進(jìn)口閘門段的斷面為兩個高2.8米，寬

1.75米的矩形斷面，該段并設(shè)有檢修隧洞的平面閘門；洞身段斷面直徑ｄ=3.5米的圓形斷面，該段底坡i1=0.00417；進(jìn)口閘門段與洞身段之間用進(jìn)口漸變段連接；出口閘門段的斷面為兩個邊長1.75米的正方形斷面，并設(shè)有控制隧洞流量的平面閘門；洞身段與出口閘門段之間用出口漸變段連接；擴(kuò)散段的斷面為矩形，底寬由4.7米增至12.7米，進(jìn)口閘門段的斷面為兩個高2.8米，寬1

前段為8米水平段，后段為底坡i2=0.2的斜坡段；消力池斷面為矩形，底寬為12.7米；各段長度及高程見圖4-1。隧洞洞身用鋼筋混凝土襯砌，糙率ｎ=0.014。水庫設(shè)計洪水位為124.48米，相應(yīng)的隧洞設(shè)計流量Q=108米3/秒，相應(yīng)于設(shè)計流量的下游水位為94.47米。前段為8米水平段，后段為底坡i2=0.2的斜坡段；消力2當(dāng)隧洞閘門全開，要求：1.核算庫水位為設(shè)計洪水位時，隧洞能否通過相應(yīng)的設(shè)計流量；2.繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系曲線；3.當(dāng)隧洞通過設(shè)計流量時，繪制隧洞的總水頭線和測管水頭線；4.按設(shè)計流量進(jìn)行隧洞出口的消能計算。當(dāng)隧洞閘門全開，要求：3

隧洞水頭H=水庫設(shè)計洪水位－出口洞頂高程

=124.48－（95.54+1.75）=27.19米

二、核算庫水位為設(shè)計洪水位時，隧洞能否通過相應(yīng)的設(shè)計流量

因下游水位為94.47米，低于隧洞出口底部高程95.54米，隧洞水流為自由水流。有壓隧洞自由出流的流量按下式計算：Q=μcω（2gH0）1/2

因隧洞上游為水庫，故v0≈0，則隧洞總水頭

H0≈H=27.19米隧洞水頭H=水庫設(shè)計洪水位－出口洞頂高程4

因隧洞上游為水庫，則隧洞總水頭H0≈H＝27.19；隧洞流量系數(shù)按下式計算：

因則因隧洞上游為水庫，則隧洞總水頭H0≈H＝27.5取。于是得ω為管道出口斷面面積;ωi、λi、ξi、di、li分別為任意管道的斷面面積、沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)、管徑、管長。取。于是得ω為管道出口斷面面積;ωi、λi、6有壓隧洞水力計算實(shí)例課件71.攔污柵：柵條橫斷面為矩形，寬度b=1厘米，高度l=5厘米，又柵條間凈距s=5厘米，則

按及值4.1由表查得攔污柵傾角時的局部阻力系數(shù)。因本隧洞攔污柵傾角

，其局部阻力系數(shù)先確定隧洞各局部阻力系數(shù)：ζ=ζ90°sinα=0.364×sin67°23′=0.3361.攔污柵：柵條橫斷面為矩形，寬度b=1厘米，高度先確定隧洞82.進(jìn)口：進(jìn)口為喇叭形，由表4.1查得3.進(jìn)口閘門槽：對于平面閘門門槽，由表4.1取4.進(jìn)口漸變段：進(jìn)口漸變段斷面由矩形變?yōu)閳A形，其局部阻力系數(shù)尚無法確定，先參數(shù)其它同類工程的試驗資料，取2.進(jìn)口：進(jìn)口為喇叭形，由表4.1查得9

由表4-2得

Σ0.00384(li/R3/4)(ω/ωi)2=0.5006Σζi(ω/ωi)2=0.23875.出口漸變段：出口漸變段斷面由圓形變?yōu)榫匦危渚植孔枇ο禂?shù)亦參考同類工程的試驗資料，取6.出口閘門槽：出口閘門槽亦為平面閘門槽，。隧洞各段的0.00384(li/R3/4)(ω/ωi)2

及ζi(ω/ωi)2

值的計算成果列于表4-2。由表4-2得5.出口漸變段：出口漸變段斷面10

可見圖4-1擬定的隧洞尺寸可以滿足通過設(shè)計流量的要求。

則隧洞流量可見圖4-1擬定的隧洞尺寸可以滿足通則隧洞流量11有壓隧洞水力計算實(shí)例課件12則保證隧洞為有壓流的最低庫水位為

1.5d＋進(jìn)口洞底高程=5.25＋96.0=101.25米三、繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系曲線保證隧洞為有壓流的最小洞前水深為

