目 录1 说明 21.1 计算目的与要求 21.2 计算基本依据 21.3 计算原理与假定 22 泄流曲线计算 32.1 泄流曲线计算公式 32.2 计算参数选取 32.3 泄流曲线计算 43 溢洪道体型拟定 43.1 堰顶上下游曲线设计 53.2 反弧段设计 63.3 泄槽抛物线设计 73.4 挑流鼻坎设计 84 溢洪道水面线计算 84.1 设计洪水位条件下的水面线计算 84.2 校核洪水位条件下的水面线计算 144.3 泄漕掺气水深计算及边墙超高计算 195 挑流消能计算 205.1 设计工况 205.2 校核工况 211 说明1.1 计算目的与要求本计算书通过对某水电站预可行性研究阶段上坝址混凝土面板堆石坝方案进行泄流曲线计算，为规划专业调洪演算提供依据并根据调洪成果，对溢洪道进行水力设计，确定溢洪道的泄流能力、堰面曲线、边墙高度及消能防冲等，以供工程量计算及工程布置1.2 计算基本依据1.2.1 溢洪道布置溢洪道紧靠左岸坝肩布置，由进水渠、闸室、泄槽和挑流鼻坎四部分组成闸室采用开敞式，溢流堰采用WES曲线型低实用堰，堰顶高程2876.0m闸室为单孔，孔口尺寸为12.0m×10.0m(宽×高)，闸室下接“U”型泄槽，泄槽净宽12.0m，全长195.0m，底坡由i=0.1下接一段抛物线渐变至i=0.4。
挑流鼻坎采用等宽连续式鼻坎，鼻坎反弧半径为25.0m，挑坎坎顶高程为2817.35m，挑角为25º1.2.2 正常蓄水位水库正常蓄水位为2886.00m1.2.3 洪水标准：设计洪水标准：P=1%；校核洪水标准：P=0.05%1.2.4 主要参考书目a）DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》； b）《水力学》（高等教育出版社）(第二版 吴持恭主编)； c）《水力计算手册》（水利电力出版社 1983年版）； d）《水工设计手册》（第6卷〈泄水和过坝建筑物〉）1.3 计算原理与假定放空洞下泄流量作为大坝泄流能力安全储备，不计入水库调洪演算中2 泄流曲线计算2.1 泄流曲线计算公式本方案采用岸边开敞式溢洪道泄洪，其泄流曲线采用如下公式进行计算： （2-1） （2-2）式中：Q—下泄流量，m3/s； B—溢流堰总净宽，m，B=nb； —单孔宽度，m； —闸孔数目，n=1；H0—堰上总水头，m；g—重力加速度，m/s2；m—流量系数；—上游堰坡影响系数，上游取为铅直面，c=1.0；—侧收缩系数；—中墩形状系数；—边墩形状系数；—淹没系数。
2.2 计算参数选取2.2.1 流量系数取值流量系数由溢流堰上游堰高与定型设计水头的比值及堰上总水头与定型设计水头的比值查DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》表A.3而得，比值不为表中数值时通过内插而得取定型设计水头，P1=2876.0-2871.0=5.0m2.2.2 侧收缩系数取值边墩与进水渠边墙平齐，可看作为流线形边墩，则边墩形状系数取为0.7；计算侧收缩系数时，若，取进行计算2.2.3 淹没系数溢洪道为敞泄自由出流，淹没系数为σs=1.02.3 泄流曲线计算泄流曲线计算成果见表1-1表1-1 水位～下泄流量关系曲线(堰顶高程：2876m)库水位2876287728782879288028812882流量系数m0.3510.3700.3920.4090.4250.4370.449侧收缩系数ε1.0000.9880.9770.9650.9530.9420.930下泄流量Q(m3/s)0.019.457.5109.1172.1244.6326.0库水位2883288428852886288728882889流量系数m0.4590.4670.4760.4820.4870.4920.495侧收缩系数ε0.9180.9070.8950.8830.8720.8600.860下泄流量Q(m3/s)414.9509.5611.4715.5823.8934.71061.5根据水位～下泄流量关系曲线，水库调洪计算成果如下（见互提资料单：某—预可—规划—13）：设计洪水位（p=1%）： 2886.00m；相应下泄流量： 709m3/s相应下游水位： 2813.61m；校核洪水位（p=0.05%）： 2887.64m；相应下泄流量： 895m3/s；相应下游水位： 2814.09m。
