墙高度具体计算见表14。表12计算情况断面断面距渐变断首端距离（m）计算水深h(m)超全超高△（m）边墙高度H（m）设计水位首端尾端0601.922.751.01.02.923.75校核水位首端尾端0602.493.50.70.73.194.20表13计算情况断面断面距离槽首端距离（m）计算水深h(m)流速v(m/s)(m)△(m)H(m)设计水位1-12-23-34-45-56-603.5811.5842.25122.25422.282.752.602.452.302.152.031.01.01.01.01.01.03.753.63.453.33.153.03校核水位1-12-23-34-45-56-601.0310.2845.38137.34516.953.53.353.203.02.82.66.677.147.690.200.200.70.70.70.70.70.74.24.053.93.73.73.5表14计算情况断面断面距离槽首端距离（m）计算水深h（m）流速v(m/s)(m)△(m)H(m)设计水位1-12-23-34-45-56-67-702.365.3511.6222.4242.8480.552.031.851.701.501.301.100.936.657.307.949.010.3812.2714.520.1350.1350.1350.1350.1350.1351.01.01.01.01.01.01.03.032.992.842.642.442.242.07校核水位1-12-23-34-45-56-67-78-802.726.7512.7021.6635.6459.0980.012.62.42.22.01.81.61.41.297.698.339.091011.1112.514.2915.500.200.200.200.200.200.200.200.200.70.70.70.70.70.70.70.73.53.33.12.92.72.52.32.19(6)出口消能计算①溢洪道出口消能计算的任务是：估算下泄水流的挑射距离；选择挑流鼻坎形式，确定挑流鼻坎方式、反弧半径、挑射角等尺寸，以保证达到最优消能效果；估算下游冲刷坑的深度和范围。②计算公式为L=L1+L2；；式中，L——挑距，m；v1——坎顶水股断面中心点上水流质点的流速，其值近似取陡槽末端的流速，m/s；θ——鼻坎挑射角度；g——重力加速度，m/s2；h1——坎顶水股断面的水深，其值近似地采用陡槽末端水深，m；S2——坎顶距下游水面线垂直距离，m；ts——冲坑中最大水深，m；K——岩石冲刷系数。Z=（堰项高程十堰顶水深十堰顶流速水头）一下游水位，m；q——单宽流量，m3/s.m；t——下游水深，m，下游无水，t=0;——入射角，可由坎顶水股断面和水流水股断面间能量，方程式求得，即③挑距计算，见表15。表15计算情况h1(m)v1(m/s)(0)S2(m)Z(m)kts(m)Q(m2/s)L2(m)L1(m)L(m)设计校核0.931.2914.5215.5035°35°4415.6917.550.950.956.958.7013.5206.88.825.2328.3032.0337.10④校核冲刷坑范围设计情况i=ts/L=6.95/32.03=0.22 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