1.1 溢洪道
溢洪道基本情况说明
1.1.1 溢洪道水力计算
1、临界水深计算 采用以下公式计算:
3
2
g
q h k α=
式中:
k h :临界水深,m ; α:不均匀系数,取1.05; q :单宽流量,m 3/(s.m); 计算得:=k h m 。
2、正常水深计算 采用以下公式计算:
Q=CA Ri 式中:
Q :溢洪道200年一遇泄量,m 3/s ; C :谢才系数,采用曼宁公式计算,C=n
1R 1/6
R :水力半径,R=A/X A:过水面积,A=(B+mh 0) h 0 X:湿周,X=B+2h 021m +
B:溢洪道底宽,m ; h 0:溢洪道的正常水深,m ; m :溢洪道边坡坡率; n:糙率;
i :溢洪道的设计坡降。
计算得:=0h m 。
3、判别
因h 0<k h ,属陡坡,因此,溢洪道采用陡坡进行水面线计算。
或 因h 0>k h ,属明渠,因此,溢洪道采用明渠非均匀流进行水面线计算。
4、溢洪道水面线推算
溢洪道水面线根据能量方程,用分段求和法计算,公式如下:
J
i g 2v cos h g 2v cos h l 22212
22212-=
△⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-αθαθ
3
42
2R
v n J =
式中:
△l 1-2:分段长度,m ;
h 1、h 2:分段始末断面水深,m ; v 1、v 2;分段始末断面平均流速,m ; α1、α2:流速分布不均匀系数,1.05; θ:溢洪道底坡角度,(0); i :底坡,i =tgθ;
J :分段内平均摩阻坡降;
n :糙率系数;
v :分段平均流速,v =(v 1+v 2)/2,m/s ;
R :分段平均水力半径,R =(R 1+R 2)/2,m 。
代入数据,计算得200年一遇标准洪水溢洪道水面线数据如下表。
溢洪道水力计算成果表
若溢洪道有较大弯道,还应计算弯道雍水值:
按《溢洪道设计规范》(SL253—2000),溢洪道中弯道段最大横向水面差按下式计算:
o
gr b
v K h 2=∆ 式中:
Δh :弯道外侧水面线与中心线水面的高差,m ; b :弯道宽度,m ;
r 0:弯道中心线曲率半径,m ; K :超高系数,1.0。
经计算,溢洪道弯道段的水流最大横向水面差为 m ,由此确定此处的溢洪道两岸顶高程。
4、溢洪道水面线推算
按明渠恒定非均匀流分段求和法推算溢洪道水面线,计算公式如下:Z1+(α1+ξ)Q2/(2gA12)- ΔSQ2/K2=Z2+(α2+ξ)Q2/(2gA22)式中:
△S:上、下游断面间的水平距离,m;
Z 1,Z
2
:1、2断面水位,m;
Q:断面流量,m3/s;
ξ:局部水头损失系数;
α:动能校正系数,1.1;
k:流量模数;
A:断面面积,m2;
代入数据,计算得200年一遇标准洪水溢洪道水面线数据如下表。
溢洪道水力计算成果表。