无压流洪涵设计(只为计算过程).docVIP

无压流洪涵设计 一、水力计算 （一）洪峰流量计算 本次所设计的洪水涵洞穿越的山洪沟系无水文资料，按《辽宁省水文手册》计算设计洪水，防洪标准按20年一遇（P=5%）设计。在万分之一地形图和实测地形图上量出集水面积（km2）、主河道长（L）、主河道平均坡降J（‰）。 （1）基本资料 名称 集水面积（F） (km2) 主河道长（L） (km) 主河道平均坡降 （‰） 数量 （2）暴雨洪水计算 暴雨计算表 项目 最大三日 暴雨均值 (毫米) 最大24 小时暴 雨均值 (毫米) 变差 系数 CV 偏差 系数 CS 水文 分区 汇流 历时 (小时) Ki Qc 数量 81 65 0 3.5CV V4 所查 图表 或计 算式 图八 图九 图十 计算 图一 根据和 水文分区查 图十一 表五 各种频率洪峰流量计算表 项目 频率P=（%） 所查图表或采用计算公式 2 5 模比系数KP 根据CV、CS查附录（一）（4）表 洪峰径流系数 根据水文分区查表四 洪峰流量QP （二）涵前积水计算 考虑涵前积水的洪峰流量根据下式计算： K= 式中：QA—考虑积水的设计频率洪峰流量（m3/s）； QP—未考虑积水的设计频率洪峰流量，QP= m3/s； WP—洪水总量(m3)； W—涵前积水体积（m3） W—涵前主河槽内蓄水体积(m3)； —参数（）取0.1； m—主河道粗糙系数，（） ； —主河道洪水河槽横断面的边坡坡度，=1.18； H—通过设计洪峰流量QP时涵前积水深（m）； —通过QP时河槽内的天然水深(m)； L—主河道长度，L= km; F—汇水面积，F= km2； I—主河道平均坡度， ‰。 ①涵前积水根据实际地形确定H为 米。 ② = ③ ④ ⑤ = ⑥ ⑦ 故不考虑涵前积水影响，本次设计流量采用Q= m3/s （三）涵洞过水能力计算 涵洞两侧边墙为浆砌石重力墙，洞顶采用钢筋砼板，选择为无压流态。 （1）初拟涵洞基本尺寸见下表 进口底高程 (m) 出口底高程 (m) 宽b×高 (m) 涵洞洞身长L (m) 底坡I （2）涵洞出流形式判别 该涵洞出口高程为 m,出口河槽地面高程为 m，涵洞出口直接衔接跌水。已知下游河道底宽b= 米,糙率n= ，比降为i= ，边坡系数m= 通过明渠均匀流公式 推求通过流量Q= m3/s时的水深hs。计算下游水深hs= 米a（= m），所以涵洞出流形式为非淹出流。 （3）坡度陡缓的判别 ①临界水深hk计算 式中：—流速分布不均匀系数，=1； q—单宽流量， 米3/(秒·米）； B—涵洞净宽。 则 因为h0hk，为缓坡洞。 ②正常水深h0 已知流量Q= m3/s，底坡i= ，涵洞宽b= 米,糙率n= 计算流量模数 计算 查《涵洞》附图Ⅰ用图解法得 ，则h0= (4)淹没系数计算 计算H0 灌区水工建筑物丛书《涵洞》（3-58） 式中：H0 —计入行近流速水头的涵前水头,= m； —收缩断面流速，= ， m/s； —进口流速系数，取 ； —收缩断面水深（= m。 计算 当时，均为非淹没流态，淹设系数=1； 当时，选用以下列公式： 取水输水建筑物丛书《涵洞》（3-6） 式中： σs—淹没系数； —收缩断面水深（= m； H0 —计入行近流速水头的涵前水头，H0= m。 则 （5）流态判别 1.15 所以属于无压流。 （6）判别长短洞 L，属于长洞。 （7）涵洞过水能力计算 试算 灌区水工建筑物丛书《涵洞》（3-58） 式中：H0 —计入行近流速水头的涵前水头，m； —收缩断面流速， ， m/s； —进口流速系数； —收缩断面水深，m。经试算= 以= 值查《涵洞》图3-15得淹没系数= 。 计算洞口出流量 涵洞的过水能力按式 《涵洞》（3-41） 式中： σs—淹没系数，σs = ； m—流量系数，进口为八字翼墙，m=0.35； b—涵洞宽度，b = m； H0 —计入行近流速水头的涵前水头,H0= m。 = Q设