1、思考題思考題：閘孔出流閘孔出流kHLi=0i2iK KN NK Kc2c0b2b0堰流及閘堰流及閘孔出流孔出流堰流的類型堰流的類型及計(jì)算公式及計(jì)算公式堰流分類堰流分類薄壁堰流薄壁堰流水力計(jì)算水力計(jì)算3202QmbgH堰流計(jì)算堰流計(jì)算公式公式薄壁堰流薄壁堰流實(shí)用堰流實(shí)用堰流寬頂堰流寬頂堰流薄壁堰流薄壁堰流分類分類計(jì)算公式計(jì)算公式矩形薄壁堰流矩形薄壁堰流三角形薄壁堰流三角形薄壁堰流梯形薄壁堰流梯形薄壁堰流矩形薄壁堰流矩形薄壁堰流三角形薄壁堰流三角形薄壁堰流2/302 HgbmQ堰流及閘堰流及閘孔出流孔出流實(shí)用堰流實(shí)用堰流水力計(jì)算水力計(jì)算分類分類寬頂堰流寬頂堰流水力計(jì)算水力計(jì)算計(jì)算計(jì)算公式公式曲線型

2、實(shí)用堰流曲線型實(shí)用堰流折線型實(shí)用堰流折線型實(shí)用堰流分類分類計(jì)算計(jì)算公式公式有坎寬頂堰流有坎寬頂堰流無(wú)坎寬頂堰流無(wú)坎寬頂堰流23012 HgbmnQs2/3012 HgbmnQs3/202sQmnbgH剖面形狀剖面形狀 淹沒(méi)出流及淹沒(méi)出流及水力設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì) 1m 、淹沒(méi)條件淹沒(méi)條件 1m 、385. 0maxm08 . 0 Hhs 例例8-5 今擬在某攔河壩上游設(shè)置一灌溉進(jìn)水閘如圖今擬在某攔河壩上游設(shè)置一灌溉進(jìn)水閘如圖所示。已知，進(jìn)閘流量所示。已知，進(jìn)閘流量Q為為41m3/s，引水角，引水角為為450，閘下，閘下游渠道中水深游渠道中水深h1為為2.5m，閘前水頭，閘前水頭H為為2m，閘孔數(shù)，閘孔

3、數(shù)n為為3，邊墩進(jìn)口處為圓弧形，閘墩頭部為半圓形，閘墩厚邊墩進(jìn)口處為圓弧形，閘墩頭部為半圓形，閘墩厚d為為1m，邊墩的計(jì)算厚度邊墩的計(jì)算厚度為為0.8m，閘底坎進(jìn)口為圓弧形，坎長(zhǎng)，閘底坎進(jìn)口為圓弧形，坎長(zhǎng)為為6m，上游坎高，上游坎高P1為為7m，下游坎高，下游坎高P2為為0.7m，攔河壩前，攔河壩前河中流速河中流速v0為為1.6m/s。求所需的堰孔凈寬。求所需的堰孔凈寬b。 解：因?yàn)?， ，故閘孔全開(kāi)時(shí)為寬頂 堰流，其計(jì)算公式為 現(xiàn)分別計(jì)算式中各項(xiàng)： 1閘前全水頭H0 由于行近流速v0的方向與進(jìn)水閘軸線交角為450， 故全水頭H0可以下列公式計(jì)算 326H105 . 2H23012 Hgmnb

