0. 00218 0. 00204
表4
计算 参数 设计水位 校核水位 Q h1 q1 A1 x1 Ｒ1 V1 E1 i1
渐变段水面线计算成果表
设 h2 q2 A2 X2 Ｒ2 V2 E2 I2 Ｒ V L n hf E1 + i l E2 + h f
540 800
1. 92 2. 49
8. 31
124. 8
道 校 核 泄 流 量 800 m / s，泄 洪 洞 校 核 泄 流 量
3 为110 m / s。
3
缩角在 12ʎ左右最佳时， 堰口与对应的上游引流段如 果采取渐变段连接， 可以使水流达到平顺的效果。如 其间距 堰体较宽则应在其横向设置温度缝与沉陷缝， ［ 1 ］ 可按 10 15 m布设 。 表1
3 一般取值为20 m / s。不考虑进口段设置的引流段， 通 常情况下要使堰顶宽度满足于≤3 倍的堰上水头。收
94. 1 km2 ， 水库按50 a一遇设计， 根据水利500 a 一遇 校核计算， 水库死水位348 m， 正常蓄水位360. 52 m，
3 相应库容1 423. 07 万 m ； 设计洪水位363. 62 m。 相 3 应 库 容 为 1 998. 36 万 m ； 溢 洪 道 设 计 泄 洪 量 3 540 万 m3 / s， 泄洪洞设计泄流量为 90 m / s； 校核洪 3 水位为 364. 81 m， 相应库容为 2 299. 68 万 m ， 溢洪
0. 016 0. 016
0. 12 0. 12
4. 08 4. 94
4. 10 5. 28
13. 31 161. 85 69. 98
由计算得渐变段末端水深分别为 h h
校
设
= 2. 75 m，
因泄槽二段同泄槽一段流量、 形状、 断面尺寸相 ik = 同， 故临界底坡和临界水深不变。 设计水位时， 0. 00214 ； 校核水位时， i k = 0. 00205 。 i = 1 /8 ＞ i x ， 属 陡坡急流， 按陡槽非均匀流计算。 控制断面水深 h
设计 校核 363. 62 364. 81 540 800 3. 1 4. 29 82. 4 86. 7
由计算可以拟定引渠底宽 B = 90 m （ 为 了 安 全） 。 2. 3 泄槽设计 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
［ 作者简介］ 丁昭佐（ 1978 － ） ， 男， 贵州毕节人， 工程师， 从事水利水电工程设计工作； 沈宽勇 （ 1976 － ） ， 男 ， 贵州六枝人， 工程师， 从事水利工程设计工作； 简士祥 （ 1976 － ） ， 男， 贵州纳雍人， 工程师， 从 事农村水利管理工作。 — 137 —
水位 / mm 泄量 / m3 · s － 1
2
2. 1
水库溢洪道设计要点
进水渠设计 进水渠的 主 要 功 能 是 将 水 流 平 顺 引 至 溢 流 堰
进水渠断面拟定尺寸
H /m B /m 计算公式（ 假设 υ = 2m/ s） Q = υA，A = （ B + mh） h A 为过水断面积； B 为渠底 宽度
具体计算见表 2 。
— 138 —
丁昭佐， 等： 某小型水库溢洪道设计
第1 期
表3
计算 情况 设计水位 校核水位 Q 540 800 BK 65 65 qK 8. 31 13. 31
临界水深及临界底坡计算成果表
hK 1. 92 2. 49 Ak 124. 8 161. 85 xk 68. 84 69. 98 ＲK 1. 81 2. 31 CK 69. 2
m； E 2 为 2 － 2 断面的 式中： E1 为 1 － 1 断面的比能， m； h 1 ， h 2 为 1 － 1 及 2 － 2 断面水深， m ； υ1 ， 比能， υ2 m / s； h f 为沿程水头 为 1 － 1 及 2 － 2 断面平均流速， m； i L 为 1 － 1 及 2 － 2 断面的底部高程差， m； L 损失， m； n 为泄槽糙率； υ 为两断面间平均 为断面间长度， m / s； Ｒ 为两断面间平均水力半径， m。 流速， 2. 7. 2 2. 7. 2. 1 渐变段水面线计算 临界水深 h k 及临界底坡 i k 计算
h 0 = 0. 96 m。 控制断面水深计算成果表
A0 30. 4 38. 4 X0 41. 52 41. 92 Ｒ0 0. 73 0. 92 C0 59. 34 61. 59 K0 = A0 C0 槡 Ｒ0 1541. 17 2268. 59 Q0 = K0槡 i 545 802
计算情况 设计水位 校核水位
1
工程概况
某水利枢纽工程位于某河上游。 控制流域面积
岩石坚硬， 堰型选用无坎宽顶堰， 断 轴线处地形较好， 面为矩形。为了控制段建筑物的进入口的水流相互 垂直， 同时保证泄流的匀称， 结合实际条件例如地形 情况， 必须设置宽顶堰， 其宽度可以根据允许的单宽 流量选取， 岩基上的单宽流量取值范围控制在 40 3 70 m / s， 20 40 m3 / s范围的选取适用非岩基， 土基的
