=1-0.2[0.7+(2-1)×0.45]× =0.9561 下游水位不影响泄流?s= 1.0 泄流量 Q??s?mB2gH2
32.52 2?6.6 =1×0.9561×0.385×2×6.6×19.6?2.522 =86.05m3/s
同理,可得其他水位对应的泄流量,列入表11。
表11 堰流 Z~Q关系曲线计算
Z m 52 52.5 53 53.5 54 54.5 H m 3 3.5 4 4.5 5 5.5 3e/H 1.528 1.283 1.100 0.963 0.856 0.770 0.700 m 0.385 0.385 0.385 0.385 0.385 0.385 0.385 ? 0.9561 0.9477 0.9390 0.9303 0.9216 0.9129 0.9042 2g 4.427189 4.427189 4.427189 4.427189 4.427189 H0 32Q??mB2gH0 32m 4.000 5.196 6.548 8.000 9.546 m3/s 86.05 110.80 138.34 167.45 197.93 229.63 262.39 51.52 2.52 4.427189 11.180 4.427189 12.899 据以上结果可作堰流z~Q的关系曲线如图5
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任务3. 溢洪道下游挑流消能计算:水流衔接计算、挑距长度、冲刷坑深度、冲刷坑后坡计算。绘制冲刷坑纵图。
一、 资料
溢洪道下游河床高程为25.00米;
水库水位~容积~泄量关系(见表1);溢洪道下泄流量~下游水位关系(见表2);起挑流量为Q=37.23m3/s;河道糙率n=0.033;下游河道岩石软弱破碎,冲刷坑系数k=1.6;水库下游无防洪任务。
连续式挑坎,挑坎高程为30.2米,挑角θ=18° 表1 水库水位~容积~泄量关系 水 库 (m) 库容(万立米) 泄量(秒立米) 52 2093 53 2310 54 2535 55 2765 56 3004 57 3240 58 3471 98.08 151.02 211.00 252.44 280.83 306.04 330.16 绘制水库水位~泄量关系曲线如(图6)
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表2 下泄流量~下游水位关系 泄量(m3/s) 水位(m) 2.69 25.00 39.60 27.37 171.64 28.78 401.90 30.38 绘制下泄流量~下游水位关系曲线如(图7)
二、 计算过程
方法:先进行设计流量Q=251.4m3/s时的水流衔接形式计算,若此时第二陡坡段末端水深(视为收缩断面水深)对应的第二共轭水深大于或等于下游水深时产生远离式水跃或临界水跃,要进行消能结构水力计算,若小于下游水深,产生淹没式水跃,不需消能。若要消能,采用挑流消能措施。
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(一) 所用公式
1. 水流衔接形式式计算:水跃方程,前已列; 2. 挑流消能结构水力计算 空中挑距L?h0=?2t)1S1sin2?[1?1?(a?2sin2?] (m) 1s1式中 ?0?0551——流速系数 ?1?31?k0?5 其中 k——流能比 k=
qgs1?5 1 S1——上游水位至挑坎顶部的高差(m)
θ——鼻坎挑射角 (°)
a ——下游挑坎高, 即下游河床至挑坎顶部的高差(m) ht——冲刷坑后下游水深 (m) 冲刷坑深度 T=K5sq0.Z0.25?ht 式中 T——冲刷坑深度
Ks——冲刷坑系数,由资料k=1.6 q——单宽流量 (m3/s) ht同上。 水下挑距 LT?h1=
ttg? (m) 2式中 β——水舌入水角(°), cos???1s1?2S?z?S?cos?
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