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1、截流设计计算书一 基本资料某工程截流设计流量Q=4150 m3/s，相应下游水位为39.51m，采用单戗立堵进占，河床 底部高程30m，戗堤顶部高程是44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度220m，合龙中戗堤渗透流量按如下公式计算，2200QZZSZ 为上下游落差，Z0为合龙闭气前最终上下游落差 )，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流方案。此外，上游水位下泄流量关系曲线见表1。截流材料为容重26KN/m3的花岗岩，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。表一：上游水位下泄流量关系曲线Qd（m3/s）700 1220 1620 1700 2160 2670 3420 3930 H上（m）40.85
2、 41.04 41.28 41.45 41.75 42.05 42.35 42.74 二 图解法的截流水力计算立堵截流进占过程中，龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式，通常是由前者过渡到后者直至合龙。戗堤进占划分为两个阶段：第 1 阶段 戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，B28m ；第2 阶段 戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙，即B28m。1、作 QZ 关系曲线将已知的泄流水位QHd上转化为QZd关系，其中：戗堤渗透流量2200QZ ZS；由+s0dQQQQ （忽略上游河槽中的调蓄流量）绘制龙口流量与下游落差QZ 关系曲线，曲线由以下表绘制：表二： QZ 关系曲线
3、Z(m)Q0(m3/s)Qs(m3/s)Qd(m3/s)Q(m3/s)1.344150142 700 3308 1.534150151 1220 2779 1.774150163 1620 2367 1.944150170 1700 2280 2.244150183 2160 1807 2.544150195 2670 1285 2.844150206 3420 524 3.234150220 3930 0 龙口流量与上下游水位差关系曲线012340500100015002000250030003500Q(m 3/s)Z(m)2、计算(,)QfB Z龙口泄水能力按宽顶堰公式计算：32 20Qm
4、BgH其中：B龙口平均过水宽度；H0龙口上游水头；m流量系数，按下式计算：0Z H0.3 ，淹没流，(1) 00ZZmHH0Z H0.3 ，非淹没流，m = 0.385,Z上下游落差；0Z合龙后闭气前最终上下游落差, 取 3.23m。假设戗堤顶部宽度B 为不同值时，龙口流量同水位落差Z 的函数关系，用C 语言编程实现，编写程序如下：#include #include void main() float SJX(float x,float y); float TX(float a,float b); float B; int i; printf(“ 请输入龙口的宽度B=“); scanf(“%f
5、“, float Z17=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.1,1.3,1.5,1.7,1.9,2.1,2.3,2.5,2.7,2.9,3.1,3.3; float Q17; if(B28) for(i=0;i #include void main() int B; float x1,x2,x3,x4, y1,y2,y3,y4,k1,k2,b1,b2,Q,Z,d,H0,h,Bp,v; printf(“ 输入函数1 的第一个点的横坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数1 的第一个点的纵坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数1 第二个点
6、的横坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数1 第二个点的纵坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数2 的第一个点的横坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数2 的第一个点的纵坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数2 第二个点的横坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入函数2 第二个点的纵坐标：“); scanf(“%f“, printf(“ 输入龙口宽度B=“); scanf(“%d“, k1=(y1-y2)/(x1-x2); b1=y1-k1*x1; k2=(y3-y4)/
7、(x3-x4); b2=y3-k2*x3; Q=(b2-b1)/(k1-k2); Z=k1*Q+b1; if(B28) printf(“ 梯形 “); H0=Z-30; Bp=B-28+H0; if(Z-39.51)/H00.3) printf(“ 淹没流 “); h=9.51; else printf(“ 非淹没流 “); else printf(“ 三角形 “); H0=Z-30-(14-0.5*B); Bp=H0; if(Z-39.51)/H00.3) printf(“ 淹没流 “); h=9.51-(14-0.5*B); else printf(“ 非淹没流 “); h=pow(2*Q
8、*Q/9.81,0.2); v=Q/h/Bp; d=v*v/(1.2*1.2*1.6*2*9.81); printf(“n 上游水头 =%fn“,H0); printf(“ 龙口流速 =%。2fn“,v); printf(“ 平均宽度 =%fn“,Bp); printf(“ 上游水位 =%.2fn“,Z); printf(“ 龙口流量 =%.0fn“,Q); printf(“ 抛石粒径 %。2fn“,d); 表四：内插法计算成果表龙口宽度B(m)上游水位Z 上(m)落差Z(m)龙口流量Q(m3/s)上游水头H0(m)流 态龙口平均宽度 (m)龙口流速v（m/s)抛石粒径 d（m）220 39.
