水闸毕业设计计算书

广东水利电力职业技术学院

毕业设计计算书

专业：水利水电建筑工程（工程管理方向）

班级： 08工管2 姓名： 钟剑锋 学号： 080311233 指导教师：曾 越

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MD水闸改建工程初步设计

1水力计算

1.1 闸室的结构型式及孔口尺寸的确定

（1）闸型选择：带胸墙式开敞式水闸 （2）堰型选择：宽顶堰

（3）闸底板高程的确定：根据地质条件可知，选择平底板，底板高程与渠底同高。取-1.0m（4）闸顶高程确定：闸顶高程不应少于设计洪水位与安全超高（按珠江三角洲经验取2m）之和：5.54+2=7.54m

1.2 消能防冲设计

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。本水闸的最大引水流量Qmax=15m3/s (1)消力池的池深

流量按《水力学》闸孔出流公式计算

Q??s?be2gH Vc??2g(H?hc) hc??'e

hc8Vc2h?1??1

2ghc\c式中 e ——闸孔开度（m）

e/H——闸门相对开度

H ——上游水深 (m) H取3m ε

’

——垂直收缩系数，根据e/H值查《水力学》表8-1

hc ——收缩水深 (m)

Vc ——收缩断面流速 (m/s)

? ——闸孔流速系数 ?取0.97

σs ——淹没系数 查《水闸设计规范》表A.0.3-2

hc\——共轭水深 (m)

2

μ ——闸孔流量系数，??0.6?0.18 当e/H=0.1,???1? Q ——流量 （m3/s）

ht ——下游水深 ht=1.8m b ——闸孔净宽 b=4.5m

ee，适用范围为0.1<<0.65；

HHhc H闸底坎为平顶坎时，0.1＜e/H≤0.65,为闸孔出流；e/H＞0.65，为堰流。下游水深小于收缩水深的共轭水深，即ht< hc”，为自由出流，反之为淹没出流。 分别计算当开度e=0.3,e=0.5,e=0.78的流量 当e=0.78时，H=3m,??0.97,b=4.5m

由e/H=1/9.08=0.11<0.65,故为闸孔出流。查《水力学》表8-1得垂直收缩系数?=0.616，流

''????0量系数，hc=?e 取H0=H,则：

'Q??0be2g(H0?hc)?14.86

根据初步计算的流量，求行进流速v0=Q/BH=1.1m/s则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.05m3/s

Q??0be2gH0按式，

?0?0.6?0.181e?0.55H,取H0=3,

Q??0be2gH0=14.88m3/s,v0=Q/BH=1.1m/s

则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.04m3/s,基本结果相同。当不同开度时如下表： e 0.3 0.5 0.7 0.78 0.8 e/H 出流方式 hc 0.1 0.16 0.23 0.26 0.26 Q1 B HO Q 4.5 4.5 4.5 4.5 3.01 3.02 对比Q 闸孔出流 0.1845 5.98 闸孔出流 0.309 9.79 5.99 6.033 9.84 9.875 闸孔出流 0.4347 13.45 闸孔出流 0.4851 14.86 闸孔出流 0.4984 15.23 3.05 13.58 13.58 3.06 15.05 15.04 4.5 3.064 15.43 15.39 判断是否要建消力池 3

e q Q hc'' hs 水跃方式 是否建 hc 0.30 0.62 1.34 6.03 0.18 1.32 1.62 淹没式水跃 N 0.50 0.62 2.19 9.87 0.31 1.63 1.68 淹没式水跃 N 0.70 0.62 3.02 13.59 0.43 1.86 1.74 远离式水跃 Y 0.78 0.62 3.34 15.04 0.49 1.94 1.80 远离式水跃 Y 试算消力池池深：根据公式

由上表可见，在消能计算中，闸门开度大于0.7，跃后水深均大于相应的下游水深，出闸水流是自由出流，为了稳定水跃，需建消力池。

《水力学》中池深的计算公式为

d??h\c?ht??z?z??q22g?2h??q2\ t2ghcq?Qb式中 d ——消力池深度 （m） σ ——水跃淹没系数 σ=1.05

Q ——流量 Q取接近引水量，Q=14.884 m3/s

h\ 取与Q相应的值，h\c ——跃后水深，c?1.915m

? ——水流动能校正系数 ??1.0

q ——过闸单宽流量 （m2/s） Δz ——出池落差 （m） ht ——出池河床水深

? ——闸流流速系数

b ——闸孔净宽 b=4.5m

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