水利工程设计常用计算公式.doc

水利常见专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH03)1/2式中:m—堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式:u=流量公式Q=Au=A流量模数K=A式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C=R—水力半径(m);i—渠道纵坡;A—过水断面面积(m2);n—曼宁粗糙系数,其值按SL18确定。3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为△x=式中:△x——流段长度(m);g——重力加速度(m/s²);h1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深(m);v1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s);a1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;——流段的平均水里坡降,一般可采用或式中:hf——△x段的水头损失(m);n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n1=n2=n;R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径(m);A1、A2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡);4、各项水头损失的计算如下:(1)沿程水头损失的计算公式为(2)渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为:5、前池虹吸式进水口的设计公式(1)吼道断面的宽高比:b0/h0=—;(2)吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=—;(3)进口断面面积与吼道断面面积之比:A1/A0=2—;(4)吼道断面面积与压力管道面积之比:A0/AM=1—;(5)吼道断面底部高程(b点)在前池正常水位以上的超高值:△z=—;(6)进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比:l/P=—;6、最大负压值出现在吼道断面定点a处,a点的最大负压值按下式确定:式中:—前池内正常水位与最低水位之间的高差(m);h0—吼道断面高度(m);—从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m);—因法向加速度所产生的附加压强水头(m)。附加压强水头按下式计算:式中:—吼道断面中心半径(m)计算结果,须满足下列条件:式中:ha—计算断面处的大气压强水柱高(m);Hv—水的气化压强水柱高(m)最小淹没深度S,可按下式估算:式中:—吼道断面的水流弗劳德数,。虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现:(1)用真空泵抽气发动,可根据设计条件和工况做设备选型;(2)自发动;(3)水力真空装置;(4)水箱抽气装置。断流装置常采用真空破坏阀。在已知hB、a值时,真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算:式中:—真空破坏阀系统的流量系数;—真空破坏阀的断面面积(㎡);—分别为水河空气的密度。7、水库蓄水容积1、总库容估算公式(1)根据库区尺寸初佑:V=BLH/KV—水库总库容,104·m3(万立米)。B—坝址处的河谷宽度(相当于坝顶的部仪),m。L—蓄水后库区延伸长度(回水长度),km(公里)。H—最大坝前水深,m。K—按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数:l:lO时,K=32;1:5时,K=27(2)根据淹没面积初估:V=HA/KV—水库总库容,104·m3(万立米)。A—库区最大水面面积(淹没面积),亩。K—按以下原则采用的系数:库底平坦K=25~30,库底坡度陡K=30~382、有效库容估算公式:V=ChoFV—水库有效库容,104·m3(万立米)。ho—多年平均径流深(查《水文手册》),mm(毫米)。F—水库集雨面积(流域面积),km2(平方公里)。C—按以下原则采用的系数:水库为不完全年调节C=~=~1水库为不完全多年调节C=l~=~、水库灌溉放水流量估算公式:Q=CAQ—最大灌溉放水流量,m³/s。A—水库负担的灌溉面积,104·m3(万立米)。C—按以下原则采用的系数:灌区内小型水利设施很少C=~=~=~、均质土坝坝坡初估公式m上=H/20+2,m下=H/20+、m下—均质土坝上、下游坝坡的边坡系数。H—设计坝高,m。5、堆石坝坝坡初估公式m上=H/30+,m下=~、m下—堆石坝上、下游坝坡的边坡系数。H—设计坝高,m。6、水库调洪演算水量平衡方程式:式中:△t——调洪时段,(s)Q1、Q2——时段初、末进库流量(m3/s)Q1′、Q2′——时段初、末出库流量(m3/s)V1、V2——时段初、末水库库容7、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2g