水力學(xué)輔導(dǎo)材料9

1、1水力學(xué)輔導(dǎo)材料水力學(xué)輔導(dǎo)材料9：一、一、第8章渠系連接建筑物的水力計(jì)算渠系連接建筑物的水力計(jì)算【教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求】本章主要是工程水力設(shè)計(jì)計(jì)算，包括渡槽、跌水以及漸變段等實(shí)際工程的水力計(jì)算。這部分不內(nèi)容作為本課程考試的要求，但是實(shí)際工程中會(huì)經(jīng)常遇到。希望學(xué)員們結(jié)合自己的工作需要去學(xué)習(xí)?！緝?nèi)容提要和學(xué)習(xí)指導(dǎo)內(nèi)容提要和學(xué)習(xí)指導(dǎo)】81渠系連接建筑物的水力計(jì)算基本公式渠系連接建筑物的水力計(jì)算基本公式1明槽漸變段的水力計(jì)算公式明槽漸變段的

2、水力計(jì)算公式明槽漸變段的上下游水位差△z：進(jìn)口收縮漸變段tLJgvgvzzz????????)22)(1(21122221???出口擴(kuò)散漸變段tLJgvgvzzz????????)22)(1(22221112???明渠漸變段的長(zhǎng)度Lt：)(minmaxBBLt????η為系數(shù)：對(duì)進(jìn)口的收縮段，η取1.5～2.5；對(duì)出口的擴(kuò)散段，η取2.5～3.0。)(1212zzhh?????2渡槽的水力計(jì)算公式渡槽的水力計(jì)算公式槽身段流量與斷面尺寸的

3、關(guān)系：iRACQ??槽身段水面降落值：Lizz???32進(jìn)、出口漸變段的水力計(jì)算公式與明槽漸變段的水力計(jì)算公式相同。3跌水的水力計(jì)算公式跌水的水力計(jì)算公式矩形斷面進(jìn)口23012HgmbQd??bHK0121????流量系數(shù)m按堰流確定；按圖8－6所示選用。K?3段，水面有所回升，而底部降低。5渡槽水力計(jì)算的內(nèi)容和步驟渡槽水力計(jì)算的內(nèi)容和步驟渡槽的水力計(jì)算主要是指：根據(jù)設(shè)計(jì)流量、允許的水位落差和上下游渠道均勻流的正常水深和流速，確定渡槽的

4、橫斷面尺寸和縱坡，選定進(jìn)、出口的漸變段型式和尺寸。同時(shí)調(diào)整渡槽進(jìn)出口底部高程，使通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)上下游渠道中保持均勻流。渡槽的水力計(jì)算步驟為：⑴根據(jù)允許的水位落差，擬定渡槽的底坡i；⑵根據(jù)設(shè)計(jì)流量Qd，擬定渡槽的橫斷面形式和尺寸；⑶計(jì)算渡槽中的正常水深h0；⑷擬定進(jìn)、出口漸變段的形式和尺寸，并計(jì)算相應(yīng)的長(zhǎng)度、水面跌落或回升值、底部高程升降值等。⑸校核計(jì)算結(jié)果是否滿足工程要求。若不滿足，重新選擇進(jìn)、出口漸變段的型式和尺寸或渡槽斷面的形式和尺

5、寸，重復(fù)上述計(jì)算，直到滿足為止。6跌水的類型和組成跌水的類型和組成跌水分為單級(jí)跌水和多級(jí)跌水兩種。單級(jí)跌水由進(jìn)口段、跌水墻和消能段三部分組成；多級(jí)跌水是由若干個(gè)單級(jí)跌水首尾相連而成的。根據(jù)天然地面落差的大小，可決定修建單級(jí)跌水或多級(jí)跌水。當(dāng)天然地面落差小于3～5米時(shí)，常做成單級(jí)跌水；當(dāng)落差太大時(shí)，則將落差等分成高差相同的若干級(jí)，使水流呈階梯狀逐級(jí)下跌，做成多級(jí)跌水。7單級(jí)跌水各組成部分的作用及特點(diǎn)單級(jí)跌水各組成部分的作用及特點(diǎn)進(jìn)口段的作

6、用是使水流平順通過(guò)跌坎，并控制上游渠道的水位，避免上游渠道產(chǎn)生過(guò)大的跌落或壅高。其幾何特征是：寬度收縮（寬度小于上游渠道寬度），底部水平（Ps=0）或抬高（Ps＞0），斷面形狀有矩形、梯形和曲線型。其過(guò)流特點(diǎn)與自由出流的實(shí)用堰流或?qū)掜斞吡飨嗤?。跌水墻一般做成垂直或略有傾斜的墻?？砂磯w的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求設(shè)計(jì)，水力學(xué)方面沒(méi)有特殊要求。消能段的作用是消除跌落水流的剩余能量，使下游渠道免受沖刷。消能段常做成消力墻式消力池或降低護(hù)坦高程形成的消力

7、池。水流跌落時(shí)，進(jìn)入消力池之前為自由射流，入消力池之后產(chǎn)生淹沒(méi)度不大的水躍，與底流消能的水流特點(diǎn)相同。設(shè)計(jì)消力池長(zhǎng)度要考慮水流跌落時(shí)的射程外，其它與底流消能的水力計(jì)算相同。8跌水的設(shè)計(jì)流量跌水的設(shè)計(jì)流量Qd跌水的設(shè)計(jì)流量Qd的選擇原則是：由Qd決定的跌坎尺寸，當(dāng)Q=Qd時(shí)，上游渠道為均勻流；當(dāng)Q=Qmax和Q=Qmin時(shí)，上游渠道的壅水和跌落值為最小。對(duì)于矩形斷面進(jìn)口，在Qmax和Qmin之間選擇一個(gè)滿足上述要求的值作為設(shè)計(jì)流量Qd；對(duì)