导流水力计算补充资料_图文

计算步骤：stepl :由Qd, K求校核Vc是否小于允许流速[vc],并选定各种系数值；stcp2:设z二Zs,求hu,二hd+Zs并査得Au；stcp3:求 Vo 二 Qd/Au；step4:将Vc和Vo代入公式(1-3),求出z；stcp5:比较判定|z-Zs|〈c ，若不满足，回到stcp2；c为计算控制精度，可取0. 05,计算至满足精度要求为止.2 •围堰剖面设计围堰剖面设计包括：堰顶高程计算、堰顶宽度拟定、上、下游边坡拟定、围 堰绘横剖面图，并进行上、卜•游围堰及纵向围堰布置设计完成习题时应查阅参照类似工程围堰设计和布置资料二、分段围堰法之后期导流的水力计算(底孔、缺口水力计算)在导流水力学计算中，常遇到两个及以上泄水建筑物联合泄流问题最常见 的组合有：底孔+缺口联合泄流、隧洞+过水围堰联合泄流、厂房中双层泄水孔联 合泄流等由于不同建筑物泄水状况相互干扰，对此类问题难以准确计算为了 使用计算需要，通常假定儿种建筑物泄水和互不干扰，即，参与联合泄流的儿种 建筑物总的泄水能力可由各建筑物单独泄水能力曲线叠加而得导流水力学计算 中常用联解方程法和图解法解决此类问题以下以底孑L+缺口联合泄流为例说明 其计算应用，如图1所示。

一般来讲，河流枯期流量小时，底孔引导水流，缺口上升而汛期流量大 时，缺口与底孔联合渲泄洪水计算要求:缺口、底孔的过流量及流速、确定二期上、下游围垠的高程及长 度、确定二期纵向围堰的高程及氏度河流流量由小到大增加时的流态：底孔无压-底孔有压-底孔+非淹没堰流- 底孔+淹没堰流1.上游水位计算(联合泄流计算工况)後定••儿种建筑物泄水互不干扰1)计算简图及公式绘出底孔与缺11联合泄流计算简图:假定底孔与缺口泄流互不干扰，缺口单独泄流可按堰流公式计算，而且一般均为 宽顶堰流底孔泄流可能有不同的流态，需按给定条件判断其流态判别方法，原则 上与隧洞相同但是，底孔通常均呈直线布置，平底坡，孔长很短，糙率较小因此，孔 内流态判别和相应的水力计算要比隧洞简单一些D Q1卫2 ）h=二亠連细Q—►图1底孔与坝体缺口联合泄流示意图计算公式：（1） 底孔流量（2） 缺口流量（3） 水量平衡方程:Qi = j2g（V上-▽下）cr$Q2 = /7?B（V h-V缺）3/2 侮化Qd二Q1+Q2QD为导流设计流量，m3/s；各项物理意义参见导流水力学计算补充资料 一般可联解上面三个方程求解2・图解计算法（联合泄流计算工况）联合泄流计算的目的是求出总泄流量Q与上游水位▽上的关系。

图解法步骤如 下（图2）：1） 在图示座标系中，绘岀天然河道的水位流量关系曲线，即Q~▽下曲线2） 根据已知的底孔布置资料，找出底孔出口刚被淹没时的下游水位（粗略计 算时，可取为底孔出口顶部高程），并在已绘出的Q~ ▽下曲线上找到相对应的临界淹 没流量Qk）o3） 在具有相同纵横坐标的透明纸上•按一般有压流公式Q1二卩⑴丿2gz绘出底孔的Qi~z曲线备用o4） 根据已知的缺口高程▽統和缺口宽度E•按Q = mB 7莎（▽上-▽缺严绘出Q： ~▽上曲线5） 求出缺口呈淹没堰流时的临界总流量Q辽淹没界限取为：▽上- ▽缺=1.25 （▽下-▽缺）此时，上下游水位差z=+（▽下-▽蚣人因此，可以根据Q'二卩 3（2g・^2 下-▽缺）+ mB /2g：1.25（ V 上-▽缺）严绘出Q'〜▽下关系曲线，此曲线与Q〜▽下曲线之交点所对应的总流量即为Qa' 6）在0与Qa之间任选一个流量Q,找岀Q〜▽下曲线上的对应点A,将透明纸图的Q〜z曲线原点0置于A点上,并使纵横坐标分别处于垂直和水平位置,Qi〜z 曲线与Q2〜▽上曲线交点处的一组数据（▽上,Ql，Q2）就是所需的解答另选几个Q值,重复上述步骤，也可求得相应的謠答。

