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1、泄槽水面线计算（分段求和法） 1、基本资料 1.1 洪水资料（洪水资料根据调洪演算推求） 溢洪道下泄的最大流量（Q）：38.45 （m3/s） 堰上走水深（h）：（m） 1.2 溢洪道资料： 泄槽宽度（B）：8.3 （m） 泄槽长度（L）：30.0431 （m） 泄槽底坡（i）：0.351 泄槽糙率（n）：0.0185 泄槽边坡系数（m1）：0 泄槽边坡系数（m2）：0 2、水面线的定性分析 2.1 正常水深的计算（h0） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2坡底i糙率n湿周段面积A 8.3000.3510.01858.946030202 2.681025338 2.2 临界水深的计算（
2、hk） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2坡底i糙率n不均匀系数水面宽Bk 8.3000.3510.01851.058.3 2.3 临界坡降的计算（ik） 计算公式： 宽度b边坡系数m1边坡系数m2糙率n不均匀系数 临界水深hk水面宽Bk 8.3000.01851.051.3194279118.3 2.4 水的流态及水面线定性 2.4.1 水的流态 正常水深h0临界水深hk 0.3230151010.004212627为陡坡，水面线为S降水曲线 3、水面线计算 niA RQ/ 2132 = 213 )( kk BgAQ = kkkk BRg ni 312 = 3.1 计算方法：分段求和
3、法 3.2 基本公式： 3.3 计算水面线 3.3.1 控制水深 水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控制水深。 3.3.2 分段并确定各段的计算水深 断面水深段面积流速行进水头断面比能比能损失 hAvhESES 进口断面1.319427911 10.95125166 3.511014192 0.659713644 1.816586717 7.007806811 出口断面0.36753551 3.050544733 12.60430624 8.50213876 8.824393527 泄槽段水位差：、 计算式hkh0h不均匀系数 h=hk-h01.319427911 0.
4、36753551 0.9518924011.05 分段并确定各段计算水深： h1h2h3h4h5h6 1.319427911 1.129049431 0.9386709510.748292470.557913990.36753551 渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道） 断面水深段面积流速行进水头断面比能比能损失 hAvhESES 11.319427911 10.95125166 3.511014192 0.659713644 1.816586717 0.074313105 21.129049431 9.371110276 4.103035699 0.90095041
5、1.890899822 0.235592939 30.938670951 7.79096889 4.935201326 1.30346701 2.126492761 0.580696173 40.74829247 6.210827504 6.190801463 2.051086845 2.707188934 1.471700026 50.55791399 4.630686119 8.303305172 3.689710531 4.17888896 4.645504567 60.36753551 3.050544733 12.60430624 8.50213876 8.824393527 ()
6、()( ) Jigvhgvhl/2 /c o s2 /c o s 1 111 2 22221 += 渠道水面线的计算 （假设分段长度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道） 断面水深计算长度底宽段面积流速行进水头 hLsAvh 11.95611.73.286324786 0.577977937 1.844252159 21.04773326566.286399587 6.116378615 2.002068895 2.492379828 30.85847701165.150862069 7.464769875 2.98210646 2.503810877 40.75538783464.5323
7、27002 8.483500855 3.851594093 2.454510687 50.68861078364.13166479.306176274 4.634819708 2.378598067 60.64150426763.84902569.989541255.34049343 2.286220235 70.60652795663.639167734 10.56560258 5.974187347 2.181995135 80.57966032163.477961928 11.05532516 6.54083716 2.069213828 90.5585164463.351098642
8、11.47384906 7.045447136 1.949774453 100.54158030663.249481837 11.83265577 7.492983162 4、掺气水深及边墙高计算 计算公式： 为修正系数，可取值1.0-1.4m/s，流速大者取大值（v20m/s是取大值） 断面水深流速修正系数掺气后水深边墙加高边墙高 hvh b )1 0 01( += 60.36753551 3.050544733 12.60430624 8.50213876 8.824393527 hvhqhhb 11.319427911 3.5110141921.3194279110.72.0194279
9、11 21.129049431 4.1030356991.1290494310.71.829049431 30.938670951 4.9352013260.9386709510.71.638670951 40.74829247 6.1908014630.748292470.71.44829247 50.55791399 8.30330517210.6042392910.71.304239291 60.36753551 12.604306241.10.4184933410.71.118493341 水力半径R计算流量Q正常水深h0 0.299688832 38.45000973 0.32301
10、5101 段面积Ak计算流量Q临界水深hk 10.95125166 38.45000909 1.319427911 段面积Ak湿周k水力半径Rk临界坡降ik 10.95125166 10.93885582 1.0011331930.004212627 控制断面的选择和上游堰型有关，见溢洪道设计规范附A.3 湿周水利半径曼宁系数平均坡降渠道长度 RCJi-Js 10.93885582 1.001133193 54.06425819 0.1177415640.233258436 30.04310131 9.035071020.3376337345.10616554 湿周水利半径曼宁系数平均坡降分段
11、长度渠道总长度 RCii-jsL 10.93885582 1.001133193 54.06425819 0.0053565690.345643431 0.2149993280 10.55809886 0.887575538 52.99023258 0.0090175720.341982428 0.688903639 0.214999328 10.1773419 0.765520994 51.69967217 0.0170702450.333929755 1.73897703 0.903902967 9.796584941 0.633978835 50.10034673 0.038761980
12、.31223802 4.713391481 2.642879997 9.415827980.4917980848.02411935 0.1215279820.229472018 20.24431823 7.356271478 9.035071020.3376337345.10616554 342 2 /RvnJ= 水流从缓流过渡到急流必须要经过临界水深hk，该临界水深即为控制水深。 渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用于棱柱形渠道） 27.60058971 断面比能比能损失湿周水利半径平均坡降总长度断面 ESESRiL 2.2877359879.91.1818181821 0.632
13、9843870.007779913 1.844252159 2.9207203748.0954665290.7765333312 0.8140978710.024365246 4.336631987 3.7348182457.7169540230.6674734693 0.7790991440.039834667 6.840442864 4.513917397.5107756670.6034432664 0.7246755640.055757625 9.294953551 5.2385929547.3772215670.5600570165 0.6643707750.071688087 11.
