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水力学综合练习计算书 任务1﹕分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑高速水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量设计，校核洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面曲线。 资料 某水库是一宗以灌溉为主、结合防洪、发电的综合利用工程。工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物为3级永久性挡水建筑物、泄水和输水建筑物的洪水标准按50年洪水重现期设计，1000年洪水重现期校核p= 2%设计洪水位为54.9米=251.40m3/s； p=0.1%校核洪水位为57.米=313.60 m3/s。 正常水位为52.52m，泄量125.61 m3/s ；汛前限制水位51.52米； 溢洪道的有关资料 宽顶堰堰顶高程49.00米堰为米； 堰顶设两扇闸门，共设2孔，每孔净宽 6.6米0.015； 堰后设陡坡段，泄洪闸陡坡宽14.60米，陡坡分二段，第一段长48.90米，i=0.258，第二段长25.60米，i=0.281陡坡段边墙高度要求比掺气水深超高米； 7m/s时）设计陡坡段边墙高（比掺气水深超高0.5米）。再按千年一遇洪水校核，即计算出校核洪水流量通过时陡坡段的水面曲线，将各断面水深与边墙高比较，若水深大于边墙高，则应加高边墙，若水深均小于边墙高，则原设计合理。 采用公式 判别水面曲线型式： 的试算： 矩形断面临界水深 ： 具体计算： 水面曲线分析 水平段（i=0） 判别水面曲线型式 先求闸下出流的收缩断面水深，由于，故为闸孔出流 堰上水头 H=查《水力学》书表8－1得 单宽流量 )==4.2m 假设水平段发生水跃j=6.9(=6.9×(4.2-2.595)=11.1m，在实际工程上一般认为发生在离闸门（2～3）的断面处，则 取2=2×3.85=7.7m由于水平段长度m， 由于, 故曲线在c区，属C0型壅水曲线。由于跃后水深之后的距离很短并且又是平坡，可不计算水平段的水面曲线。 第一陡坡段（判别水面曲线 设h1=0.5m，则 A1=bh1=14.6×0.5=7.3m2 x1=b+2h2=14.6+2×0.5=15.6m 说明所设 正常水深试算表 表 1 h b A X R Q m m m2 m m 　 14.6 7.3 15.6 0.468 171.918 0.6 14.6 8.76 15.8 0.554 230.995 0.7 14.6 10.22 16 0.639 296.168 0.8 14.6 11.68 16.2 0.721 366.940 据以上结果，作h～Q关系曲线如图=251.4，对应的水深即为正常水深h0=0.633m 单宽流量 临界水深 ： =3.12m h0=0.633m 因为，故渠道为陡坡，由于水平段末端水流以水跌的形式进入陡坡段，故水面曲线在b区，为（即）。故以临界水深向下游推算，设=3.0m 以1－1和2－2断面为例 A1=bh1=14.6×3.12=45.6m2 =1.554m 5.519+1.554=4.674m 同理m2， v2=5.74m/s， Es2=4.681m。 △Es1－2=Es2- Es1=4.681-4.674=0.007m 1－1断面水力要素： χ1=b+2h1=14.6+2×3.12=20.84m R1= 同理可得 =2.156m =5.63m/s =0.0019255 两断面间距离==0.03m 重复上述步骤求得，，………直到=36.7m，推算到13－13断面计算得=36.78m相应 其余各段距离的计算见表第二陡坡段判别水面曲线 设h1=0.5m，则 A1=bh1=14.6×0.5=7.3m2 x1=b+2h2=14.6+2×0.5=15.6m 说明所设 正常水深试算表(i=0.281) 表3 h b A X R Q m m m2 m m 　 0.5 14