水力學輔導材料9

1、1水力學輔導材料水力學輔導材料9：一、一、第8章渠系連接建筑物的水力計算渠系連接建筑物的水力計算【教學基本要求教學基本要求】本章主要是工程水力設計計算，包括渡槽、跌水以及漸變段等實際工程的水力計算。這部分不內(nèi)容作為本課程考試的要求，但是實際工程中會經(jīng)常遇到。希望學員們結合自己的工作需要去學習。【內(nèi)容提要和學習指導內(nèi)容提要和學習指導】81渠系連接建筑物的水力計算基本公式渠系連接建筑物的水力計算基本公式1明槽漸變段的水力計算公式明槽漸變段的

2、水力計算公式明槽漸變段的上下游水位差△z：進口收縮漸變段tLJgvgvzzz????????)22)(1(21122221???出口擴散漸變段tLJgvgvzzz????????)22)(1(22221112???明渠漸變段的長度Lt：)(minmaxBBLt????η為系數(shù)：對進口的收縮段，η取1.5～2.5；對出口的擴散段，η取2.5～3.0。)(1212zzhh?????2渡槽的水力計算公式渡槽的水力計算公式槽身段流量與斷面尺寸的

3、關系：iRACQ??槽身段水面降落值：Lizz???32進、出口漸變段的水力計算公式與明槽漸變段的水力計算公式相同。3跌水的水力計算公式跌水的水力計算公式矩形斷面進口23012HgmbQd??bHK0121????流量系數(shù)m按堰流確定；按圖8－6所示選用。K?3段，水面有所回升，而底部降低。5渡槽水力計算的內(nèi)容和步驟渡槽水力計算的內(nèi)容和步驟渡槽的水力計算主要是指：根據(jù)設計流量、允許的水位落差和上下游渠道均勻流的正常水深和流速，確定渡槽的

4、橫斷面尺寸和縱坡，選定進、出口的漸變段型式和尺寸。同時調(diào)整渡槽進出口底部高程，使通過設計流量時上下游渠道中保持均勻流。渡槽的水力計算步驟為：⑴根據(jù)允許的水位落差，擬定渡槽的底坡i；⑵根據(jù)設計流量Qd，擬定渡槽的橫斷面形式和尺寸；⑶計算渡槽中的正常水深h0；⑷擬定進、出口漸變段的形式和尺寸，并計算相應的長度、水面跌落或回升值、底部高程升降值等。⑸校核計算結果是否滿足工程要求。若不滿足，重新選擇進、出口漸變段的型式和尺寸或渡槽斷面的形式和尺

5、寸，重復上述計算，直到滿足為止。6跌水的類型和組成跌水的類型和組成跌水分為單級跌水和多級跌水兩種。單級跌水由進口段、跌水墻和消能段三部分組成；多級跌水是由若干個單級跌水首尾相連而成的。根據(jù)天然地面落差的大小，可決定修建單級跌水或多級跌水。當天然地面落差小于3～5米時，常做成單級跌水；當落差太大時，則將落差等分成高差相同的若干級，使水流呈階梯狀逐級下跌，做成多級跌水。7單級跌水各組成部分的作用及特點單級跌水各組成部分的作用及特點進口段的作

6、用是使水流平順通過跌坎，并控制上游渠道的水位，避免上游渠道產(chǎn)生過大的跌落或壅高。其幾何特征是：寬度收縮（寬度小于上游渠道寬度），底部水平（Ps=0）或抬高（Ps＞0），斷面形狀有矩形、梯形和曲線型。其過流特點與自由出流的實用堰流或寬頂堰流相同。跌水墻一般做成垂直或略有傾斜的墻?？砂磯w的結構穩(wěn)定性要求設計，水力學方面沒有特殊要求。消能段的作用是消除跌落水流的剩余能量，使下游渠道免受沖刷。消能段常做成消力墻式消力池或降低護坦高程形成的消力

7、池。水流跌落時，進入消力池之前為自由射流，入消力池之后產(chǎn)生淹沒度不大的水躍，與底流消能的水流特點相同。設計消力池長度要考慮水流跌落時的射程外，其它與底流消能的水力計算相同。8跌水的設計流量跌水的設計流量Qd跌水的設計流量Qd的選擇原則是：由Qd決定的跌坎尺寸，當Q=Qd時，上游渠道為均勻流；當Q=Qmax和Q=Qmin時，上游渠道的壅水和跌落值為最小。對于矩形斷面進口，在Qmax和Qmin之間選擇一個滿足上述要求的值作為設計流量Qd；對