DOI:10.14122/ki.hskj.2014.01.066
2014 年 第 1 期 （ 第 42 卷）
黑 龙 江 水 利 科 技 Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No. 1. 2014 （ Total No. 42 ）
2
表2
计算情况 设计水位 校核水位 363. 62 364. 81
引水渠流速试算成果表
泄量 Q 540 800 H0 2. 99 3. 89 h 2. 78 3. 62 假设 υ 2. 0 2. 3 试算 υ 2. 06 2. 32
由表 2 中可知流速 ＜ 3 m / s， 满足要求。 2. 7 2. 7. 1 溢洪道水面曲线计算 计算依据 hk = 3 槡 q2 / g Q q = b ik = gx k Ck 2 BK AK XK
1 6
计算公式为： （ 8） （ 9） （ 10 ） （ 11 ） （ 12 ） （ 13 ）
ＲK =
A K = bh CK = 1 Ｒ n K
m； Q 为槽内泄量， m3 / s； q 为 式中： h k 为临界水深， （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） m3 / s·m； i k 为临界坡降； b 为泄槽首端宽 单宽流量， m； g 为重力加速度， m / s2 ； B K 为相应临界水深的 度， m； A K 为临界水深时对应的过水断面积 ， m2 ； 水面宽， X K 为湿周， m； Ｒ K 为水力半径， m2 ； C K 为谢才系数。 E1 + i L = E2 + h f E1 = E2 = αυ1 + h1 2g αυ2 + h2 2g
0
= 3. 5 m。 泄槽二段水面线计算 泄槽二段断面为矩形， 宽40 m， 长80 m， 底坡 i =
2. 7. 3 1 /8 。 2. 7. 3. 1 深）
用试算法， 具体计算列于表 5 。 经试算， 设计水位时，h 0 = 0. 76 m 校核水位时，
求临界底坡 i k ， 控制断面水深 h o （ 正常水 表5
2 3
渐变段首端宽 b 1 = 65 m， 尾端宽 b = 40 m， 断面为 矩形。具体计算见表 3。 （ 7） 渐变段 i = 1 ＞i， 故属陡坡急流， 槽内形成 b Ⅱ型 50
降水曲线。属明渠非均匀流计算。 2. 7. 2. 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 4 。
68. 84
1. 81 2. 31
4. 33 4. 94
2. 88 3. 74
0. 02 0. 02
2. 75 3. 5
13. 5 20
110 140
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
2014 年 第 1 期 （ 第 42 卷）
黑 龙 江 水 利 科 技 Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No. 1. 2014 （ Total No. 42 ）
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 = 12ʎ ， 首端底宽 b 1 = 65m， 与控制堰同宽， 末端底宽 b 2 拟为40 m， 断 面取为矩形， 则渐变段长 L1 = 58. 81 m， 取整则 L 1 为 60 m， 底坡 i = 1 /50 。 泄槽一段上接收缩段， 下接泄槽二段， 拟断面为 宽 b = 40 m， 长 L 2 为540 m， 底坡 i = 1 /200 。 矩形， 2. 4 出口消能设计 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。 2. 5 尾水渠设计 其作用是将消能后的水流， 较平稳地泄入原河 淘刷鼻坎， 鼻坎下游 道。为了防止小流量产生贴流， 设置长 L = 10 m护坦。 2. 6 溢流堰泄流能力校核 当引渠很长时， 水头损失不容忽视。 基本公式为： hj = ζ αυ 2g
2 2
2 2 2 υ υ n l hf = 2 = 4 c r Ｒ3
A Ｒ = x C = 1 1 Ｒ6 n
（ 14 ） （ 15 ） （ 16 ）
m； ζ 为局部水头损失系 式中： h j 为局部水头损失， m / s2 ； α 为动能系数， 数； g 为重力加速度， 一般为 1. 0 ； Ｒ 为水力半径， m； x 为湿周， m； h f 为沿程水头 m； υ 为引渠流速， m / s； L 为引渠长度， m； C 为 损失， m ； n 为引渠糙率。 谢才系数； A 为过水断面面积， Q = σ s m'b 槡 2 g H0 2 υ H0 = H + 2g