4、QsmgvaHH1 . 245cos8 . 926 . 112cos2022000 2流量系數(shù)流量系數(shù)m 當(dāng)當(dāng)P17m， 時(shí)，對(duì)堰頂入口為圓弧形的寬頂時(shí)，對(duì)堰頂入口為圓弧形的寬頂堰，流量系數(shù)堰，流量系數(shù)m=0.36。 3淹沒(méi)系數(shù)淹沒(méi)系數(shù) 由由 因?yàn)橐驗(yàn)?，故為淹沒(méi)出流。，故為淹沒(méi)出流。 根據(jù)根據(jù) ，從表，從表8-2查得查得 5 . 3271HPsmPhhs8 . 17 . 05 . 221mH68. 11 . 28 . 08 . 0008 . 0 Hhs857. 01 . 28 . 10Hhs953. 0s 4側(cè)收縮系數(shù)側(cè)收縮系數(shù) 對(duì)閘、邊墩頭部為圓弧形，堰頂入口邊緣為圓弧的寬頂對(duì)閘、邊墩頭部

5、為圓弧形，堰頂入口邊緣為圓弧的寬頂堰，（堰，（8-15）式中）式中a0=0.1。則中孔側(cè)收縮系數(shù)。則中孔側(cè)收縮系數(shù) 邊孔側(cè)收縮系數(shù)邊孔側(cè)收縮系數(shù) 1nn111) 1()11 (1272 . 01 . 01431bbbb)8 . 021 (8 . 02272 . 01 . 01431bbbb 因因b 未知，故計(jì)算只能按未知，故計(jì)算只能按試算法試算法進(jìn)行。進(jìn)行。 設(shè)設(shè)nb9m，則，則 ；由此可求得；由此可求得 0.980 mb339985. 0)1331 (133272 . 01 . 01431)8 . 02331 (8 . 0233272 . 01 . 01431 則則 將各已知值代入堰流計(jì)算基

6、本公式的右端，當(dāng)所得值將各已知值代入堰流計(jì)算基本公式的右端，當(dāng)所得值等于已知流量時(shí)，所假定的等于已知流量時(shí)，所假定的nb即為所求：即為所求： 41m3/s 故所需的堰孔凈寬故所需的堰孔凈寬b=9m，分三孔（，分三孔（n=3），每孔凈），每孔凈寬寬b=3m。 983. 0398. 0985. 0) 13(1231 . 243. 4936. 0953. 0983. 0Q12 例例8-6 某泄洪排沙閘共四孔，每孔凈寬某泄洪排沙閘共四孔，每孔凈寬b為為14m；閘墩頭部為半圓形，墩厚閘墩頭部為半圓形，墩厚d為為5m，閘室上游翼墻為八字形，閘室上游翼墻為八字形，收縮角收縮角為為300，翼墻計(jì)算厚度，翼墻計(jì)

7、算厚度為為4m；上游河道斷面近似；上游河道斷面近似矩形，河寬矩形，河寬B為為79m；閘室下游邊一陡坡渠道坡度；閘室下游邊一陡坡渠道坡度i為為2，閘底高程為閘底高程為100m（圖（圖8-28）。試計(jì)算閘門全開(kāi)，上游水）。試計(jì)算閘門全開(kāi)，上游水位高程為位高程為111.0m時(shí)的流量。時(shí)的流量。 解：因閘室下游為陡坡渠道，下游為急流。故閘門解：因閘室下游為陡坡渠道，下游為急流。故閘門全開(kāi)時(shí)通過(guò)閘室的水流應(yīng)為多孔無(wú)坎寬頂堰自由出流。計(jì)全開(kāi)時(shí)通過(guò)閘室的水流應(yīng)為多孔無(wú)坎寬頂堰自由出流。計(jì)算公式為算公式為 式中，式中，b=nb =414=56m； 應(yīng)為包括側(cè)收縮影響的各孔流量系數(shù)的加權(quán)平均值應(yīng)為包括側(cè)收縮影響