14、67355162 5.902963737.2830085330.5284939026 0.6030267220.087234194 13.95977185 6.5059904527.2130559110.5045250977 0.5430922970.102102883 16.14176699 7.049082757.1593206430.4857949668 0.4860710420.116093856 18.21098082 7.5351537927.1170328810.4708561429 0.432686440.12908385 20.16075527 7.9678402327.08
15、31606120.45876156410 渠道水面线的计算 （假设分段长度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道） 9.035071020.3376337345.10616554 底流水跃消能水力计算 1、计算收缩断面水深： 基本公式： 流速系数取值见表或者根据经验公式计算上游总水头E0： E0为以下游河床面为基准面的上游总水头 流量底宽流速系数上游总水头 收缩断面水深断面流速 QbE0hcv 38.458.30.91929.950918799 0.3675355112.6043062 2、等宽距断面消力池的水利计算 基本公式： 跃前水深跃前流速弗劳德数跃后水深消力池长 h1v1Fr1h2L(
16、5.5Fr19) 0.36753551 12.6043062 6.63796243 3.27136104 20.03639616 3、溅扩式矩形断面消力池计算 基本公式： 跃前底宽跃后底宽跃前水深跃前流速弗劳德数跃后水深消力池长 b1b2h1v1Fr1h2Lk 8.38.30.36753551 12.60430624 6.637962428 3.27136104 16.0291169 4、等宽矩形下挖式消力池计算 基本公式： 水跃淹没度流速系数流量消力池宽度 收缩断面水深下游水深跃后水深 Qbh1hth2 1.050.919238.458.30.367535511.53.27136104 22
17、2 0 2 cc hgqhE+= ()181 2 2 1 1 2 Fr h h+=111 /ghvFr = () 2 12 1 1 2 181 2b b Fr h h+= Zhhd t 2 = -=D 2 2 2222 2 11 2hhgb Q Z t sj LL k 8. 0= LL k 8. 0= 出口水面跌落池深池长 ZdLkh2 0.482649012 1.45228008 16.02911693.43492909 底流水跃消能水力计算 LL k 8. 0= 挑挑流流消消能能水水力力计计算算 计算公式： 挑距计算： 流量水舌出射角鼻坎流速鼻坎水深鼻坎高程余弦函数正弦函数挑距 Qvh1h
18、2cos（）sin（）L 50.05409.980.8362.50.76604444 0.64278761 12.8996424 水垫深度计算 流量鼻坎宽水位差冲刷系数水垫深度 QbzkT 50.056101.47.19042319 综合冲刷系数取值表 类别 节理裂隙 间距(cm)15050150205020 发育程度 不发育.节理( 裂隙)12组, 规则 较发育.节理( 裂隙)23组 ,X形,较规则 发育.节理(裂 隙)3组以上, 不规则,呈X 形或米字型 很发育.节理( 裂隙)3组以 上,杂乱,岩体 被割成碎石 状 完整程度巨块状大块状 块(石)碎(石) 状碎石状 类别 岩基构造特征 结构
19、类型整体结构砌体结构镶嵌结构压碎结构 裂隙性质 多为原生型 或构造型,多 密闭,延展不 长 以构造型为 主,多密闭,部 分微张,少有 充填,胶结好 以构造或风 化型为主,大 部分微张,部 分张开,部分 为粘土充填, 胶结较差 以风化或构 造型为主,裂 隙微张或张 开,部分为粘 土充填,胶结 很差 k 范围0.60.90.91.21.21.61.62.0 平均0.81.11.41.8 () 21 22 11 2 1 cos2sincoscossin 1 hhgvvv g L+= 糙糙率率取取值值表表 水流边壁类型及其表面特征糙率n值 1.混凝土衬砌 (1)壁面顺直,有抹光的水泥浆面层或经磨光表面
20、光滑者 0.0110.012 (2)壁面顺直,采用钢模且拼接良好者 0.0120.013 (3)壁面顺直,采用木模拼接且缝间凹凸度在35mm之内者 0.0130.014 (4)壁面不够顺直,木模拼接不良,缝间凹凸度达520mm者 0.0140.016 (5)粗糙的混凝土 0.0160.018 2.喷混凝土 围岩表面平整0.0200.025 围岩表面高低不平整0.0250.030 3.喷浆护面 0.0160.025 4.水泥浆砌块石护面 (1)渠底,壁面较顺直,砌石面较平整,拼接良好,1m2 内不平整度 约3050mm者 0.0150.020 (2)平整度较差 0.0200.030 5.干砌块石或乱石护坡 (1)渠底,壁面欠顺直,干砌石拼接一般 0.0210.023 (2)干砌块石平整度较差或乱石护坡 0.0230.035 6.岩石 (1)经过良好修整的 0.0250.030 (2)经过中等修整的 0.0300.033 (3)未经修正,凹凸甚大者 0.0350.045 7.土 (1)平整顺直,养护良好 0.0200.023 (2)平整顺直,养护一般 0.0230.025 (3)床面多石,杂草丛生,养护较差 0.0250.028