底流消能水力计算书 (1).docxVIP

底流消能水力计算书 项目名称_____________日 期_____________ 设 计 者_____________校 对 者_____________ 一、示意图： 二、基本资料： 1．国家规范： 《水闸设计规范》(SL 265-2016)，以下简称《闸规》 《溢洪道设计规范》(SL 253-2018) 《水工建筑物荷载设计规范》(SL 744－2016) 2．参考书目： 中国水利水电出版社《水力计算手册》(武汉水利电力学院编) 中国水利水电出版社《水闸》(陈宝华、张世儒编) 中国水利水电出版社《水工设计手册》(华东水利学院主编) 3．输入参数： 消力池型式: 尾坎式消力池 建筑物泄流型式: 平板闸门平底闸孔出流 上游渠底高程E上游渠底 = 47.000m 下游渠底高程E下游渠底 = 44.000m 消力池首端宽度b1 = 30.000m 消力池末端宽度b2 = 30.000m 上游河道底部宽度B = 55.00m 上游河道两岸坡比m1（1:） = 2.00 水流的动能校正系数α = 1.000 收缩断面处流速系数φ = 0.950 坎后收缩断面处流速系数φ = 0.950 过坎水流流量系数m = 0.420 水跃淹没系数σo = 1.050 消力池前段斜坡段坡比m2（1:） = 0.000 水跃长度校正系数β = 0.750 消力池底板计算系数k1 = 0.200 消力池底板安全系数k2 = 1.300 消力池底板的饱和重度γb = 42.000kN/m3 脉动压强系数Kp = 0.050 海漫长度计算系数Ks: 10.000 河床土质允许不冲流速[vo] = 1.000m/s 水位流量的组数: 1 序号 过闸流量 上游水位 下游水位 扬压力 单位 m3/s m m kPa 1 2500.0 61.4 52.5 85.0 三、计算过程： 1．计算公式： 判断水跃型式的条件： 跃后水深hc＞下游水深hs，远离式水跃 跃后水深hc＝下游水深hs，临界水跃 跃后水深hc＜下游水深hs，淹没式水跃 收缩断面水深hc的计算公式为： hc3-To×hc2+α×q2/(2×g×φ2)＝0 《闸规》式B.1.1-3 矩形断面扩散渠槽自由水跃的跃后水深c计算公式为： hc＝hc/2×{[1+(8×α×q2)/(g×hc3)]0.5-1}×(b1/b2)0.25 《闸规》式B.1.1-2 坎高c的计算公式为: c＝σo×hc+q2/[2×g×(σo*hc)2]-{q/[σs×m×(2×g)0.5]}2/3 《水力计算手册》式4-2-9 式中：σs —— 坎的淹没系数，可由《水力计算手册》表4-2-2查得； 消力池长度Lsj计算公式为： Lsj＝Ls+β×Lj 《闸规》式B.1.2-1 Lj＝6.9×（hc-hc） 《闸规》式B.1.2-2 式中：Lsj —— 消力池长度（m）； Ls —— 消力池斜坡段水平投影长度（m）； β —— 水跃长度校正系数，可采用0.7～0.8； Lj —— 水跃长度（m）。 消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求，按下式计算： 抗冲：t＝k1×（q×ΔH0.5）0.5 《闸规》式B.1.3-1 抗浮：t＝k2×(U-γ×hd±Pm)/γb 《闸规》式B.1.3-2 Pm＝3.0Kpρwv2/2 《水工建筑物荷载设计规范》式7.5.2 式中：t —— 消力池底板始端厚度（m）； ΔH —— 闸孔泄水时的上、下游水位差（m）； k1 —— 消力池底板计算系数，可采用O.15～0.20； k2 —— 消力池底板安全系数，可采用1.1～1.3； U —— 作用在消力池底板底面的扬压力（kPa）； γ —— 水的重力密度，取9.81（kN/m3）； hd —— 消力池内水深（m）； Pm —— 作用在消力池底板上的脉动压力（kPa），其值可取跃前收缩断面流速水头值的5%; 计算消力池底板前半部的脉动压力时取“+”号，计算消力池底板后半部的脉动压力时取“-”号； ρw —— 水的密度，取1.0（103kg/m3）。 γb —— 消力池底板的饱和容重（kN/m3）。 （qs×ΔH0.5）0.5＝1～9，且消能扩散良好时，海漫长度按下式计算： Lp＝Ks×(qs×ΔH0.5)0.5 《闸规》式B.2.1 式中：Lp —— 海漫长度（m）； qs —— 消力池末端单宽流量（m3/s/m）； Ks —— 海漫长度计算系数，可