附录一泄水建筑物水力设计计算公式一、堰面曲线1.开敞式溢流孔的堰面曲线。

采用幂曲线时按下式和附表1计算。

x kH ynsn=-1(附1) 式中H s为定型设计水头，按堰顶最大作用水头H z max的75%～95%计算(m)，其它符号见附图1，数值见附表1。

附表1上游坝面坡度k n垂直(3∶0) 2.000 1.8503∶1 1.936 1.836 原点上游宜用椭圆曲线，其方程式为xaHbH ybHsss22221()()()+-=式中aH s和bH s分别为椭圆曲线的长轴和短轴。

若上游面垂直，其长轴aH s和短轴bH s可按以下关系选定：a≈028030.~.aba=+0873.附图1采用倒悬堰顶时(如附图1)，应满足2maxzHd＞。

定型设计水头选择及堰顶可能出现的最大负压值参照附表2。

定型设计水头H s情况下的流量系数m和其他作用水头H z情况下的流量系数m z的比值参照附表3。

2.设有胸墙的堰面曲线。

当校核情况下最大作用水头H z max (孔口中心线上)与孔口高(D)的比值5.1max＞DHz时；或闸门全开时仍属孔口泄流，即可按下式计算：sHxy224ϕ=(附2)式中H s——定型设计水头，一般取孔口中心线至水库校核洪水位的水头的75%～95%；ϕ——孔口收缩断面上的流速系数，一般取ϕ=0.96；若孔前设有检修闸门槽时取ϕ=0.95。

其余符号参照附图2。

附图2原点上游可用单圆，复式圆或椭圆曲线，与胸墙底缘通盘考虑。

若5.12.1max＜＜DHz时，应通过试验决定。

H s/H z max0.75 0.775 0.80 0.825最大负压值(m) 0.5H s0.45H s0.4H s0.35H sH s/ H z max0.85 0.875 0.90 0.95 1.0 最大负压值(m) 0.3H s0.25H s0.2H s0.1H s0.0H sH z/H s0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4m z/m0.85 0.90 0.95 0.975 1.0 1.025 1.07二、泄水建筑物泄水能力计算公式1.开敞式溢流孔的泄水能力可按下式计算：Q m B gH z m z =εσ232/ (附3)式中 Q ——流量，m 3/s ； B ——溢流堰净宽，m ； H z ——堰顶作用水头，m ； g ——重力加速度，m/s 2；m z——流量系数，初设时在定型设计水头作用的情况下，当3＞z H P '(P 为堰高，m)时，取m z =m =0.47～0.49；当3≤'z H P时，取m =0.44～0.47；ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，初设时可取ε=0.90～0.95； σm ——淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时σm =1。

2.孔口泄流按下式计算：z k gH A Q 2μ= (附4)式中 A k ——出口处的面积，m 2；H z ——自由泄流时为孔口中心处的作用水头，m ；淹没泄流时为上下游水位差；μ——孔口或管道的流量系数，初设时对设有胸墙的堰顶高孔，当4.2~0.2=D H z(D 为孔口高，m)时取μ=0.74～0.82；对深孔取μ=0.83～0.93；当为有压流时，μ值必须计算沿程及局部水头损失后确定。

三、挑流消能1.水舌抛距按水舌外缘计算(参照附图3)，其估算公式如下：[])(2sin cos cos sin 121221121h h g v v v g L +++=θθθθ (附5)式中 L ——水舌抛距，m ；v 1——坎顶水面流速，m/s ，按鼻坎处平均流速v 的1.1倍计，即)m/s (21.11.101gH v v ⨯==ϕ(H 0为水库水位至坎顶的落差，m)；θ——鼻坎的挑角，°；h 1——坎顶垂直方向水深，m ，h 1=h cos θ (h 为坎顶平均水深，m)；h 2——坎顶至河床面高差，m ，如冲坑已经形成，作为计算冲坑进一步发展时，可算至坑底；ϕ——堰面流速系数。

附图3K t '—最大冲坑深度，由河床面算至坑底m2.最大冲坑水垫厚度按下式估算：25.05.0H q t K α= (附6)式中 t K ——水垫厚度，自水面算至坑底，m ；q ——单宽流量，m 3/s/m ； H ——上下游水位差，m ；α——冲坑系数，坚硬完整的基岩α=0.9～1.2；坚硬但完整性较差的基岩α=1.2～1.5；软弱破碎，裂隙发育的基岩α=1.5～2.0。

四、护坦消力池长度计算公式1.福氏数h g v Fr ''=，当Fr ≥4.5，护坦上不设铺助消能工时：L h h c =''-'6() (附7)式中 L c ——护坦消力池长度，m ；'h 、''h ——跃前、跃后共轭水深，m 。

2.当Fr ＞4.5，池首断面平均流速v '大于16～18m/s ，护坦上可设梳流坎及尾坎，但不宜设消力墩时：L h c =''(.~.)3243 (附8)3.当Fr ＞4.5，池首断面平均流速v '小于16～18m/s ，护坦上可设梳流坎、消力墩及尾坎时：L h c =''(.~.)2328 (附9)五、空蚀指数估算公式gv h h h vq d k 2/2-+=σ (附10)式中 σk ——空蚀指数，无量纲；h d ——计算断面处的时均动水压力水头(水柱高，m)；h q ——大气压力水头(水柱高，m)，对于不同高程按900∇估算，即相对于海平面每增加高度900m ，较标准大气压力水头降低1m 水柱，∇为海平面以上高度；v h ——水的汽化压力水头(水柱高，m)；对于不同水温可参照附表4数值采用；附表42v /2g ——计算断面处的流速水头(水柱高，m)。

