溢洪道水力计算书doc资料.doc

1.基本资料1.1 水文规划资料根据调洪计算成果，后胡水库溢洪道消能防冲按30年一遇洪水标准设计，其相应下泄流量为204m3/s，50年设计洪水其相应下泄流量为234.5m3/s。1000年洪水校核，其相应下泄流量为651.7m3/s。1.2 溢洪道现状溢洪道位于大坝左岸，为开敞式，进口高程153.50m，下游河底高程136.00m，总落差17.50m，溢洪道总长457.4m，最大泄量651.7m3/s。现状溢洪道一级明渠段右岸边坡进行了护砌，左岸边坡未防护，一级陡坡以下工程均未修建。2. 设计标准本次设计溢洪道轴线结合工程现状布置进行布置，溢洪道总长度为396.581m，底宽28.0m。溢洪道工程共分9个部分，具体设计如下。1、进水渠段位于溢洪道桩号0+0000+038.8之间，总长38.8m，底宽28.0m，底坡为-1/1000，底部不护砌。进水渠段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。2、控制段位于溢洪道桩号0+038.80+058.8之间，总长20m，底宽28.0m，底坡为平坡，采用M7.5浆砌石护底，厚30cm。控制段右岸边坡维持现状护坡不变，左岸采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。3、一级明渠段位于溢洪道桩号0+058.80+148之间，总长89.2m，底宽28.0m，底坡1/1000，底部在桩号0+138.80+148之间采用M7.5浆砌石护底，厚30cm，其余不护砌。明渠段右岸边坡桩号0+058.80+076之间维持现状护坡不变；右岸桩号0+0760+148采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1:1。明渠段左岸桩号0+058.80+148之间采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1。4、一级陡坡段位于溢洪道桩号0+1480+198之间，长50m，底宽28m，为梯形断面，底坡1/5，落差7.85m。护砌结构型式为：陡坡段底部采用C25钢筋砼护底，厚40cmm，底板下垫层采用溢洪道原有素混凝土，并设置纵横向软式透水管；陡坡段两岸采用现状浆砌石防护，外挂C25素混凝土面板防护，在桩号0+1480+188之间护砌形式由C25素混凝土面板防护渐变为C25现浇钢筋砼悬臂式挡墙护砌，墙高3.2m，挡墙底部设碎石垫层，厚10cm；挡土墙基础与底板交接处设一道伸缩缝，宽2cm，采用低发泡沫塑料板填缝，并设置651型橡胶止水带。5、一级消能防冲段位于溢洪道桩号0+1980+220.8之间，消力池长22m，池深2.2m，宽28m，为矩形断面。护砌结构型式为：消力池底板采用C25钢筋砼护砌，厚1.0m，底板下依次设400g/m2土工布一层，碎石垫层，厚15cm；消力池两侧采用C25现浇钢筋砼扶臂式挡土墙进行防护，墙高5.2m，挡土墙底部设碎石垫层，厚10cm；消力池尾部设C25现浇钢筋砼消力坎，坎高2.2m，顶宽0.8m；挡土墙基础与消力池底板交接处设一道伸缩缝，宽2cm，采用低发泡沫塑料板填缝，并设置651型橡胶止水带。在消力池的左岸有一冲沟，为防止对消力池边墙及消力池底的冲刷，对冲沟进行护砌。护砌结构形式为：底板采用C25钢筋砼护砌，长20m，宽11.4m，厚40cm，底板下依次设400g/m2土工布一层，碎石垫层，厚15cm；两侧采用C25现浇钢筋砼扶臂式挡土墙进行防护，墙高5.2m，挡土墙底部设碎石垫层，厚10cm。6、二级明渠段位于溢洪道桩号0+220.80+290.09之间，长69.29m，底宽28.0m，底坡1/1000，二级明渠段底部在桩号0+275.090+290.09采用M7.5浆砌石护底，其余不护砌；两侧桩号0+220.8230.09之间护砌形式由M7.5浆砌石挡土墙渐变为M7.5浆砌石护坡，桩号0+230.090+275.09之间采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1:1，桩号0+275.090+290.09之间护砌形式由M7.5浆砌石护坡渐变为M7.5浆砌石挡土墙。7、二级陡坡段位于溢洪道桩号0+290.090+352.78之间，长62.69m，底宽28m，底坡1/5.4，为矩形断面，落差9.65m，护砌结构型式同一级陡坡。8、二级消能防冲段位于溢洪道桩号0+352.780+376.58之间，池长23m，底宽28m，池深2.1m，为矩形断面，护砌结构型式同一级消力池段工程。9、海漫段位于溢洪道桩号0+376.580+396.58之间，长20m，底部采用M7.5浆砌石护砌，厚30cm；海漫段左岸桩号0+376.580+386.58之间护砌由M7.5浆砌石重力式挡土墙渐变为M7.5浆砌石护坡，桩号0+386.580+396.58采用M7.5浆砌石护坡，厚30cm，坡度为1：1，桩号0+396.58以下与现状顺接；海漫段右岸桩号0+376.580+386.58之间护砌为M7.5浆砌石重力式挡土墙，墙高由3m逐渐降低到2m，桩号0+386.580+396.58采用M7.5浆砌石重力式挡土墙，墙高2m，出口为扩散式出口。3.溢洪道水面线计算3.1 临界水深计算明渠段临界水深hk、采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序计算临界水深。临界水深计算公式：式中：Q计算流量，30年一遇为142m3/s，50年一遇为184m3/s，500年一遇为300 m3/s。Ak过水断面面积；Bk水面宽度，进口明渠段取42m，二级明渠段取4236m； g重力加速度；g=9.8m/s2。 3.2 水面线计算原理 溢洪道水面线推求采用明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序， 计算公式如下： 其中：h1为已知断面水深，h2为欲求断面水深。将已知参数代入计算公式即可得所求断面水深。