1.5d=1.5×3.5=5.25米

或Scr=cv(d)1/2c為經(jīng)驗系數(shù)(0.55-0.73),取c=0.55;v為閘門斷面的水流流速;d為閘門空口高度,d=2.8米。則Scr=0.55×108/(2×2.8×1.75)×(2.8)1/2=10.14(米)則保證隧洞為有壓流的最低庫水位為三、繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系13

有壓隧洞的流量按下式計算：()

在庫水位為101.25米以上設(shè)一系列庫水位，計算一系列相應(yīng)的流量Q，計算成果列于表4-3的數(shù)據(jù)繪制庫水位與隧洞關(guān)系曲線于圖4-2。在庫水位為101.25米以上設(shè)一系列庫水位，14有壓隧洞水力計算實(shí)例課件15有壓隧洞水力計算實(shí)例課件16位置（米）（米/秒）（米）（米）（米）攔污柵57.601.870.180.3360.06進(jìn)口9.8011.006.170.1000.61進(jìn)口閘門段9.8011.006.170.03490.240.1000.61進(jìn)口漸變段9.6211.206.390.0900.57洞身段9.6211.206.391.08306.81出口漸變段6.1317.6015.700.0200.31出口閘門段6.1317.6015.700.04610.720.1001.57∑7.773.73位置（米）（米/秒）（米）（米）（米）攔污柵57.60117四、繪制通過設(shè)計流量時的隧洞總水頭線和測管水頭線按隧洞通過設(shè)計流量計算各段的流速水頭和水頭損失，其中沿程總水頭損失局部水頭損失計算成果列于表4-4.按下式核算計算成果：四、繪制通過設(shè)計流量時的隧洞總水頭線和測管水頭線18

計算的H與通過設(shè)計流量時的水頭H=27.19米甚為接近，說明計算成果正確。按表17.15的數(shù)據(jù)繪出隧洞總水頭線與測管水頭線于圖17.11.五、按設(shè)計流量進(jìn)行隧洞出口消能計算隧洞按下列數(shù)據(jù)進(jìn)行消能計算：流量下游水位為94.47米；隧洞出口斷面水深；隧洞出口斷面流速水頭；隧洞出口底部高程為95.54米；下游河底高程為90.87米。

計算的H與通過設(shè)計流量時的水頭H=27.19（一）判別下游水躍形式隧洞出口斷面總水頭擴(kuò)散段末端單寬流量

臨界水深（一）判別下游水躍形式20

近似按實(shí)用堰上閘孔出流的情況由表10.1查得斜坡擴(kuò)散段的流速系數(shù)。按及值由附錄圖解Ⅵ查得，則下游水深因，下游發(fā)生遠(yuǎn)離水躍，應(yīng)做消能工?，F(xiàn)擬做消力池。

（二）求消力池深度

近似按實(shí)用堰上閘孔出流的情況由表10.1查得斜坡擴(kuò)散21按，及值由附錄圖解Ⅵ查得，則池深采用。（三）求消力池長度

按及值由附錄圖解Ⅵ查得，，則

按，及值由附錄圖解Ⅵ查得22水躍長度則池長采用。

有壓隧洞水力計算實(shí)例課件23

進(jìn)口閘門段的斷面為兩個高2.8米，寬

1.75米的矩形斷面，該段并設(shè)有檢修隧洞的平面閘門；洞身段斷面直徑ｄ=3.5米的圓形斷面，該段底坡i1=0.00417；進(jìn)口閘門段與洞身段之間用進(jìn)口漸變段連接；出口閘門段的斷面為兩個邊長1.75米的正方形斷面，并設(shè)有控制隧洞流量的平面閘門；洞身段與出口閘門段之間用出口漸變段連接；擴(kuò)散段的斷面為矩形，底寬由4.7米增至12.7米，進(jìn)口閘門段的斷面為兩個高2.8米，寬24

前段為8米水平段，后段為底坡i2=0.2的斜坡段；消力池斷面為矩形，底寬為12.7米；各段長度及高程見圖4-1。隧洞洞身用鋼筋混凝土襯砌，糙率ｎ=0.014。水庫設(shè)計洪水位為124.48米，相應(yīng)的隧洞設(shè)計流量Q=108米3/秒，相應(yīng)于設(shè)計流量的下游水位為94.47米。前段為8米水平段，后段為底坡i2=0.2的斜坡段；消力25當(dāng)隧洞閘門全開，要求：1.核算庫水位為設(shè)計洪水位時，隧洞能否通過相應(yīng)的設(shè)計流量；2.繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系曲線；3.當(dāng)隧洞通過設(shè)計流量時，繪制隧洞的總水頭線和測管水頭線；4.按設(shè)計流量進(jìn)行隧洞出口的消能計算。當(dāng)隧洞閘門全開，要求：26

