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水闸设计实例1.doc


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水闸设计实例1
水闸设计实例
本工程位于河南省某县城郊处,它是某河流梯级开发中最末一级工程。该河属稳定性河流,河面宽约200m,深约7~10m。由于河床下切较深又无适当控制工程,雨季地表径流自由流走,而雨过天晴经常干旱,加之打井提水灌头及下游水深,如表1所示:
表1 上游水头计算
2v下游水深上游水深H过水断面积行近流速上游水头03流量Q(m/s) 23hs(m) (m) (m) (m/s) (m) H2g0 设计流量937 9 校核流量1220
注:考虑壅高15~20cm。
闸门全开泄洪时,为平底板宽顶堰堰流,根据公式1判别是否为淹没出流。
表2 淹没出流判别表
下游水深 hs上游水头H0计算情况 流态 h, (m) (m)
设计水位 9 淹没出流 9,
校核水位 淹没出流 ,
按照闸门总净宽计算公式(2),根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。其
m,中为堰流侧收缩系数,;为堰流流量系数,。
表3 闸孔总净宽计算表
h下游水深上游水头 s3,B流量Q(m/s) 淹没系数 0(m) hs(m) H(m) H00
设计流量937 9 校核流量1220
b,8根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准,选定单孔净宽m,同时为了 保证闸门对称开启,防止不良水流形态,选用7孔,闸孔总宽度为:
,,,,7,8,2,,4,,nb+(n,1)d==64m 0
由于闸基为软基河床,选用整体式底板,缝设在闸墩上,,,边墩厚1m。如图1所示。
图1 闸孔尺寸布置图 (单位:m)
(四)校核泄洪能力
根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数,查《水闸设计规范》(规范表2-2),结果如下:
b80,,,,, 得 ;
b80,,,,, 得 ;
b80,,,,, 得 ;
所以
n,n,n,,,1,,4,,2,,,,,n,n,n1,4,2123
与假定接近,根据选定的孔口尺寸与上下游水位,进一步换算流量如下表所示:
表4 过流能力校核计算表
h堰上水头H0s计算情况 校核过流能力 ,,Q h0(m)
设计流量937 % 校核流量1220 %
设计情况超过了规定5%的要求,说明孔口尺寸有些偏大,但根据校核情况满足要求,所以不再进行孔口尺寸的调整。
(一)消能防冲设计的控制情况
由于本闸位于平原地区,河床的抗冲刷能力较低,所以采用底流式消能。
设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水,为淹没出流无需消能。,部分闸门局部开启,只宣泄较小流量时,下流水位不高,闸下射流速度较大,才会出现严重的冲刷河床现象,需设置相应的消能设施。为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能,所以采用闸前水深H=,闸门局部开启情况,作为消能防冲设计的控制情况。
为了降低工程造价,确保水闸安全运行,可以规定闸门的操作规程,本次设计按1、3、5、7孔对称方式开启,分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算,找出消力池池深和池长的控制条件。
按公式(7)、(8)、(9)、(11)计算结果列入表1。
表1 消力池池深池长估算表
消力池尺寸 开开单跃泄流启启收缩宽收缩后下游流态水孔高系数 流水深水水深备注 池量 判池跃数度h 深 H 量 长cs, , Q 别 深d 长n q h″ L ces L sj
44
60 自
73 由1 91 27

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  • 时间2022-05-20