3.3水面线计算结果采用新疆水利厅编写的水利水电工程设计计算程序集中D-7明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序，进口明渠段、控制段及二级明渠段计算结果如下：30年一遇水面线：* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 204.00 11 1 1.81不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0300 28 0 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -9.2 各分段之纵坡: 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 1.812 3.489 1.811 4.021 0.000 0.000 b1 1 2.128 3.489 1.811 3.423 -10.000 -10.000 b1 2 2.235 3.489 1.811 3.259 -10.000 -20.000 b1 3 2.242 3.489 1.811 3.250 -10.000 -30.000 b1 4 2.342 3.489 1.811 3.111 -10.000 -40.000 b1 5 2.396 3.489 1.811 3.041 -10.000 -50.000 b1 6 2.449 3.489 1.811 2.975 -10.000 -60.000 b1 7 2.456 3.489 1.811 2.967 -10.000 -70.000 b1 8 2.503 3.489 1.811 2.911 -10.000 -80.000 b1 9 2.556 3.489 1.811 2.850 -10.000 -90.000 b1 10 2.563 3.489 1.811 2.843 -10.000 -100.000 b1 11 2.563 3.489 1.811 2.843 -9.200 -109.200 b1* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 204.00 6 1 1.81不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0150 28 0 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17 12.91 各分段之纵坡: 0.1850 0.1850 0.1850 0.1850 0.1850 0.1850 0.1850 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 1.810 0.444 1.811 4.025 0.000 0.000 b2 1 0.908 0.444 1.811 8.027 10.170 10.170 b2 2 0.740 0.444 1.811 9.845 10.170 20.340 b2 3 0.653 0.444 1.811 11.154 10.170 30.510 b2 4 0.597 0.444 1.811 12.197 10.170 40.680 b2 5 0.560 0.444 1.811 13.008 10.170 50.850 b2 6 0.529 0.444 1.811 13.772 12.907 63.757 b250年一遇水面线：* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 234.50 11 1 1.99不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0300 28 0 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -9.2 各分段之纵坡: 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 1.988 3.819 1.988 4.213 0.000 0.000 b1 1 2.225 3.819 1.988 3.764 -10.000 -10.000 b1 2 2.452 3.819 1.988 3.416 -10.000 -20.000 b1 3 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -30.000 b1 4 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -40.000 b1 5 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -50.000 b1 6 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -60.000 b1 7 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -70.000 b1 8 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -80.000 b1 9 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -90.000 b1 10 2.459 3.819 1.988 3.406 -10.000 -100.000 b1 11 2.459 3.819 1.988 3.406 -9.200 -109.200 b1* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 234.50 9 1 1.99不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0150 28 0 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -11.1 各分段之纵坡: 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 1.989 2.439 1.988 4.211 0.000 0.000 b1 1 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -10.000 b1 2 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -20.000 b1 3 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -30.000 b1 4 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -40.000 b1 5 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -50.000 b1 6 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -60.000 b1 7 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -70.000 b1 8 1.991 2.439 1.988 4.206 -10.000 -80.000 b1 9 1.991 2.439 1.988 4.206 -11.100 -91.100 b11000年一遇水面线：* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 641.00 11 