进水渠水深(h )/m 1.304054007水力半径(R)/m 1.262365832进水群底宽(b)/m 10泄洪流量(Q)/m 3/s 62.3595进水渠侧坡(m) 1.5进水渠流速(v)/m/s 3.999615081粗糙系数(n)0.015谢才系数(C)69.30633702湿周(χ)/m 12.35091679纵坡降(i)0.002638185面积(A)/m 215.59137536单位:m距离海拔/m 渠底高度计算用栏计算用栏2挖深0800797.947236312018 2.0527637034802798.547236311617.4 3.45276370310804799.447236311016.5 4.55276370313.5806799.9722363106.515.975 6.027********.5808800.4222363103.515.5257.57776370320.5810801.022236399.514.9258.97776370325.8812801.817236394.214.1310.182763729814802.29723639113.6511.702763732.2816802.777236387.813.1713.222763732.8818802.867236387.213.0815.132763734820803.0472*******.916.952763737.8822803.617236382.212.3318.382763745824804.69723637511.2519.302763750826805.44723637010.520.552763758828806.6472363629.321.352763775829809.197236345 6.7519.802763782828810.247236338 5.717.752763787826810.997236333 4.9515.002763797824812.497236323 3.4511.5027637102825813.247236318 2.711.7527637120825.75815.94723633409.802763703126824815.94723632808.052763703129822815.9472363250 6.052763703132.5820815.947236321.504.052763703134818815.9472363200.052763703 2.052763703140816815.9630654140.0369345920.036934592142814815.9683418120.031658222-1.968341778148812815.984170960.015829111-3.984170889154810816-6计算进口段坡度绘制开挖示意图此处,当进口段流速在4m/s 时,按照明渠均匀流公式,我们计算此时需要的坡降。
由计算结果可知,进口段的坡降为0.002638,此时的进水渠水深会达到1.304m 。
根据计算值,此时溢洪道的挖深最深会达到21.4m ,考虑当地的经济情况,确定可行性。
在必要的情况下,可以修建隧道。
按照设计流量,对地形图上绘出的溢洪道进行水力计算。
陡坡段临界水深从图表中,以溢洪道末端出口处为原点,沿溢洪道建一条坐标轴,读出可分辨的海拔高度,与计算出的渠底高度相比,得出挖深。
Q =C ×A ×√Ri C =1/n R ^(1/6)临界水深试算泄洪流量(Q)/m 3/s 62.359511.501972649重力加速度(g)/m 2/s 9.81 1.501972649 1.462130623渠底宽度(b)/m 10 1.462130623 1.465250314侧渠坡度(m)1.51.465250314 1.4650057411.4650057411.465024913临界水深(h k )/m1.4650235191.465024913 1.465023411.46502341 1.4650235281.465023528 1.4650235191.465023519 1.4650235191.465023519临界水深(h k )/m 1.465023519湿周(χk )/m 15.28221742宽度(b)/m 10水力半径(R k )/m 1.169311728侧墙坡度(m) 1.5断面面积(A)/m 217.86967606泄洪流量(Q)/m 3/s 62.3595流量模数(K k )1322.246089粗糙系数(n)0.015临界底坡(i k )0.002224235谢才系数(C k )68.42746616计算正常水深正常水深试算渠道糙率(n )0.01510.419331579泄洪流量(Q)/m 3/s 62.35950.4193315790.424361309溢洪道底坡(i)0.150.4243613090.424327392渠道宽度(b)/m 100.4243273920.424327621侧墙坡度(m)1.50.4243276210.424327620.424327620.42432762正常水深(h)/m0.424327620.424327620.424327620.424327620.424327620.424327620.424327620.42432762渠底宽度(b)/m 10陡坡段长度(L)/m 121.3424905侧墙坡度(m) 1.5终点水深(h)/m 0.42432762渠道底坡(i)0.15终点流速(v)/m/s 13.81665548粗糙系数(n)0.015掺气后加值h B /m0.058627885梯形断面的陡槽,按照试算公式,计算正常水深。
临界坡度为0.00222,而陡坡段的坡度为0.15,由此,我们的陡坡段为陡坡。
由课本上的公式计算临界坡度。
我们最终得到临界水深为1.465m 。
正常水深为0.4243m ,这是陡坡段水深在降水曲线下最终要达到的水深。
计算出陡坡段长度,在此长度下,在水面曲线上,找出水深值。