8、的各孔流量系數(shù)的加權(quán)平均值?？煞謩e計(jì)算中孔流量系數(shù)?？煞謩e計(jì)算中孔流量系數(shù) 及邊孔流量系數(shù)及邊孔流量系數(shù) ，然后，然后用加權(quán)平均法求用加權(quán)平均法求 ，具體計(jì)算如下：，具體計(jì)算如下： 中孔流量系數(shù)中孔流量系數(shù) 2302 HgbmQ m1m2mm1m；查得由表363.058737.051414179.0145.221mdbbBbbdbr 邊孔流量系數(shù)邊孔流量系數(shù) 平均流量系數(shù)平均流量系數(shù) 由于堰前過(guò)水?dāng)嗝娌淮螅仨氂?jì)入行近流速的影響由于堰前過(guò)水?dāng)嗝娌淮?，必須?jì)入行近流速的影響。但流量未知，。但流量未知， v0無(wú)法求出。可采用無(wú)法求出?？刹捎谩爸鸩浇品ㄖ鸩浇品ā庇?jì)算計(jì)算。 2m363. 0487

9、32. 130637. 0421414220mctgctgbbBb查得由表m363. 04363. 0363. 0) 14() 1(21nmmnm 第一次近似計(jì)算：第一次近似計(jì)算： 假定假定v010，即，即H01H11m，則，則 第二次近似計(jì)算：第二次近似計(jì)算： 根據(jù)已求得的流量，可計(jì)算行近流速的的近似值根據(jù)已求得的流量，可計(jì)算行近流速的的近似值 則則 smQ323132901143. 4144363. 0smHBQv/79. 3869329011793290102mgvahv73. 08 . 9279. 312220002mgvaHH73.1173. 011220002smQ/360073.

10、1143. 4144363. 03232 第三次近似計(jì)算：第三次近似計(jì)算： 第四次近似計(jì)算：第四次近似計(jì)算： 按第三次求得的流量計(jì)算得按第三次求得的流量計(jì)算得 因?yàn)橐驗(yàn)镼4與與Q3相當(dāng)接近相當(dāng)接近 。故可認(rèn)為所。故可認(rèn)為所求的求的 Q3690m3/s，v0=4.23m/s。 smv/14. 41179360003mh87. 08 . 9214. 4120333230.363 4 14 4.43 11.873680/Qms smv/32. 404mhv91. 004mH91.1104smQ/369034%27.0434QQQ 實(shí)際工程中的水閘，實(shí)際工程中的水閘，閘底坎閘底坎一般為一般為寬頂堰或曲

11、線寬頂堰或曲線型實(shí)用堰型實(shí)用堰，閘門型式閘門型式主要有主要有平板閘門及弧形閘門平板閘門及弧形閘門。7-6 閘孔出流的水力計(jì)算閘孔出流的水力計(jì)算 閘孔出流閘孔出流水力計(jì)算任務(wù)水力計(jì)算任務(wù)：（1）在一定閘前水頭下在一定閘前水頭下計(jì)算不同閘孔開(kāi)度時(shí)的計(jì)算不同閘孔開(kāi)度時(shí)的泄流量泄流量Q；（2）根據(jù)已知的泄根據(jù)已知的泄流量求所需的流量求所需的閘孔寬度閘孔寬度b。 一、底坎為寬頂堰的閘孔出流一、底坎為寬頂堰的閘孔出流 閘孔自由出流閘孔自由出流閘孔淹沒(méi)出流閘孔淹沒(méi)出流閘孔出流受水躍位閘孔出流受水躍位置影響可分為置影響可分為自由自由出流出流及及淹沒(méi)出流淹沒(méi)出流。tchhtchh水躍發(fā)生在收縮斷面水躍發(fā)生在收縮

12、斷面處或下游。處或下游。水躍發(fā)生在收縮斷面水躍發(fā)生在收縮斷面上游。上游。1、底坎為寬頂堰閘孔、底坎為寬頂堰閘孔自由出流自由出流的水力計(jì)算的水力計(jì)算02QbegH 式中：式中： 寬頂堰型閘孔自由出流流量系數(shù)寬頂堰型閘孔自由出流流量系數(shù) b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開(kāi)度閘孔開(kāi)度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭 計(jì)算基本公式計(jì)算基本公式： 02220011eeHH 2che（1）對(duì)于對(duì)于平板閘門平板閘門的閘孔的閘孔 流量系數(shù)流量系數(shù)可按南京水利科學(xué)研究所的經(jīng)驗(yàn)公可按南京水利科學(xué)研究所的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式計(jì)算： He)18081. 056. 0()18081. 097. 0(0000He176.060.0討

