涵卧管水力计算样本.doc

分级卧管式放水涵管
分级卧管式放水涵管是小型工程中广泛采用的一种，它的优点是，放表层水,施工方便;缺点是，施工质量稍差，就容易漏水,检修困难。 “卧管”斜卧在坝端的山坡上,它的下端接消力池,以
消杀水流冲击力,然后再平稳的进入输水涵管流出库外，因此，整个放水输水设备都必须建在岩石或其他的均匀坚实基础上。由于卧管，涵管较长,往往会遇到部分岩基和部分土基，须进行基础处理（可以把基础适当加宽，作浆砌条、块石等人工基础),或根据地形地质情况，使管身平面位置稍微弯曲。总之，务必将管身安砌在均匀坚实的基础上，以免发生过大的或不均匀的沉陷，使建筑物断裂，造成漏水，甚至危及工程安全.
卧管和涵管相接处，任平面图上最好布置成大干90.的交角。卧管坡度要根据地形决定，坡度一致(1/2～1/4）；也可因地制宜，作成不同的坡度.
放水孔设计流量的确定
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放水孔断面计算
按变水头的孔口出流，其平均流量公式:

式中：原西南水工试验所模型试验资料μ=0。72，设计采用0.7;
放水孔面积(米2）；
计算孔口至水面垂直距离(米)
当一孔不能满足灌溉用水时，可以同时打开两孔,甚至三孔放水。此时公式中的H变了，每孔平均流量公式应为：

式中：计算第i孔孔口中心至水面的垂直距离(米)
计算孔口中心至水面以下第一个孔口中心的垂直距离(米）
由于放水孔是一种变水头出流，流量随水头的变化相差很大，所以每两孔的高差力求缩小,多开孔数，流量比较均匀.
为了使用方便，计划制定“卧管放水孔水头、孔径、流量关系表”（表5—1），可供查用。《小型水库设计》四川人民出版社,四川省水利水电勘测设计院编，P132。
卧管设计流量
卧管断面的设计流量,应当是放水孔刚开启时最大水头所通过的最大流量。计算公式如下：

式中:为第i孔的孔口中心至水面的水头(垂直水深）
卧管断面设计
断面设计据原西南水工试验所模型试验资料，水流经放水孔跌入卧管内，水柱跃起的高度约为正常水深2。5-3。5倍,为了保持跌下水柱跃高不致淹没放水孔出口，卧管侧墙高度应比正常水深加高3—4倍。附图V（一),（二），采用卧管侧墙为正常水深四倍。其计算公式：

式中:放水管通过的最大流量。
卧管过水断面面积.
谢才系数。
卧管底坡.
水力半径。
卧管为一种急坡水流，流速比较大,是一种水气混合物,称为含气水流.计算含气水流在不均匀流状态下的概略方法，是将含气水流当作不含气水流计算，但糙率应较实际酌最加大,其值随底坡而变，如下表：
底坡i
1/2。0
1/2.5
1/3.0
1/3。5
1/4.0
糙率加大倍数量
3。3
2。5
2.0
1。7
1.5

卧管消力池设计
为了使卧管中急流进入涵管后变为缓流，平稳地流出涵管，在卧管和涵管之间用消力池连接,使水流在消力池中发生水跃，消除其能量.计算目的是使在消力池中产生淹没水跃.由于卧管底坡大于临界底坡，管中产生降水曲线，但是一般卧管很长，降水曲线已经完结，以匀流状态进入消力池。因此降水曲线末端之水深，可以近似采用卧管中的正常水深,并作为第一共轭水深。
第二其轭水深按下式计算：
、
式中:第一共轭水深，即等于卧管正常水深.
卧管最大设计流量
流速分布不均系数，采用1.1
消力池宽度
重力加速度
卧管最大设计流量
消力池深度
式中：第二共轭水深.
涵管中正常水深。
消力池长度
消力池输水涵管断面计算
断面计算小型水库输水涵管，可考虑就地取材，建造石砌涵管。为了便于以后检查、整修，最小断面要考虑人能爬行出入，涵管底宽不应小于0。6米。
无压输水涵管（明流)水力计算公式：

式中：流量。
过水断面面积。
谢才系数。
水力半径。
湿周长度.
涵管底坡.