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溢洪道设计实例.doc

发布:2017-05-13约8.76千字共14页下载文档
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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
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