9、74 0.23 4003 9.74 梯形201.74 2.08 0.1 150 39.99 0.48 3848 9.99 131.99 3.06 0.21 100 40.53 1.02 3509 10.53 淹没流82.53 4.47 0.44 70 41.05 1.54 2769 11.05 53.05 5.49 0.67 40 41.9 2.39 1554 11.9 23.9 6.84 1.03 30 42.17 2.66 974 12.17 14.17 7.23 1.16 28 42.22 2.71 848 12.22 三角形淹没流12.22 7.29 1.18 23 42.36 2.8
10、5 516 9.86 9.86 7.47 1.23 15 42.62 3.11 158 6.12 三角形非淹没流6.12 4.68 0.48 9 42.72 3.21 32 3.22 3.22 3.4 0.26 根据表四数据绘出V B,QB,DB曲线V-B02468-302070120170220B(m)V(m/s)Q-B050010001500200025003000350040004500-302070120170220B(m)Q(m3/s)B-Z上3940414243-302070120170220B(m ）Z上（m）4、截流材料分区由于戗提宽度至少需满足三辆汽车并行，结合龙口最大流速v
11、=7.47m/s，选择截流戗提顶部宽度18m，根据工程类比选择石块的备料系数，并确定截流材料所需的方量，具体数值见表五。表五：材料分区材料分区龙口水面宽度 B（m）龙口平均流速（ m/s）抛石粒径（m）石块重量（t）备料系数石块方量（m3）石块总量（m3）1002204.470.440.12 1.2 64512 153216 401006.841.031.49 1.5 40320 15607.471.232.53 2 40320 0154.680.480.15 1.2 8064 三成果分析立堵法截流是将截流材料，从龙口一端向另一端或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断。 截流水力计
12、算的目的是确定龙口诸水力参数的变化规律，主要解决两个问题：确定截流过程中龙口各水力参数，如流量Q、落差 Z及流速 V的变化规律和由此确定截流材料的尺寸、重量或相应的数量等。根据以上计算得出如下规律：（1）龙口的流速先是随着龙口的束窄逐渐增大，起初增长较为平缓；当龙口宽度达到100m左右时，增长速度有所增加，直到龙口的宽度B=23m左右时，此时龙口断面为三角形断面，龙口的流速达到最大，V=7.47m/s ；但随着龙口的宽度继续减小时，流速急剧下降，直至龙口合龙完成，流速降至为零。（2）为了更经济合理地进行截流，现将龙口分为四段采用不同粒径的石块进行封堵，和区采用重为0.15t的石块进行填筑，区采用重为1.5t的中石块进行填筑，区采用重为 2.6t的大石块进行填筑，各区的石块用量如表五所示。（3）根据工程经验和工程类比类比，、和区的备料系数分别取1.2 、1.5 、2 和 1.2 。由于在和区截流时，流速较小，相当于在静水中截流，备料系数取值较小；区时流速最大， 截流难度最高， 截流材料易被水流冲走，因此备料系数取较大值比较安全；区流速介于和之间，故备料系数去中间值。（4）戗堤上游的水位随着河床束窄不断增加，当龙口合龙时达到最大值Zmax=42.74m。这时的河道流量全部由分流建筑物泄往下游。
