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冲沙闸泄洪闸

2/H=5/30=0.17<0.75。故这时泄洪闸和冲沙闸均属于孔流。
Q泄洪闸 =4190.18 m3/s
Q冲沙闸 =387.98 m3/s
Q总 = Q泄洪闸 + Q冲沙闸 =4578.16 m3/s<4610 m3/s
3)在校核洪水流量时,3 孔泄洪闸+1 孔冲沙闸全部开启泄放洪水。 假设校核洪水位为 893.50 m,则泄洪闸 e1/H=9/30.5=0.30<0.75,冲沙
Q nbhe 2gH = 3*8*0.8*11* 2*9.80*34 =5452.07 m
3/s
通过水力学计算,四种方案中除方案一过流能力不满足要求外,其它三种方
案都满足泄流能力的要求。考虑闸门尺寸增大的同时会使钢材的使用量和启闭设
备的投入增大,相对投资大,故选择方案二。
5.3.2.3 泄流能力的计算
(1)
Q —通过泄洪闸的总流量(m3/s);
n —闸孔数;
b —闸孔净宽(m);
—流量系数;
he —闸孔开度(m); g —重力加速度;
H —堰上水头(m)。 根据上面的公式可求出闸孔总过水面积为:
S总 =nbhe 206.28 m2
我国大、中型水闸的宽度一般采用 8 12 m。同时本设计闸孔总面积较小, 闸孔数不宜过多。在闸孔较少时,为便于闸门对称开启,使过闸水流均匀,避免 由于偏流造成闸下局部冲刷和使闸室结构受力对称,孔数宜采用单数。
泄洪+1孔冲沙闸泄流量。
泄洪闸冲砂闸泄流能力按以下公式计算:
Q s m nb 2g H03/2

式中: Q —流量(m3/s);
σ—堰流淹没系数;
σ s
—侧收缩系数;
m —流量系数,取 0.360; n —闸孔数; b —闸孔净宽(m);
H0 —计入行近流速水头的堰上水头(m)。
泄洪闸由于布置为潜孔,当泄流时为堰流时(e/H>0.75)按照上述的堰流 公式进行泄流计算,当泄流时为孔流时(e/H<0.75),泄流能力按闸孔出流 公式计算:
冲沙闸泄洪闸
———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期:
5.3.2 闸孔设计
5.3.2.1 冲沙闸的设计 流量计算:Q1=10%~15%Q设计=(10%~15%)*2720 m3/s=272~408 m3/s Q2=2*Q引用=2*46.6 m3/s=93.2 m3/s Q 设计—设计洪水流量; Q 引用—电站引用流量。 鉴于以上计算结果,选定在设计洪水位的过流量为 Q 冲沙闸=350m3/s。
方案二:按公式(1)计算泄洪闸的过流能力:
Q nbhe 2gH = 3*8*0.8*9* 2*9.80*34 =4460.78 m3/s
方案三:按公式(1)计算泄洪闸的过流能力:
Q nbhe 2gH = 3*8*0.8*10* 2*9.80*34 =4956.43 m3/s
方案四:按公式(1)计算泄洪闸的过流能力:
Q泄洪闸 =4259.44 m3/s
Q冲沙闸 =394.39 m3/s
Q总 = Q泄洪闸 + Q冲沙闸 =4653.83 m3/s>4610 m3/s
2)在校核洪水流量时,3 孔泄洪闸+1孔冲沙闸全部开启泄放洪水。 假设校核洪水位为893.00 m,则泄洪闸e1/H=9/30=0.30<0.75,冲沙闸e
当采用 3 孔泄洪闸时,单孔闸门面积 S单 =68.76 m2
当采用 5 孔泄洪闸时,单孔闸门面积 S单 =41.26 m2
在坝址选择时已确定泄洪冲沙孔闸坝段长 50m,故选用 3 孔泄洪闸+1 孔冲沙 闸的布置形式。
(2)泄洪闸闸孔尺寸的必选及确定
由 S单 =68.76 m2,选取一下 4 种方案进行比较,选择其中较优方案作为泄
在正常水位为 897.00m,泄洪冲沙闸堰顶高程为 863.0m, Q校核 =4610
m3/s, Q冲沙闸 =350 m3/s。 Q泄洪闸 = Q校核 - Q冲沙闸 =4610-350 m3/s=4260 m3/s.
(1)泄洪闸闸孔尺寸的估算 由于泄洪闸泄流时为闸孔出流,故按闸孔出流公式计算:
Q nbhe 2gH
流速计算: v= === 2*9.80*(897.00-863.00) m/s=25.81 m/s
v—设计洪水位下冲沙闸的流速; g—重力加速度;
h—设计洪水位下冲沙闸的流速水头。
由 Q nbhe 2gH
得 bhe =
Q =16.95 2gH
m2
从而确定冲沙闸的闸孔尺寸为:闸孔宽为4 m,闸孔高为5 m。 5.3.2.2 泄洪闸的设计
闸 e2/H=5/30.5=0.16<0.75。故这时泄洪闸和冲沙闸均属于孔流。
Q泄洪闸 =4224.95 m3/s
Q冲沙闸 =391.20 m3/s
Q总 = Q泄洪闸 + Q冲沙闸 =4616.15 m3/s>4610 m3/s 4)在校核洪水流量时,3 孔泄洪闸+1 孔冲沙闸全部开启泄放洪水。 假设校核洪水位为 893.45 m,则泄洪闸 e1/H=9/30.45=0.30<0.75,冲沙闸 e
洪闸的最终尺寸。 方案一:闸孔宽 8 m,闸孔高 8 m,均为潜孔。 方案二:闸孔宽 8 m,闸孔高 9 m,均为潜孔。 方案三:闸孔宽8 m,闸孔高 10 m,均为潜孔。 方案四:闸孔宽 8 m,闸孔高 11 m,均为潜孔。 方案比较: 方案一:按公式(1)计算泄洪闸的过流能力:
Q nbhe 2gH = 3*8*0.8*8* 2*9.80*34 =3965.14 m3/s
泄水建筑物由 3 孔泄洪+1 孔冲沙闸组成,为 3 级建筑物,相应洪水标准为:
设计洪水流量(P=1%)
Q=2720m3/s
校核洪水流量(P=0.1%)
Q=4610m3/s
当洪水来流量小于 400m3/s 时,泄流量为 3 孔泄洪+1孔冲沙闸泄流量和进
水闸的引用流量。当洪水来流量大于 400m3/s 时,电站停止发电,泄流量为 3 孔
Q nbe 2gH
式中:μ—流量系数; e—闸孔开度(m)。
其余符号同前。
(1) 当洪水流量 Q =4610 m3/s时;
1)在校核洪水流量时,3 孔泄洪闸+1 孔冲沙闸全部开启泄放洪水。 假设校核洪水位为 894.00 m,则泄洪闸 e1/H=9/32=0.28<0.75,冲沙闸 e2/H=
5/32=0.16<0.75。故这时泄洪闸和冲沙闸均属于孔流。
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