導(dǎo)流水力計(jì)算補(bǔ)充資料

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導(dǎo)流水力學(xué)計(jì)算目的:擬定泄水建筑物尺寸；確定圍堰高程及高度；為計(jì)算導(dǎo)流方案工程量提供依據(jù)。分為四類(lèi)介紹：分段圍堰法前期之束窄河床導(dǎo)流水力計(jì)算、導(dǎo)流后期之底孔與缺口導(dǎo)流水力計(jì)算、隧洞導(dǎo)流水力計(jì)算、明渠導(dǎo)流水力計(jì)算。

一、分段圍堰法之前期導(dǎo)流的水力計(jì)算

要求:束窄河床流速校核；確定上、下游圍堰的高程及長(zhǎng)度；確定縱向圍堰的高程及長(zhǎng)度。

1.上游水位計(jì)算(上游水位壅高計(jì)算,其中下游水位按實(shí)測(cè)水位流量關(guān)系確定)繪出束窄河床導(dǎo)流水位計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

圖中z為上下游水位差，m；v0為上游圍堰前(原河床)水流的行近流速,m/s；vc為束窄河床段水流收縮斷面處的流速,m/s。(1)計(jì)算公式[教材公式(1-3)]

上述計(jì)算簡(jiǎn)圖中，可近似假定hc=hd，按能量方程：

式中,河床束窄斷面處流vc為：(公式1-4)

QD為導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量,m3/s.

設(shè)上游圍堰前水位壅高后,河床過(guò)水面積為Au:

則v0為而Au與河床地形與z有關(guān).Au=f(Hu)=f(z)

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(2)試算法求z：

已知:導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量QD;河床水位-面積曲線H-A(或圖上得量H對(duì)應(yīng)的A值)；下游水位-流量關(guān)系曲線hd-Q；K及其它系數(shù)。計(jì)算步驟:

step1:由QD,K求vc,校核vc是否小于允許流速[vc]，并選定各種系數(shù)值；step2:設(shè)z=zs,求hu,=hd+zs。并查得Au；step3:求v0=QD/Au；

step4:將vc和v0代入公式(1-3),求出z；

step5:比較判定|z-zs|

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2.圍堰高程及布置同前3.導(dǎo)流隧洞洞徑D選擇(洞徑優(yōu)化)

若洞徑D大,可加大泄流量Q,相應(yīng)圍堰高度低；反之，若洞涇D減小,泄流能力Q減小,會(huì)增加圍堰高度高，

一般來(lái)講，以隧洞開(kāi)挖襯砌費(fèi)用+圍堰費(fèi)用→min應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流隧洞臨時(shí)支護(hù)形式,進(jìn)行方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較4.導(dǎo)流隧洞消能防沖略

四、明渠導(dǎo)流的水力計(jì)算

計(jì)算要求:明渠的過(guò)流量及流速；確定明渠過(guò)水?dāng)嗝嫘问郊懊娣e；確定上、下游圍堰的高程及長(zhǎng)度；1.上游水位計(jì)算

明渠進(jìn)水口可初估為堰流形式，即可按堰流公式計(jì)算渠道進(jìn)口泄流能力，進(jìn)而求出相應(yīng)于導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量QD的明渠進(jìn)口上游水位。2.明渠均勻流計(jì)算公式

流速v=C√RJ流量Q=Av=AC√(Ri)若C采用曼寧公式計(jì)算，則流速v=R2/3i1/2/n

流量Q=AR2/3i1/2/n

式中，n-糙率；R-水力半徑；i-坡比2.渠內(nèi)水面曲線推求

用于確定明渠