13、論流量系數(shù)討論流量系數(shù) （2）對(duì)于對(duì)于弧形閘門弧形閘門的閘孔的閘孔 流量系數(shù)流量系數(shù)可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 ：65. 00He 上式的適用范圍是：上式的適用范圍是：250900； 。 2、底坎為寬頂堰閘孔、底坎為寬頂堰閘孔淹沒(méi)出流淹沒(méi)出流的水力計(jì)算的水力計(jì)算02sQbegH 計(jì)算基本公式計(jì)算基本公式： 式中：式中： s淹沒(méi)系數(shù)淹沒(méi)系數(shù) 閘孔自由出流流量系數(shù)閘孔自由出流流量系數(shù) b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開(kāi)度閘孔開(kāi)度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭討論淹沒(méi)系數(shù)討論淹沒(méi)系數(shù) 據(jù)南京水利科學(xué)研據(jù)南京水利科學(xué)研 究所的研究淹沒(méi)系數(shù)究所的研究淹沒(méi)系數(shù)s 與與潛流比潛流比有關(guān)，可由圖有

14、關(guān)，可由圖8.35查得。查得。 ccthHhhsccthHhh 水流流線在閘前整個(gè)深度內(nèi)向閘孔集中，故水流水流流線在閘前整個(gè)深度內(nèi)向閘孔集中，故水流的收縮比平底閘孔充分和完善得多。出閘后水舌在重的收縮比平底閘孔充分和完善得多。出閘后水舌在重力作用下緊貼溢流面下泄，不存在明顯的收縮斷面。力作用下緊貼溢流面下泄，不存在明顯的收縮斷面。 (a)(b) 二、底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流二、底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流 在實(shí)際工程中，由于下游水位過(guò)高而使曲線型實(shí)在實(shí)際工程中，由于下游水位過(guò)高而使曲線型實(shí)用堰頂閘孔形成淹沒(méi)出流十分少見(jiàn)，所以對(duì)曲線型實(shí)用堰頂閘孔形成淹沒(méi)出流十分少見(jiàn)，所以對(duì)曲線型實(shí)用堰頂?shù)拈l

15、孔，我們只討論自由出流的情況。用堰頂?shù)拈l孔，我們只討論自由出流的情況。 cos)357. 025. 0(186. 065. 0HaHee/H 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50 0.60 0.70 0.721 0.700 0.683 0.667 0.652 0.638 0.625 0.610 0.584 0.559 0.535 流量系數(shù)流量系數(shù) 1對(duì)于平板閘門對(duì)于平板閘門式中，式中，值如圖所示。值如圖所示。 2對(duì)于弧形閘門對(duì)于弧形閘門 02gHbeQs 式中：式中： s淹沒(méi)系數(shù)（自由出流淹沒(méi)系數(shù)（自由出流s1） 閘孔自由出流流量系數(shù)閘孔自由

16、出流流量系數(shù) b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開(kāi)度閘孔開(kāi)度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭 計(jì)算基本公式計(jì)算基本公式： 總總 結(jié)：結(jié)： 解解: 因?yàn)橐驗(yàn)?故為閘孔出流。故為閘孔出流。 先判別閘孔出流的性質(zhì)：先判別閘孔出流的性質(zhì)： 由表由表8-7，當(dāng)，當(dāng)e/H0.2時(shí)，垂直收縮系數(shù)時(shí)，垂直收縮系數(shù)20.619，則收縮水深為則收縮水深為65. 02 . 051Hemehc619. 01619. 02 例例8-8 矩形渠道中修建一水閘，閘底板與渠底齊矩形渠道中修建一水閘，閘底板與渠底齊平，閘孔寬平，閘孔寬b等于渠道寬度，等于渠道寬度，b為為3m，閘門為平板門。，閘門為平板門。今已知，閘前水深今已知，閘前水深

