溢洪道设计实例.doc
文本预览下载声明
溢洪道设计实例
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υ3.0m/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1。
表1
水位(mm) 泄量
(m3/s) H
(m) B
(m) 计=2m/s) 设Q=υA, A=(B+mh)h
A—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(2.5Hδ10H)
表2(忽略行近水头υ2/2g)
水 位
(m) 泄 量
(m3/s) H0
(m) 计b
(m) 设计
洪水位 363.62 540 3.1 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 364.81 800 4.29 56.02 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,L1为60m,底。
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Q H0 h 假设 试算 设计水位
校核水位 363.62
364.81 540
800 2.99
3.89 2.78
3.62 2.0
2.3 2.06
2.32 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 h hj A x R n L hf 设计
校核 2.78
3.62 2.0
2.3 0.20
0.27 0.02
0.027 261.79
345.46 100.02
103.05 2.62
3.35 3.61
5.01 0.016
0.016 150
150 0.037
0.035 0.057
0.062 ③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3
Q
(m3/s) H0
(m)
(m) 堰顶高程
(m) 库水位(m) 540
650
800 2.99
3.14
3.89 0.057
0.062
0.062 360.52
360.52
360.52 363.567
363.722
364.472
2、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
显示全部