第六章 施工导流计算
第六章 施工导流计算
6.1河床束窄度
从地形图可知，河床底部宽度108米，于是可将纵向围堰修在深孔左侧，距离左岸44.5m处。由于两岸坡度大致相等。大致计算河床束窄度： K= A1/ A2=44.5/108 =41.2%
6.2一期围堰计算
一期围堰为低水围堰，其高程可按下式计算：
Hu=Zd+?Z+? Hd= Zd+?
式中：Zd——下游水位，由相应的施工期流量查水位~流量曲线得；
Vc2Vo2 Z——水位壅高，?Z=，对于梯形围堰，取0.8； ?22g2g??——安全超高，由《水利工程施工》表1-3《不过水围堰堰顶安全超高下
限值》查得δ=0.5；
Vc——被束窄河床断面流速； V0——原河床断面流速。
20年一遇的导流标准对应的流量为Q=2800m3/s,由水位—流量关系曲线可查得下游水位Zd=148.4m。由河床剖面图可看出，河床断面近似为梯形断面，右岸坡度近似为1：1.76，左岸坡度为1：1.32,河谷宽度108米，束窄河谷宽度44.5米。原河床底部高程145米。所以
原河床断面面积 A1=
3.4(3.4?1.32?3.4?1.76?108?2)?385
2(44.5?44.5?1.76z)?z?44.5z?0.88z2
2束窄后的河床断面面积为 A2=
--------Ⅰ
式中：
z——相对河谷的水深。
所以 V0 =Q/ A1=2800/385=7.2m/s
Vc=Q/ A2=2800/A2
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Vc2Vo2?Z==Z-Zd=z+145-148.4 ?22g2g? --------Ⅱ
联列ⅠⅡ求解得，水深z=6.54。水位壅高?Z=z+145-148.4=3.14米。 （1）上游围堰高程：
Hu=Zd+?Z+?=148.4+3.14+0.5=152.04米 （2）下游围堰高程：
Hd= Zd+?=148.4+0.5=148.9米
6.2二期围堰高程的确定
6.2.1计算原理
采用三角调洪法来进行调洪演算计算上游水位，上游围堰高程即由上游水位加上波浪爬高和安全超高来确定。下游围堰高程由调洪演算得到的下泄流量查水位—下泄流量关系曲线得到下游水位加上波浪爬高和安全超高来确定。 6.2.2 调洪演算 计算过程如下： 用高切林法计算上游水位.将洪水过程线化为一个三角形,再在图上任取下列几个流量值：计算简图如图6-1: 流量QnVV3q3q2V2V1q1 图6-1 洪水过程线的高切林法三角形 任取三个流量： q1=1000 m3/s q2=1500 m3/s q3=2000 m3/s 三角形底边长为125×3600=4.5×105s 时间 33
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则它的面积即库容为：V=4.5×105×2800/2=6.3×108 m3 同理：V1=4.5×105×1000/2=2.25×108m3
V2=4.5×105×1500/2=3.38×108 m3 V3=4.5×105×2000/2=4.5×108 m3
深孔底板高程为140m，查说明书水位—库容曲线图得到很小的库容，忽略不计。则三个下泄量值所对应拦蓄在围堰里的水库库容为：
△V1= V-V1=4.05×108 m3 △V2= V-V2=2.92×108 m3 △V3= V-V3=1.8×108 m3
查说明书水位—库容曲线图,可得库容相对应的水位为： Z1=163m Z2=160.3 mm Z3=157m 将所得的三个数据绘成一条曲线q=f（z1），如图6-2。 假设上游水位为最高水位时，导流底孔泄洪是深孔泄流，其水力学公式为： Q??A2gH0 式中： μ——孔口流量系数，对于深孔取0.83～0.93，拟取0.9; A——泄流面积, A=4×6×3=72m2; H0——作用水头，相对于孔口中心的水头。 任取三个下泄流量值： q1=1000m3/s； q2=1500m3/s； q3=2000 m3/s。 导流底孔总面积A=4×6×2=48m2，代入上式经计算得： H1=12.15m； H2=27.34m； H3=48.6m。 图6-2 q=f(z1)及q=f(z2)曲线 34 第六章 施工导流计算
对应的上游水位值分别为：
Z1=140+12.15+3=155.15m Z2=140+27.34+3=170.34m Z3=140+48.6+3=191.6m
将所得数据绘成一条曲线q=f（z2）（如图6-2） 由图可知两曲线交于点（161.78,1235.5）
故底孔的最大下泄量为1235.5 m3/s，上游水位为161.78m。 6.2.3 围堰高程计算 （1）上游围堰高程：
Hu?hd?ha??
式中：Hu—上游围堰堰顶高程； hd′—上游水位高程；
ha—波浪爬高，由前面计算得ha=1.68m；
δ—围堰的安全超高，由《水利工程施工》表1-3《不过水围堰堰顶安全超高
下限值》查得δ=0.5。
Hu?hd?ha??=161.78+1.68+0.5=163.96m，取164m。 （2）下游围堰高程：
''Hd?hd?ha??
式中：Hd——下游围堰高程；
hd——下游水位高程，由上面的计算得下泄流量为1235.5 m3/s，查水位—流量关系曲线（见说明书附图1）得下游水位为145.3米；
ha——波浪爬高，由前面计算得ha=1.68m；
δ——围堰的安全超高，由《水利工程施工》表1-3查得δ=0.5；
Hd?hd?ha??=145.3+1.68+0.5=147.48m。
表6-1 围堰计算成果表
水位 上游 下游 151.54 148.4 一期 堰顶高程 152.04 148.9 水位 161.78 145.3 二期 堰顶高程 164 147.48 35