六、波动及掺气水深估算公式(适用于溢流坝面)hv h b ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1001ζ (附11)式中 h ——不计入波动及掺气的水深，m ；h b ——计入波动及掺气的水深，m ；v ——不计入波动及掺气的计算断面上平均流速，m/s ；ζ——修正系数，一般为1.0～1.4，视流速和断面收缩情况而定，当流速大于20m/s 时，宜采用较大值。

七、护坦、鼻坎上脉动压力估算公式γg v a p m m 22±= (附12)式中 P m ——脉动压力，沿法线方向作用于建筑物表面，t/m 2； γ——水的容重，t/m 3；a m ——脉动压力系数，根据水流缓急程度分别取0.05～0.10。

八、护坦上消力墩所受冲击力计算护坦上如设有消力墩(包括梳流坎及尾坎)时，其所受冲击力P d ，可按下式估算：ddd A v gk P 22γ= (附13)式中 P d ——消力墩(包括梳流坎及尾坎)的冲击力，t ；A d ——墩、坎迎水面在流速方向上的投影面积，m 2；k d ——阻力系数，视墩、坎形状及流速大小，取k d =1.2～2.0。

附录二 荷载计算公式一、垂直作用于坝体表面的静水压力p H =⋅γ (附14)式中 H ——计算点的水深，m ；γ——水(或含泥沙水)的容重，t/m 3。

二、水平泥沙压力)245(tg 222nn n n h p ϕγ-︒-= (附15)式中 γn =γ1－(1－n )γ，γ1为泥沙的干容重，n 为泥沙的孔隙率； h n ——坝前泥沙淤积高度，m ； ϕn ——泥沙的内摩擦角，°。

当缺乏资料时可按下式计算：42nn h p =(附16)三、浪压力1.浪高、波长可按官厅水库公式计算(适用于山区峡谷水库库缘地势高峻，风速4～16m/s ，吹程1～13公里)。

31450166.02ff l D v h = (附17) 8.0)2(4.102l l h L = (附18)式中 2h l ——浪高，m ； 2L l ——波长，m ；fv ——计算风速，m/s ；D f ——吹程，由坝前沿水面至对岸的最大直线距离，km 。

2.浪压力计算：(1)坝前水深H 1满足H lj ＜H 1＜L l 时，铅直坝面上的浪压力P l ，可按照立波概念，用下式计算：22))(2(211011H P H h h H P l l γγ-+++= (附19)式中 h 0——波浪中心线至水库静水位的高度，可按下式计算：l l l L HL h h 120cth 24ππ= (附20)P l ——坝基面的浪压力剩余强度，其值为：l l l L H h P 1hsec 2π= (附21)H lj 乃使波浪破碎的临界水深，其值为：l ll ll l lj h h L h L L H )5~3(4242ln 2≈-+=πππ (附22)浪压力的分布图形可假定在水库静水位上下各近似作直线分布，见附图4a 。

附图4(2)坝前水深H 1＞L l 时，在距水库静水位深L l 以下各点的浪压力可以忽略，铅直坝面的浪压力可按下式计算：20)(212)2(l l l l l L L h h L P γγ-++= (附23)浪压力的分布见附图4b 。

四、冰压力1.静冰压力，按附表5数值计算：在确定开始升温时的气温及气温上升率后，可由附表5选用单位面积上的静冰压力，乘以冰厚，即为作用在单位长度坝体的静冰压力(t/m)。

附表5 静冰压力表最低温度(℃) －40 －35 －30～－25－25 －20 －15 －10 气温上升率(℃/h) 2.5 2.5 2.5 2.02.02.02.0 静冰压力(t/m 2)28～4025～3523～3020～28 15～22 13～1812～142.动冰压力：(1)冰块撞击在坝面上所产生的压力。

当冰的运动方向垂直或接近垂直于铅直坝面时(运动方向与坝轴线的交角ϕ=80°～90°)，动冰压力值P bd 可按下式计算：)t (b b b b bd A d v k P = (附24)式中 k b ——系数，决定于流冰的抗碎强度R b 值(当R b =100t/m 2，k b =4.3；R b =50t/m 2，R b =3.0；R b =30t/m 2，k b =2.36)；b v ——冰块流速，对于大水库应该通过研究决定，一般不大于0.6m/s ； d b ——冰块厚度，m ；A b ——冰块面积，m 2。

(2)冰块撞击在闸墩上所产生的压力。

作用于铅直的闸墩上的动冰压力'P bd ，可按下式计算：'=P mR Bd bdb b ()t (附25) 式中 R b ——冰的抗碎强度，当无试验资料时，可采用下值：结冰初期为75t/m 2，末期45t/m 2；B ——闸墩在冰层平面处的宽度，m ；m ——与闸墩平面形状有关的系数，对于半圆形闸墩，采用m =0.9；对三角形闸墩根据其平面上的顶端角度2a 按附表6采用。