3 溢洪道体型拟定堰型采用WES实用堰型，堰体结构见图3.1图3-13.1 堰顶上下游曲线设计3.1.1 原点下游堰面曲线计算堰面曲线按下式确定 （3-1）式中：Hd—为堰上设计水头，堰顶高程2876.0m，最大水头 Hmax=2887.64－2876.0=11.64m，设计中取Hd=11.0m，Hd/Hmax=0.945，符合规范要求 n，k—系数，n=1.85，K与P1/Hd有关，当P1/Hd>1.0 取k=2.0，P1/Hd≤1.0 取k=2.0~2.2，设计中p1/Hd=5/11=0.45，故取k=2.0对WES型堰 取n=1.85 Hd=11.0于是有 =y=对于WES低堰，与堰面相切的下游堰面坡度宜陡于1:1，故取下游堰面坡度为1:1，则：y’=1.85×0.065131x0.85=1.0解得，堰面曲线末端坐标为（x，y）=（12.0566,6.5171）取x=1.0~12.057 得相应的y值如表3-1所示表3-1 堰面曲线函数表X012345678910111212.0566Y0.000 0.065 0.235 0.497 0.846 1.279 1.792 2.384 3.051 3.794 4.611 5.500 6.461 6.5171 3.1.2 原点上游圆弧曲线设计三圆弧曲线参数：R1=0.5Hd a=0.175 Hd R2=0.2Hd b=0.276 HdR3=0.04Hd c=0.282 Hd 定型设计水头Hd=11.0m。
由上述数据求得R1=0.5×11.0=5.5m a=0.175×11.0=1.925mR2=0.2×11.0=2.2m b=0.276×11.0=3.036mR3=0.04×11.0=0.44m c=0.282×11.0=3.102m3.2 反弧段设计反弧段采用圆弧曲线，经工程布置，反弧段末端与i=0.1的泄槽底坡相接，反弧起始端与堰顶下游曲线方程切点坐标为：（12.0566，6.5171）初拟反弧半径R=20m堰顶下游曲线与反弧段的切线与水平线的夹角为α=45º，泄槽底坡坡角，，反弧末端高程为：则反弧段末端最大水深为： （3-2）式中：—计算断面单宽流量，； —计算断面渠底以上总水头，； —计算断面流速系数，取0.95通过试算，，根据DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》，反弧半径R=(3～6)h，即R=12～24（m），则初拟反弧半径R=20.0（m）满足要求3.3 泄槽抛物线设计泄槽底坡由i=0.1下接一段抛物线渐变至i=0.4，该渐变段起始点高程为2855.045m渐变段起始点水深采用公式（3-2）计算，其中，计算断面单宽流量，，计算断面渠底以上总水头，H0=2887.64-2855.045=32.595(m)。
通过试算得渐变段起始点水深为： 抛物线方程按下式计算： （3-3）式中：x 、y—抛物线的横、纵坐标，以上段的陡槽末端衔接点为原点； θ—上段陡坡的坡度，（º） K—系数，对于重要工程且落差大者，可取K=1.5,；落差小者可取K=1.1～1.3，本工程取K=1.3； H0—抛物线起始断面的比能，m； （3-4） h—抛物线起始断面的水深，m； v—抛物线起始断面的平均流速，m/s； α—动能修正系数，可近似取1.0由式（3-3）和式（3-4）得： H0=31.078（m）, 求得，，取整值为0.006，故 3.4 挑流鼻坎设计挑流鼻坎采用连续式挑坎，挑角为25°鼻坎反弧最低点高程约为2815.0m，假设反弧最低点水深约2.1m，则反弧最低点平均流速约为： 鼻坎反弧最低点水深为：，与假设基本一致根据DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》，反弧半径R=（6～12）h，即R=13～25m，根据工程布置特点，挑流鼻坎选用较大的反弧半径，故取半径为R=25.0m，挑角取25°，反弧中心角为46.8014°，挑坎坎顶高程为2817.35m，出水渠底高程2812.00m。
4 溢洪道水面线计算4.1 设计洪水位条件下的水面线计算4.1.1 堰顶水面线计算4.1.1.1基本资料设计洪水位时水头计算 Hmax=10m 下泄流量 Q=709m3/s4.1.1.2与反弧切点以上部分水面线计算与反弧切点以上部分水面线计算采用查表法，查《水工设计手册》表27-2-6得，见表4.1-1表4.1-1 与反弧切点以上部分水面线计算表X/H-2.4-2.2-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6Y/H0.9890.9860.9840.9800.9750.9690.9610.9510.9380.921X/H-0.4-0.20.00.10.20.30.400.50.60.7Y/H0.8980.8700.8310.8070.7790.7470.7100.6680.6210.568X/H0.80.91.01.11.21.31.41.51.61.7Y/H0.5090．4440.3730.2950.2100.1180.019-0.088-0.203-0.326注：表中H为堰顶最大水头，H=2886.0-2876.0=10.0(m)堰顶水面线计算成果见表4.1-2表4.1-2 堰顶水面线计算成果表X（m）。