1 3.72不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0300 28 1 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -9.2 各分段之纵坡: 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 3.716 6.303 3.715 5.439 0.000 0.000 b1 1 4.071 6.303 3.715 4.910 -10.000 -10.000 b1 2 4.250 6.303 3.715 4.676 -10.000 -20.000 b1 3 4.340 6.303 3.715 4.567 -10.000 -30.000 b1 4 4.430 6.303 3.715 4.462 -10.000 -40.000 b1 5 4.435 6.303 3.715 4.456 -10.000 -50.000 b1 6 4.519 6.303 3.715 4.362 -10.000 -60.000 b1 7 4.609 6.303 3.715 4.265 -10.000 -70.000 b1 8 4.615 6.303 3.715 4.259 -10.000 -80.000 b1 9 4.615 6.303 3.715 4.259 -10.000 -90.000 b1 10 4.615 6.303 3.715 4.259 -10.000 -100.000 b1 11 4.615 6.303 3.715 4.259 -9.200 -109.200 b1* * 恒定非均匀渐变流水面曲线计算书 D-7X * * 一.原始数据:流量 分段数 不同断面个数 起始断面水深 641.00 7 1 3.72不同断面的水力要素(按序号排列): 2 0.0300 28 1 各分段之不同断面序号: 1 1 1 1 1 1 1 1 各分段之长度: 0 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -9.29 各分段之纵坡: 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 二.计算结果:分段 水深h 正常水深ho 临界水深hk 流速v 分段长dL 累计长L 曲线类型 0 3.716 6.303 3.715 5.439 0.000 0.000 b1 1 4.071 6.303 3.715 4.910 -10.000 -10.000 b1 2 4.250 6.303 3.715 4.676 -10.000 -20.000 b1 3 4.340 6.303 3.715 4.567 -10.000 -30.000 b1 4 4.430 6.303 3.715 4.462 -10.000 -40.000 b1 5 4.435 6.303 3.715 4.456 -10.000 -50.000 b1 6 4.519 6.303 3.715 4.362 -10.000 -60.000 b1 7 4.525 6.303 3.715 4.355 -9.290 -69.290 b13.4计算成果汇总 1000年一遇洪水溢洪道水力要素表项 目底宽(m)底坡(m)糙率边坡流速（m/s）水位(m)h上(m)h下(m)备注上下上下进口明渠段280.0010.03014.2595.439159.35157.125.853.771000年一遇流量Q=651.7m3/s一级陡坡段280.20.01505.43915.335157.12143.613.771.50二级明渠段280.0010.03014.3555.439148.60148.174.533.77二级陡坡段280.20.01505.43915.858148.17135.603.771.39海漫段2800.02515.2535.253138.42138.422.422.42 50年一遇洪水溢洪道水力要素表项 目底宽(m)底坡(m)糙率边坡流速（m/s）水位(m)h上(m)h下(m)备注上下上下进口明渠段280.0010.03013.4064.213159.35157.125.853.7750年一遇 流量Q=234.5m3/s一级陡坡段280.20.01504.21313.582157.12143.613.771.50二级明渠段280.0010.03014.2064.213148.60148.174.533.77二级陡坡段280.20.01504.21314.096148.17135.603.771.39海漫段2800.02514.0124.012137.32137.321.321.32 30年一遇洪水溢洪道水力要素表项 目底宽(m)底坡(m)糙率边坡流速（m/s）水位(m)h上(m)h下(m)备注上下上下进口明渠段280.0010.03012.8504.021156.30155.112.801.7630年一遇流 量Q=204m3/s一级陡坡段280.20.01504.02113.362155.11142.611.760.52二级明渠段280.0010.03012.9674.021146.64146.092.4561.76二级陡坡段280.20.01504.02113.772146.09134.601.760.48海漫段2800.02513.8523.852137.22137.221.221.224.消能计算按照溢洪道设计规范要求，后胡水库溢洪道消能防冲设施按30年一遇洪水标准设计。设计采用底流式消能，主要尺寸包括池深、池长及消力池底板厚等。1、池深计算跃后水深计算跃后水深计算采用下式：式中：q单宽流量,7.286m3/s；消力池池深d计算采用公式：式中：j消力池出口流速系数，j=1； Ht消力池下游水深； 水跃淹没系数；=0.95； 其余符号同前。将各值代入公式计算得，一级消力池池深d=2.12m，设计采用消力池池深为2.2m。消力池跃后水深为4.78m，设计采用消力池边墙高度为5.2m。二级消力池池深d=2.04m，设计采用消力池池深为2.1m。消力池跃后水深为4.97m，设计采用消力池边墙高度为5.1m。2、池长计算自由水跃长度消力池长度Lk=0.7Lj。计算得：一级消力池Lk=21.09m，二级消力池Lk=22.18m。故一级消力池长度采用22m，二级消力池长度采用23m。3、消力池底板计算消力池底板厚度计算采用下式： 式中： k为经验系数，采用0.2；Q单宽流量，取7.286m3/s；H上下游水位差。计算得：消力池t=0.93m，故一级、二级消力池底板厚度均采用1.0m。陡坡段底板厚度根据陡坡的构造要求，取厚度为40cm。采用C20现浇钢筋混凝土底板，按构造配筋。目 录1.基本资料11.1 水文规划资料11.2 溢洪道现状12. 设计标准13.溢洪道水面线计算43.1 临界水深计算43.2 水面线计算原理43.3水面线计算结果53.4计算成果汇总94.消能计算10