17、H為為5m，閘孔開(kāi)度，閘孔開(kāi)度e為為1m。求下游。求下游水深水深ht為為3.5米時(shí)通過(guò)閘孔的流量。米時(shí)通過(guò)閘孔的流量。 收縮水深收縮水深hc的共軛水深的共軛水深 由下式計(jì)算由下式計(jì)算 收縮斷面的流速收縮斷面的流速vc為為 若不計(jì)行近流速的影響；上式中閘孔自由出若不計(jì)行近流速的影響；上式中閘孔自由出 流的流量系數(shù)流的流量系數(shù)用（用（8-23）式計(jì)算。則）式計(jì)算。則 ch) 181(22ccccghvhh022022gHbegHbebhQvccsmvc/04. 9543. 4619. 02 . 0176. 060. 0 收縮斷面的共軛水深為收縮斷面的共軛水深為 因?yàn)橐驗(yàn)?故閘孔為故閘孔為淹沒(méi)出流淹

18、沒(méi)出流，流量應(yīng)根據(jù)（，流量應(yīng)根據(jù)（8-25）式計(jì)算。）式計(jì)算。 潛流比潛流比 ； 從圖從圖8.35查得淹沒(méi)系數(shù)查得淹沒(méi)系數(shù)s0.72。所以。所以閘孔出流量閘孔出流量為為 mhc91. 2) 1619. 080. 904. 981(2619. 02mhmhct91. 25 . 3282. 091. 2591. 25 . 3)/()(ccthHhhsmQ/1 .12543. 413)2 . 0176. 06 . 0(72. 03解：解： ，由表，由表8.10查得閘孔流量系數(shù)查得閘孔流量系數(shù)0.667。則通過(guò)閘孔的流量為。則通過(guò)閘孔的流量為: 2 . 051He320.667 5 7 1 4.43

19、5231/QbegHms 例例8-9 某水庫(kù)溢流壩共五孔，每孔凈寬某水庫(kù)溢流壩共五孔，每孔凈寬b為為7m；壩頂設(shè)弧形閘門。試求壩頂水頭壩頂設(shè)弧形閘門。試求壩頂水頭H為為5m，各孔均勻開(kāi)，各孔均勻開(kāi)啟，開(kāi)度啟，開(kāi)度e為為1m時(shí)，通過(guò)閘孔的流量（不計(jì)行近流速時(shí)，通過(guò)閘孔的流量（不計(jì)行近流速水頭）。水頭）。 7-7 泄水建筑物下游的水流銜接與消能泄水建筑物下游的水流銜接與消能1、問(wèn)題：、問(wèn)題：高速下泄水流對(duì)河床的沖刷高速下泄水流對(duì)河床的沖刷2、任務(wù)：、任務(wù)：消除下泄水流多余的能量消除下泄水流多余的能量3、解決辦法：、解決辦法： 能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化底流式消能底流式消能挑流式消能挑流式消能 面流式消能面流

20、式消能 常用消能措施：常用消能措施：1、底流式消能、底流式消能（underflow energy dissipation） 利用利用水躍表面旋滾和水躍表面旋滾和強(qiáng)烈紊動(dòng)強(qiáng)烈紊動(dòng)消能消能 在建筑物下游采取一定在建筑物下游采取一定工程措施，控制水躍發(fā)生位工程措施，控制水躍發(fā)生位置，使得置，使得c-c斷面的急流與斷面的急流與下游正常緩流銜接起來(lái)。高下游正常緩流銜接起來(lái)。高流速主要在底部。流速主要在底部。2、挑流式消能、挑流式消能(ski-jump energy dissipation) 利用利用挑流水舌與旋滾挑流水舌與旋滾消能消能 利用下泄水流所挾帶的利用下泄水流所挾帶的巨大動(dòng)能，因勢(shì)利導(dǎo)將水流巨大