计算临界坡度水面曲线绘制梯形断面陡槽,在已有条件下,根据试算公式,得到临界水深。
ℎ_k =(Q ^2/g )^(1/3) (b +2m ℎ_k )^(1/3)/(b +m ℎ_k )i _k =g /(αC _K ^2 )×X _K /B _k =(Q _泄^2)/(K _K ^2 )K _k =ω_k ×C _k ×√(R _K )ℎ=f (ℎ)=(nQ /√i )^(3/5) [b +2ℎ√(1+m ^2 )]^(2/5)/((b +m ℎ) )流量(Q)/m 3/s 62.3595安全加高(h')/m 1进口水深(h)/m1.465023519边墙高(H)/m1.482955505h c 试算10.387858418溢洪道洪水流量(Q)/m/s 62.35950.3878584180.375500459消力池宽度(b)/m 120.3755004590.375262998流速系数(φ)10.3752629980.37525844断面比能E 0/m 10.149498890.375258440.375258352尾水渠水深h t /m 2.60.3752583520.375258351单宽流量q/m 2/s 5.1966250.375258351消力池水深s/m 1.765034715 1.8跃后水深h ''/m4.012027772消力池长度(L )/m 25.09370901淹没式水跃验证 1.096702279尾水渠水深(h)/m 2.6水力半径(R )/m 2.477345434尾水渠底宽(b)/m 12流量(Q )/m 3/s 62.3595尾水渠侧坡(m) 1.5流速(v )/m/s 1.508454282粗糙度系数(n)0.015谢才系数(C)/m/s 77.54845841湿周(χ)/m 16.68721666坡降(i)0.000152732面积(A )/m 241.34面积(A)/m 224.06876262进水渠水深(h )/m 1.8779水力半径(R)/m 1.798131129进水群底宽(b)/m 10泄洪流量(Q)/m 3/s 117.2117647进水渠侧坡(m) 1.5进水渠流速(v)/m/s 4.869870819粗糙度系数(n)0.015谢才系数(C)73.51550883湿周(χ)/m13.38543237纵坡降(i)0.002440369泄洪流量(Q)/m 3/s 117.2117647临界水深试算重力加速度(g)/m 2/s 9.8112.287570098渠底宽度(b)/m102.2875700982.136061541坡降为0.0001527,此时的流速为1.5m/s ,满足不淤流速的条件。
当校核洪水通过,计算梯形断面的临界水深。
在坡降为0.002638的进口段中,计算此时进水渠的水深值和流速值。
陡坡段长度为121.342m,此时已经达到正常水深,即0.4243m 。
水跃安全系数为1.096,符合要求,消力池长度为25.09m,此时尾水渠水深值为2.6m 。
按照水深值为2.6m 的要求,计算此时的坡降是多少。
此坡度下,校核洪水通过,其水深值为1.87m,并且,此时流速为4.86m/s 。
满足要求。
按照校核流量,在设计好的溢洪道上校核计算进口段坡度计算陡坡段临界水深计算消力池水力计算尾水渠水力计算建设消力池,消力池宽度定位12m,淹没式水跃的安全因素,计算如下:ℎ_c =q /(φ√(2g (E _0−ℎ_c ) ))ℎ^′′=(σℎ_c )/2(√(1+(8q ^2)/(g ℎ_c ^3 ))−1)S =1.25(ℎ^"−ℎ_t )侧渠坡度(m) 1.5 2.136061541 2.1531259082.1531259082.15119266临界水深(h k )/m 2.151389279 2.15119266 2.1514115382.151411538 2.1513867552.151386755 2.1513895612.151389561 2.1513892432.151389243 2.1513892792.151389279临界水深(h k )/m 2.151389279湿周(χk )/m 17.75694436宽度(b)/m 10水力半径(R k )/m 1.602562128侧墙坡度(m) 1.5断面面积(A)/m 228.45660654泄洪流量(Q)/m 3/s 117.2117647流量模数(K k )2597.975793粗糙系数(n)0.015临界底坡(i k )0.002035505谢才系数(C k )72.11814601正常水深试算10.6123485830.6123485830.617592404渠道糙率(n )0.0150.6175924040.617529954泄洪流量(Q)/m 3/s 117.21176470.6175299540.617530699溢洪道底坡(i)0.150.6175306990.61753069渠道宽度(b)/m 100.617530690.61753069侧墙坡度(m)1.50.617530690.617530690.617530690.61753069正常水深(h)/m0.617530690.617530690.617530690.61753069水面曲线绘制渠底宽度(b)/m 10陡坡段长度(L)/m 121.3424905侧墙坡度(m) 1.5终点水深(h)/m 0.655渠道底坡(i)0.15终点流速(v)/m/s 16.29403679粗糙系数(n)0.015掺气后加值h B /m 0.106725941流量(Q)/m 3/s 117.2117647安全加高(h')/m 0.5进口水深(h)/m2.151389279边墙高(H)/m1.261725941泄洪流量(Q)/m/s 117.2117647h c 试算消力池长度(L )/m 24.22285818消力池宽度(b)1210.959336143淹没式水跃验证1.209172707消力池水力计算正常水深计算临界坡度为0.002,我们的陡坡段是陡坡。