附录一 泄水建筑物水力设计计算公式.doc

附录一泄水建筑物水力设计计算公式一、。采用幂曲线时按下式和附表1计算。xn?kHsn?1y(附1)式中Hs为定型设计水头,按堰顶最大作用水头Hzmax的75%,95%计算(m),其它符号见附图1,数值见附表1。附表1原点上游宜用椭圆曲线,其方程式为x2(bHs?y)2??122(aHs)(bHs)式中aHs和bHs分别为椭圆曲线的长轴和短轴。若上游面垂直,其长轴aHs和短轴bHs可按以下关系选定:a?028.~??3ab附图1采用倒悬堰顶时(如附图1),应满足d,Hzmax2。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Hs情况下的流量系数m和其他作用水头Hz情况下的流量系数mz的比值参照附表3。———————————————————————————————————————————————。当校核情况下最大作用水头Hzmax(孔口中心线上)与孔口高(D)的比Hzmax,;或闸门全开时仍属孔口泄流,即可按下式计算:x2y?4?2Hs(附2)式中Hs——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%;?——孔口收缩断面上的流速系数,一般取?=;若孔前设有检修闸门槽时取?=。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。,Hzmax,,应通过试验决定。二、:Q?mz??mB2gHz3/2(附3)———————————————————————————————————————————————式中Q——流量,m3/s;B——溢流堰净宽,m;Hz——堰顶作用水头,m;g——重力加速度,m/s2;P,3?Hm——流量系数,初设时在定型设计水头作用的情况下,当z(P为堰高,m)时,取zP?3?mz=m=,;当Hz时,取m=,;?——侧收缩系数,根据闸墩厚度及墩头形状而定,初设时可取?=,;?m——淹没系数,视泄流的淹没程度而定,不淹没时?m=1。:Q??Ak2gHz(附4)式中Ak——出口处的面积,m2;Hz——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;Hz?~?——孔口或管道的流量系数,初设时对设有胸墙的堰顶高孔,当D(D为孔口高,m)时取?=,;对深孔取?=,;当为有压流时,?值必须计算沿程及局部水头损失后确定。三、(参照附图3),其估算公式如下:———————————————————————————————————————————————L?12v1sin?cos??v1cos?v12sin2??2g(h1?h2)g(附5)??式中L——水舌抛距,m;v1——坎顶水面流速,m/s,,即v1????2gH0(m/s)(H为水库水位至坎顶的落差,m);0?——鼻坎的挑角,?;h1——坎顶垂直方向水深,m,h1=hcos?(h为坎顶平均水深,m);h2——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;?——堰面流速系数。附图3t?K—最大冲坑深度,:tK??(附6)式中tK——水垫厚度,自水面算至坑底,m;q——单宽流量,m3/s/m;H——上下游水位差,m;?——冲坑系数,坚硬完整的基岩?=,;坚硬但完整性较差———————————————————————————————————————————————的基岩?=,;软弱破碎,裂隙发育的基岩?=,。四、护坦消力池长度计算公式Fr??gh?,当Fr?,护坦上不设铺助消能工时:Lc?6(h???h?)(附7)式中Lc——护坦消力池长度,m;h?、h??——跃前、跃后共轭水深,m。,,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:Lc?(32.~)h??(附8),,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:Lc?(~)h??(附9)五、空蚀指数估算公式?k?hd?hq?hvv2/2g(附10)式中?k——空蚀指数,无量纲;hd——计算断面处的时均动水压力水头(水柱高,m);?—————————————————————————————————————————————