水位（mm ） 泄量 (m) 计算公式（假设 υ=2m/s ） 表 2(忽略行近水头 υ2/2g)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 υ<3.0m/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 （m 3/s ） H (m)BQ =υA , A =(B+mh)h设计校核363.62 364.81 540 800 3.1 4.29 82.4 86.7A —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（2.5H<δ<10H ）。

坎 宽由流量方程求得，具体计算见表 2。

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，b 1=65m,末端底宽 b 2 拟为 40m ，断面取为矩形，则渐变段长 L 1 = b 1 - b 2 2tg θ= 58.81m ，取整则泄槽二段断面为宽40m的矩形，长L3为80m，底坡i=。

c rR 1L1为60m，底坡i=150。

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i=1200。

184、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：h j=ζαυ22g ；hf=υ22=υ2n2l43；R=Ax1；C=R6。

n式中，hj——局部水头损失，米；hf——沿程水头损失，米；ζ——局部水头损失系数；υ——引渠流速，m/s；g——重力加速度（m/s2）;L——引渠长度，米；α——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；3Q=σS m'b2g H02；式中，σS——淹没系数，取1.0；m'——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h=H0-υ22g,H0=(QσS m'b2g2)3可求得，具体计算见表1。

R (m) (m) C K B K 表 1计算情况 泄量 Q H 0 h 假设υ试算υ 设计水位 校核水位 363.62 364.81 540 800 2.99 3.89 2.78 3.622.0 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 h ω 。

h ω = h j + h f ，h j = ζυ 2 2g， h f = υ 2 n 2 L 43；式中 ζ = 0.1(渠道匀缓进口，局部水头损失系数ζ采用0.1）。

具体计算成果见表 2。

表 2计算情况 h h j A x R n L h f设计 2.78 2.0 0.20 0.02 261.79 100.02 2.62 3.61 0.016 150 0.037 0.057 校核 3.62 2.3 0.27 0.027 345.46 103.05 3.35 5.01 0.016 150 0.035 0.062③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 3Q (m 3/s)H 0堰顶高程（m ）库水位 (m) 540 650 800 2.99 3.14 3.89 0.057 0.062 0.062 360.52 360.52 360.52 363.567 363.722 364.4722、溢洪道水面曲线计算 （1）基本公式如下：h k = 3 q 2/ g ；q = Q b； i k = gx K 2 ；R K = A K X K ；A K = bh k ；C K = 1 n 1R K 6式中 h k ——临界水深，m ； b ——泄槽首端宽度， m ；Q ——槽内泄量，m 3/s ；g ——重力加速度，m/s 2;q ——单宽流量，m 3/s.m;i k ——临界坡降；B K ——相应临界水深的水面宽，m ；A K ,X K ,R K ,C K ——临界水深时对应的过水断面积（m 2）、湿周（m ）、水 力半径（m 2）、谢才系数。

E 1 = αυ 12E 2 = αυ 22E 1+i L =E 2+h f ;2g+ h 1,2g+ h 2 ；式中 E 1——1-1 断面的比能，m ；E 2——2-2 断面的比能，m ；h 1，h 2——1-1 及 2-2 断面水深，m ；υ1，υ 2 ——1-1 及 2-2 断面平均流速，m/s ；h f ——沿程水头损失，m ；i L ——1-1 及 2-2 断面的底部高程差，m ；L ——断面间长度，m ；n ——泄槽糙率；υ ——两断面间平均流速，m/s ；R ——两断面间平均水力半径，m 。

（2）渐变段水面线计算 ①临界水深 h k 及临界底坡 i k渐变段首端宽 b 1=65 米，尾端宽 b=40 米，断面为矩形。

具体计算见表 4 表 4计算情 况 QB Kq Kh KA kx kR KC K设计水位 校核水 540 800 65 65 8.31 13.31 1.92 2.49 124.8 161.85 68.84 69.98 1.81 2.31 69.00 71.86 0.00218 0.00204位渐变段 i = 1 50> i k ，故属陡坡急流，槽内形成 b Ⅱ型降水曲线。

属明渠非均匀流计算。

②渐变段水面线计算首端断面水深为临界水深 h k ，具体计算见表 5。

况 Q b i设 泄槽二段断面为矩形，宽 40m ，长 80m ，底坡 i = 。

45.5 47 2.42 2.99 4.91 5.71 3.98 5.16 0.02 0.02 2.05 0.58 4.60 5.30 60 60 0.016 0.016 0.12 0.12 4.08 4.94 4.10 5.28由计算得渐变段末端水深分别为 h 设=2.75 米，h 校=3.5 米 (3) 泄槽一段水面线计算汇槽一段断面为矩形，宽 40m ，长 540m ， i = 1200①临界水深 h k 和临界坡降 i k 具体计算见表 6。