隧洞水頭H=水庫設(shè)計洪水位－出口洞頂高程

=124.48－（95.54+1.75）=27.19米

二、核算庫水位為設(shè)計洪水位時，隧洞能否通過相應(yīng)的設(shè)計流量

因下游水位為94.47米，低于隧洞出口底部高程95.54米，隧洞水流為自由水流。有壓隧洞自由出流的流量按下式計算：Q=μcω（2gH0）1/2

因隧洞上游為水庫，故v0≈0，則隧洞總水頭

H0≈H=27.19米隧洞水頭H=水庫設(shè)計洪水位－出口洞頂高程27

因隧洞上游為水庫，則隧洞總水頭H0≈H＝27.19；隧洞流量系數(shù)按下式計算：

因則因隧洞上游為水庫，則隧洞總水頭H0≈H＝27.28取。于是得ω為管道出口斷面面積;ωi、λi、ξi、di、li分別為任意管道的斷面面積、沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)、管徑、管長。取。于是得ω為管道出口斷面面積;ωi、λi、29有壓隧洞水力計算實(shí)例課件301.攔污柵：柵條橫斷面為矩形，寬度b=1厘米，高度l=5厘米，又柵條間凈距s=5厘米，則

按及值4.1由表查得攔污柵傾角時的局部阻力系數(shù)。因本隧洞攔污柵傾角

，其局部阻力系數(shù)先確定隧洞各局部阻力系數(shù)：ζ=ζ90°sinα=0.364×sin67°23′=0.3361.攔污柵：柵條橫斷面為矩形，寬度b=1厘米，高度先確定隧洞312.進(jìn)口：進(jìn)口為喇叭形，由表4.1查得3.進(jìn)口閘門槽：對于平面閘門門槽，由表4.1取4.進(jìn)口漸變段：進(jìn)口漸變段斷面由矩形變?yōu)閳A形，其局部阻力系數(shù)尚無法確定，先參數(shù)其它同類工程的試驗資料，取2.進(jìn)口：進(jìn)口為喇叭形，由表4.1查得32

由表4-2得

Σ0.00384(li/R3/4)(ω/ωi)2=0.5006Σζi(ω/ωi)2=0.23875.出口漸變段：出口漸變段斷面由圓形變?yōu)榫匦?，其局部阻力系?shù)亦參考同類工程的試驗資料，取6.出口閘門槽：出口閘門槽亦為平面閘門槽，。隧洞各段的0.00384(li/R3/4)(ω/ωi)2

及ζi(ω/ωi)2

值的計算成果列于表4-2。由表4-2得5.出口漸變段：出口漸變段斷面33

可見圖4-1擬定的隧洞尺寸可以滿足通過設(shè)計流量的要求。

則隧洞流量可見圖4-1擬定的隧洞尺寸可以滿足通則隧洞流量34有壓隧洞水力計算實(shí)例課件35則保證隧洞為有壓流的最低庫水位為

1.5d＋進(jìn)口洞底高程=5.25＋96.0=101.25米三、繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系曲線保證隧洞為有壓流的最小洞前水深為

1.5d=1.5×3.5=5.25米

或Scr=cv(d)1/2c為經(jīng)驗系數(shù)(0.55-0.73),取c=0.55;v為閘門斷面的水流流速;d為閘門空口高度,d=2.8米。則Scr=0.55×108/(2×2.8×1.75)×(2.8)1/2=10.14(米)則保證隧洞為有壓流的最低庫水位為三、繪制庫水位與隧洞流量關(guān)系36

有壓隧洞的流量按下式計算：()

在庫水位為101.25米以上設(shè)一系列庫水位，計算一系列相應(yīng)的流量Q，計算成果列于表4-3的數(shù)據(jù)繪制庫水位與隧洞關(guān)系曲線于圖4-2。在庫水位為101.25米以上設(shè)一系列庫水位，37有壓隧洞水力計算實(shí)例課件38有壓隧洞水力計算實(shí)例課件39位置（米）（米/秒）（米）（米）（米）攔污柵57.601.870.180.3360.06進(jìn)口9.8011.006.170.1000.61進(jìn)口閘門段9.8011.006.170.03490.240.1000.61進(jìn)口漸變段9.6211.206.390.0900.57洞身段9.6211.206.391.08306.81出口漸變段6.1317.6015.700.0200.31出口閘門段6.1317.6015.700.04610.720.1001.57∑7.773.73位置（米）（米/秒）（米）（米）（米）攔污柵57.60140四、繪制通過設(shè)計流量時的隧洞總水頭線和測管水頭線按隧洞通過設(shè)計流量計算各段的流速水頭和水頭損失，其中沿程總水頭損失局部水頭損失計算成果列于表4-4.按下式核算計算成果：四、繪制通過設(shè)計流量時的隧洞總水頭線和測管水頭線41

計算的H