然后，可绘出联合泄流曲 线Q~ ▽上应当指岀，流量Q必须在临界流量Qr与Qq之间，才能利用有压淹没孔流和非淹 没堰流曲线直接求解当QQk2时，缺口过水将 是淹没宽顶堰流此二区段需另行处理如果采用电算方法，上述问题均较易解决3. 围堰高程计算同前期导流计算方法4. 围堰布置及尺寸与前期导流法布置类似；注意围堰位置及其相互关系.5.缺口设计•缺口宽度B: B二Q缺/ [q][q]为临时缺口允许单宽流量，取60-80m3/s/m;.缺口布萱••施工方便:结构可靠:6.底孔设计•底孔面积：3二Q孔/[v]•底孔数目：N二3 / (b*hb)•底孔布置:从结构要求、封堵闸门设备、底坎高程、河流综合利用等方面考虑三、全段围堰法之隧洞导流的水力计算要■求.•隧洞的过流量及流速；确定隧洞过水断面形式及面积；确定上、卜•游围堰的高程及长度；1・上游水位计算(1)洞内流态：枯期流量较小时为明流:按明渠水流计算；流量逐步增大时可能出现明满交 替流情况:尽可能避免；汛期流量较大时可能为有压流：按能量方程推导公式计算(计沿程损失); (2)有压流计算简图及公式导流隧洞有压流计算简图如K。

隧洞有压流计算公式：公式中各项物理意义见导流水力学补充资料v2 p v2Ho=h p坛(1 +工£)+(玄・】)L导流用泄水建筑物的底坎髙程和尺•十与围堰的高度有密切关系c泄水建筑物的 底坎高程愈低，尺寸愈大,其造价就愈高•但围堰的奇度及造价则可以降低因之，泄 水建筑物的底坎高程、尺寸及围殛髙度的选择需要进行综合的技术经济比较 泄水建 筑物的底坎高程，应满足嘏流、围堰工程以及本身封堵等的要求如底坎奇程布置得 较高•截流时落差就大•围堰也高,但封堵时的水头较低，封堵措施就容易些C 一般泄 水：筑物的底坎高程应布置在枯水位以下，以保证枯水期的泄水底孔导流时，若底 孔数目较多，则采用不同高程的底孔布蜀是比较有利的方式c这时，底孔封堵可自下 而上进行，可在一定程度上减轻封堵的困难但当采用坝体缺口导流时，则缺口的底 坎高程应布置在低水位以上，这样汛期洪水过后，上游水位回落，可再继续筑高缺口 c 泄水建筑物底孔、坝体缺口、涵管、明渠及隧洞等的尺寸，应通过水力学计•算来确定. 下面仅对隧洞导流的水力学计算作一些介绍隧洞泄流的流态可分压力流和明流两种c压力流的计算简图如图3所示上淀 从进口底坎算起计入行近流速的水深％可按下式计算： ’2. 围堰高程及布置同前3. 导流隧洞洞径D选择(洞径优化)若洞径D大，可加大泄流量Q,相应围堰高度低；反乙 若洞泾D减小，泄流 能力Q减小,会增加围堰高度高，一般来讲，以隧洞开挖衬砌费用+围堰费用-min应结合导流隧洞临时支护形式，进行方案的技术经济比较4. 导流隧洞消能防冲略四、明渠导流的水力计算计算要求：明渠的过流量及流速；确定明渠过水断面形式及面积；确定上、 下游围堰的高程及长度；1・上游水位计算明渠进水口可初估为堰流形式，即可按堰流公式计算渠道进口泄流能力， 进而求岀相应于导流设计流量的明渠进口上游水位。

2. 明渠均匀流计算公式流速 v=C V RJ 流量 Q二Av二AC V (Ri)若C采用曼宁公式计算，则流速 v=R2/3i1/2/n流量 Q=AR2/3il/2/n式中，n-糙率;R-水力半径；i-坡比2. 渠内水面曲线推求用于确定明渠边墙高度参见水力学3. 明渠断面选择：矩形；梯形；复合断面4•其余计算同前。