表 6 计算情况 Q B K q Kh KA kx kR KC K设计水位 校核水 540 800 40 40 13.5 202.653.44 106 137.6 45.3 46.88 2.34 2.94 72.01 74.81 0.00214 0.00205位i =1 200> i k ，故泄槽一段属急流，按陡槽计算。

②泄槽一段末端水深（正常水深 h 0）——采用试算法。

具体计算见表 7表 7计算情 h o A 0 X 0 R 0 C 0设计水位 540 40 2.03 81.2 44.06 1.84 69.49 7619.83 539 校核水 800 40 2.6 104 45.2 2.3 71.81 11326.15 800.88位经试算，设计水位时，h 0=2.03 米 ;校核水位时，h 0=2.6 米。

③泄槽一段水面线计算采用分段求和法，按水深进行分段，具体计算见表 8。

(4)泄槽二段水面线计算1 8表8①求临界底坡i k，控制断面水深h o(正常水深)。

因泄槽二段同泄槽一段流量、形状、断面尺寸相同，故临界底坡和临界水深不变。

设计水位时，i k=0.00214；校核水位时，i k=0.00205。

i=18>i k，属陡坡急流，按陡槽非均匀流计算。

控制断面水深h0用试算法，具体计算列于表9。

表9计算情况Q b i设h o A0X0R0C0设计水位校核水54040800400.760.9630.441.520.7359.3438.441.920.9261.591541.172268.59545802位经试算，设计水位时，h0=0.76米;校核水位时，h0=0.96米。

②泄槽二段水面线计算泄槽二段首端控制水深，设计水位时h=2.03米；校核水位时，h=2.6米。

采用分段求和法计算水面曲线，具体计算见表10。

表中仅推到泄槽二段末端，若推到正常水深时，陡槽长已超过设计长度，这是不切实际的。

故泄槽二段内不产生正常水深。

由计算知末端水深在设计水位时为h=0.93米;在校核水位时为h=1.29米。

表10(m/s)(m)△（5）溢洪道水面曲线成果及护砌高度①计算溢洪道水面线是为确定边墙高度、边墙及衬砌底板的结构设计和下游消能计算提供依据。

②溢洪道边墙高度计算公式为：式中h——不掺气时水深，m；h b——当流速大于7~8m/s时掺气增加水深，m；△——安全超高，设计时取1.0，校核时取0.7,m；H——边墙高度，m。

③边墙高度计算引水渠边墙高见表11表11(v<7~8m/s)参数h(m)△(m)H=h+△(m)情况设计水位校核水位2.783.621.00.73.784.12控制堰边墙高度与引渠等高。

设计水位时，边墙高度H=3.78米；校核水位时，边墙高度H=4.12米。

收缩段边墙高度具体计算见表12。

收缩段最大流速v=5.71米/秒<7~8米/秒，不考虑掺气所增加水深，故H=h+△。

泄槽一段边墙高度具体计算见表13。

泄槽二段边墙高度具体计算见表14。

表12计算情况断面设计水位首端尾端校核水位首端尾端断面距渐变断首端距离（m）6060计算水深h(m)1.922.752.493.5超全超高△（m）1.01.00.70.7边墙高度H（m）2.923.753.194.20表13断面距计算情况断面离槽首端距离计算水深h(m)流速v(m)H(m)（m）设计水位1-12-23-34-45-56-63.5811.5842.25122.25422.282.752.602.452.302.152.031.01.01.01.01.01.03.753.63.453.33.153.03(m/s) (m) △21-1 0 3.5 0.7 4.2 校 核 水 位2-2 3-3 4-4 5-5 1.03 10.28 45.38 137.34 3.35 3.20 3.0 2.8 6.67 7.14 7.690.20 0.200.7 0.7 0.7 0.7 4.05 3.9 3.7 3.7 6-6 516.95 2.60.73.5表 14计算情况断面断面距 离槽首 端距离 （m ） 计算水 深 h （m ）流速 v(m)H (m)设 计 水 位校 核 水 位 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 0 2.36 5.35 11.62 22.42 42.84 80.55 0 2.72 6.75 12.70 21.66 35.64 59.09 80.012.03 1.85 1.70 1.50 1.30 1.10 0.93 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.29 6.65 7.30 7.94 9.0 10.38 12.27 14.52 7.69 8.33 9.09 10 11.11 12.5 14.29 15.500.1350.1350.1350.1350.1350.135 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 3.032.992.842.642.442.24 2.073.5 3.33.1 2.9 2.7 2.52.3 2.19(6)出口消能计算①溢洪道出口消能计算的任务是：估算下泄水流的挑射距离；选择挑流鼻 坎形式，确定挑流鼻坎方式、反弧半径、挑射角等尺寸，以保证达到最优 消能效果；估算下游冲刷坑的深度和范围。