21、動(dòng)能，因勢(shì)利導(dǎo)將水流挑射至遠(yuǎn)離建筑物的下游，挑射至遠(yuǎn)離建筑物的下游，使下落水舌對(duì)河床的沖刷不使下落水舌對(duì)河床的沖刷不會(huì)危及建筑物的安全。會(huì)危及建筑物的安全。3、面流式消能、面流式消能(surface flow energy dissipation) 當(dāng)下游當(dāng)下游水深較大且水深較大且比較穩(wěn)定比較穩(wěn)定時(shí)，可采取一時(shí)，可采取一定工程措施，將下泄的定工程措施，將下泄的高速水流導(dǎo)向下游水流高速水流導(dǎo)向下游水流的上層，主流與河床之的上層，主流與河床之間由巨大的底部旋滾隔間由巨大的底部旋滾隔開(kāi)，可避免高速主流對(duì)開(kāi)，可避免高速主流對(duì)河床的沖刷。余能主要河床的沖刷。余能主要通過(guò)通過(guò)水舌擴(kuò)散，流速分水舌擴(kuò)散，流速

22、分布調(diào)整及底部旋滾與主布調(diào)整及底部旋滾與主流的相互作用流的相互作用而消除。而消除。利用表面旋滾消能利用表面旋滾消能 下圖采用消能戽是一種下圖采用消能戽是一種底流和面流底流和面流結(jié)合應(yīng)用的實(shí)例。結(jié)合應(yīng)用的實(shí)例。7.8 底流消能的水力計(jì)算底流消能的水力計(jì)算主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1、控制斷面水深、控制斷面水深hc的計(jì)算的計(jì)算2、水躍位置與形式的判別、水躍位置與形式的判別3、消能池的設(shè)計(jì)、消能池的設(shè)計(jì)一、控制斷面水深一、控制斷面水深hc的計(jì)算的計(jì)算1、推導(dǎo)：利用能量方程、推導(dǎo)：利用能量方程（E.E）2、hc計(jì)算方法：計(jì)算方法： 試算圖解法試算圖解法 迭代計(jì)算迭代計(jì)算（矩形斷面）（矩形斷面） 查圖法查圖法

23、2220001222ccccEPHhggg ghEccc2)(20c1令令ccAQv 20222ccQEhgA2002g 222222022ccccghqhgAQhE對(duì)于矩形斷面：對(duì)于矩形斷面：ccAbh二、水躍的位置與形式及其對(duì)消能的影響二、水躍的位置與形式及其對(duì)消能的影響 cthh cthh cthh 臨界式水躍臨界式水躍 遠(yuǎn)驅(qū)式水躍遠(yuǎn)驅(qū)式水躍 淹沒(méi)水躍淹沒(méi)水躍 平底閘孔下游三種水躍銜接形式的示意圖平底閘孔下游三種水躍銜接形式的示意圖 ctjhh 1j1j1j 水流銜接形式與消能要求水流銜接形式與消能要求ctjhh 淹沒(méi)系數(shù)淹沒(méi)系數(shù) j j 1 淹沒(méi)水躍淹沒(méi)水躍 消能要求：消能要求：穩(wěn)定略

24、淹沒(méi)的水躍穩(wěn)定略淹沒(méi)的水躍 控制淹沒(méi)系數(shù)控制淹沒(méi)系數(shù) j1.051.1三、消能池的水力計(jì)算三、消能池的水力計(jì)算 挖深式挖深式降低護(hù)坦高程；降低護(hù)坦高程；消力坎式消力坎式在護(hù)坦末端修建消能坎；在護(hù)坦末端修建消能坎；消能池的形式：消能池的形式： 降低護(hù)坦高程消力池的設(shè)計(jì)降低護(hù)坦高程消力池的設(shè)計(jì)1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：降低護(hù)坦高程；降低護(hù)坦高程；2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 池深池深d； 池度池度Lk；3、池深、池深d的確定：的確定：3、池深、池深d的確定：的確定：)(1zhhdtcj 2122)(1)(12cjthhgqz1Tjchh消能條件消能條件zhdhtT幾何條件幾何條件gghgHt22222222

