99拱壩泄槽、導(dǎo)墻和消能防沖的設(shè)計(jì)計(jì)算目錄TOC\o"1-3"\h\u20967拱壩泄槽、導(dǎo)墻和消能防沖的設(shè)計(jì)計(jì)算 ②對(duì)中孔，T0=186.95-118.95=68m，q=211.26m2/s，用Excel可試算得hc=6.4m。1.1.3泄槽反弧段半徑根據(jù)試算得到的坎上水深hc可求得泄槽反弧段半徑。對(duì)淺孔，R=(6-10)hc=(6~10)×5.15=(30.9~51.5)m，取R=40m；對(duì)中孔，R=(6-10)hc=(6~10)×6.4=(38.4~64)m，取R=60m。1.2導(dǎo)墻設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)規(guī)范要求，導(dǎo)墻厚度一般為0.5~2m，本設(shè)計(jì)為了防止導(dǎo)墻過薄被高速下泄水流沖蝕多度而無法正常工作，取導(dǎo)墻厚度為1.0m。高速水流下泄會(huì)有摻氣現(xiàn)象，根據(jù)拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范可估算摻起水深（3-2）式中 ——不計(jì)波動(dòng)及摻氣時(shí)的水深；——不計(jì)波動(dòng)及摻氣時(shí)平均流速，φ=0.95；——修正系數(shù)，1.0~1.4；Zc——水庫水位至坎頂落差，m。h——不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，取h=hc，m；表3-1設(shè)計(jì)工況下淺孔和中孔的摻氣水流總深度計(jì)算表泄水孔Zc（m）V（m/s）h（m）AeC（%）（m）淺孔6833.2395.1460.1340.06125.482中孔6833.2396.3970.1160.05156.744根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定，為防止高速下泄水流因摻氣現(xiàn)象而越過導(dǎo)墻，使導(dǎo)墻不能正常工作，所以導(dǎo)墻應(yīng)高出泄水時(shí)摻氣水面以上1~1.5m，故取淺孔導(dǎo)墻高度為6.5m，取中孔導(dǎo)墻高度為8.0m。1.3消能防沖計(jì)算1.3.1下游水舌挑距（3-4）式中L——水舌拋距，m，如有水流向心集中影響者，則拋距還應(yīng)乘以0.90~0.95的折減系數(shù)v1——坎頂水面流速，，m/s；v——坎頂平均流速；θ——鼻坎的挑射角度，為θ=20o；h1——坎頂垂直方向的水深，h1=hcosθ，h為坎頂平均水深，m；h2——坎頂至河床表面落差，m；——堰面流速系數(shù)表3-2設(shè)計(jì)和校核工況下淺孔和中孔的下游水舌挑距計(jì)算表工況泄水孔Zc（m）v（m/s）v1（m）θ（°）h（m）h1（m）h2（m）L（m）設(shè)計(jì)淺孔6833.23936.563205.1464.97126.95117.58中孔6833.23936.563206.3976.17926.95119.03校核淺孔70.9533.95237.347205.3245.14226.95121.20中孔70.9533.95237.347206.4336.21426.95122.511.3.2最大沖坑深度（3-7）式中沖坑深度——為沖刷系數(shù)，取1.0hk——鼻坎單寬流量q所決定的臨界水深，hk=(q2/g)1/3，m；H——上下游水位差，m。根據(jù)模型試驗(yàn)及實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)可知道挑流消能要滿足以下條件才能保證泄水建筑物不受沖坑影響：（3-8）式中t——原河床水深，m；L——水舌挑距，m。表3-4設(shè)計(jì)和校核工況下淺孔和中孔的下游沖坑深度驗(yàn)算表工況泄水孔H（m）q（m3/s）hk（m）tr（m）t（m）設(shè)計(jì)淺孔73171.6914.4338.3005321.957.19中孔73211.2616.5742.4855621.955.80校核淺孔75.7181.4714.9739.7357022.26.91中孔75.7217.4516.8943.4964322.25.751.3.3消能率計(jì)算對(duì)沖消能主要研究對(duì)沖點(diǎn)處水舌相撞的動(dòng)能損失，令m1=ρq1，m2=ρq2，ρ為水的密度，對(duì)x，y，z三個(gè)方向計(jì)算碰撞體的動(dòng)能損失為：（3-9）（3-10）（3-11）若交匯點(diǎn)均在水面以上，則交匯點(diǎn)處的消能率：（3-12）本設(shè)計(jì)兩泄水孔口同時(shí)下泄洪水，進(jìn)行對(duì)沖消能，根據(jù)泄洪時(shí)開啟的對(duì)