25、2111出口能量條件出口能量條件確定池深確定池深d的步驟：的步驟：1、根據(jù)設(shè)計(jì)流量、根據(jù)設(shè)計(jì)流量Q設(shè)設(shè)，初估一個(gè)初始值初估一個(gè)初始值d1；2、計(jì)算、計(jì)算100dEE3、根據(jù)、根據(jù) 確定確定 和和 ；0E1ch1ch4、計(jì)算、計(jì)算 ；1z5、計(jì)算、計(jì)算 ；2d6、比較、比較 ； 較大時(shí)，重新假設(shè)進(jìn)行較大時(shí)，重新假設(shè)進(jìn)行試算，重復(fù)步驟試算，重復(fù)步驟26，直到，直到 滿足要求。滿足要求。21,dd21dddd)(1zhhdtcj 粗略估算：粗略估算：tcjhhd 4、消能池長(zhǎng)度、消能池長(zhǎng)度Lk的確定：的確定：Lk（0.70.8）Lj5、消能池設(shè)計(jì)流量的確定：、消能池設(shè)計(jì)流量的確定：1）池深設(shè)計(jì)流量的

26、確定：池深設(shè)計(jì)流量的確定：2）池長(zhǎng)設(shè)計(jì)流量：池長(zhǎng)設(shè)計(jì)流量：Qhthc”h(hc”- ht)maxQdQ長(zhǎng)長(zhǎng)dQmax (hc”-ht)maxQ深深d93. 011) 1(8 .10FrhLjtcjhhd 在護(hù)坦末端設(shè)置消能坎所形成的消能池在護(hù)坦末端設(shè)置消能坎所形成的消能池主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1、確定坎高、確定坎高c c；2、確定池長(zhǎng)、確定池長(zhǎng)Lk k；特點(diǎn)特點(diǎn): : E0 0保持不變保持不變; ; 坎后水流的銜接坎后水流的銜接; ;1、坎高、坎高c的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)1) 滿足的條件滿足的條件: :消能要求消能要求: :幾何要求幾何要求: :出池能量條件出池能量條件: : 看成折線型或曲線型實(shí)用堰看成

27、折線型或曲線型實(shí)用堰Tjchh1ThcH21 11012vHHg22/31121()22 ()sjcqqHmggh出池能量條件出池能量條件: :22/31121()22 ()sjcqqHmggh坎的流量系數(shù)坎的流量系數(shù); ;45.045.0)(42.01010101HhHhHhfmssss坎后淹沒(méi)系數(shù)坎后淹沒(méi)系數(shù); ;自由出流自由出流; ;查表查表9.2; ;2) c的計(jì)算步驟的計(jì)算步驟: :QdE0hchc0 . 1s42. 01mH10, H1校核校核11Hhccj出流出流10Hhs45. 010Hhs45. 010Hhsdcc 1一級(jí)坎設(shè)計(jì)合理一級(jí)坎設(shè)計(jì)合理: Adcc 1試算坎高試算坎

28、高: BA:坎后水流銜接校核，坎后水流銜接校核，cHE1001tchh1設(shè)第二級(jí)坎；設(shè)第二級(jí)坎；tchh1End；B: 試算坎高，試算坎高，1c2c202,HH20Hhs2s2320122 Hgmqs計(jì)實(shí)q實(shí)計(jì)qq實(shí)計(jì)qqdcc 2，Adcc 2，B3,cqq實(shí)計(jì)3,cqq實(shí)計(jì)2、消能池長(zhǎng)、消能池長(zhǎng)Lk的計(jì)算的計(jì)算Lk（0.70.8）Lj3、設(shè)計(jì)流量的確定、設(shè)計(jì)流量的確定 在不同流量范圍內(nèi)假定不同的流量，確在不同流量范圍內(nèi)假定不同的流量，確定不同定不同c，取較大值。，取較大值。 綜合式消能池綜合式消能池 設(shè)計(jì)：先按坎后產(chǎn)生臨界水躍設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：先按坎后產(chǎn)生臨界水躍設(shè)計(jì)c，降低降低c值，由值，由c和

29、和H1確定確定d綜合式消力池綜合式消力池消力墩消力墩 輔助消能工輔助消能工目的：加劇擴(kuò)散，紊動(dòng)，混摻，目的：加劇擴(kuò)散，紊動(dòng)，混摻，方法：趾墩，消能墩，尾檻等方法：趾墩，消能墩，尾檻等 下游防護(hù)下游防護(hù)組成：護(hù)坦，組成：護(hù)坦，海漫，齒墻等海漫，齒墻等溢流壩溢流壩水利工程的泄流建筑物水利工程的泄流建筑物 和下游消能設(shè)施和下游消能設(shè)施消力池消力池2、挑流式消能、挑流式消能( (ski-jump energy dissipation) ) 7-9 挑流消能的水力計(jì)算挑流消能的水力計(jì)算 主要任務(wù)主要任務(wù)是：按已知的水力條件選定適宜的挑坎型是：按已知的水力條件選定適宜的挑坎型式，確定挑坎高程、反弧半徑和挑

30、射角，計(jì)算挑流射程式，確定挑坎高程、反弧半徑和挑射角，計(jì)算挑流射程和下游沖刷坑深度。和下游沖刷坑深度。 一、挑流消能水力計(jì)算一、挑流消能水力計(jì)算 1）挑流射程的計(jì)算挑流射程的計(jì)算2）沖坑深度的計(jì)算沖坑深度的計(jì)算3）挑坎的設(shè)計(jì)挑坎的設(shè)計(jì) 挑流消能的挑流消能的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)約下游護(hù)坦，構(gòu)造簡(jiǎn)單，是：節(jié)約下游護(hù)坦，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于維修；缺點(diǎn)是霧氣大，尾水波動(dòng)大。便于維修；缺點(diǎn)是霧氣大，尾水波動(dòng)大。1）挑流射程的計(jì)算挑流射程的計(jì)算1、射程射程 L0 的計(jì)算公式的計(jì)算公式 2211210sincos2211cossinuhhagguLttan1tshtL2、水下射程、水下射程 L1其中，其中，ts 為沖刷

31、坑的深度。為沖刷坑的深度。 式中：式中：a為坎高，即下為坎高，即下游河床至挑坎頂游河床至挑坎頂部的高差；部的高差；ht為為沖刷坑后的下游沖刷坑后的下游水深；水深；h1為為1-1斷面的水深。斷面的水深。ttshqt75. 0cot175. 01sin5 . 24 . 22）沖刷坑深度的估算）沖刷坑深度的估算（1）對(duì)于）對(duì)于砂卵石砂卵石河床，可用下式計(jì)算：河床，可用下式計(jì)算： （2）對(duì)于）對(duì)于巖石巖石河床，經(jīng)驗(yàn)公式為河床，經(jīng)驗(yàn)公式為tsshzqkt25. 05 . 0式中：式中：ts為沖刷坑深度，為沖刷坑深度，m； ht為沖刷坑后的下游水深，為沖刷坑后的下游水深，m； 為反映流速脈動(dòng)的某一系數(shù)值，可取為反映流速脈動(dòng)的某一系數(shù)值，可取1.52.0； vt為水舌進(jìn)入下游水面的流速（單位為為水舌進(jìn)入下游水面的流