水闸常规水力计算程序

　　重庆韦韦工作室韦韦编制2020/7/2220:352020/7/2220:35一、输入参数闸孔总净宽………………………B0=84m　重力加速度………………………g=9.81　上游水位………………………H上=1301.65m　上游行进流速……………V0=2　底板高程……………………H上底=1292.5　侧收缩系数……………ε=0.95　下游水位………………………H上=1299.57m　流量系数……………m=0.38　下游底高程…………………H下底=1292m二、计算过程1、当hs/H00.9　上游水深H=9.150m流速水头V0^2/2/g=0.204　下游水深hs=7.570m计入行近流速水头的堰上水深H0=9.354淹没系数σ=2.31hs/H0(1-hs/H0)^0.4=0.964淹没出流过流能力Q=3702.4452、当hs/H00.9综合流量系数μ0=0.902淹没出流过流能力Q=3394.634附：侧收缩系数计算1、单孔闸　闸孔净宽……………………b0=4m　上游河道一半水深处的宽度…bs=6m堰流侧收缩系数ε=0.9482、多孔闸　闸孔孔数……………………n=6　中闸墩厚度………………………dz=4m　闸孔净宽……………………b0=14m　边闸墩厚………………………bb=3m中闸孔侧收缩系数εz=0.964中闸孔侧收缩系数εz=0.958堰流侧收缩系数ε=0.963平底宽顶堰淹没出流过流能力计算(校核洪水)一、输入参数闸孔总净宽………………………B0=84m　重力加速度………………………g=9.81　上游水位………………………H上=1300.03m　上游行进流速……………V0=2　底板高程……………………H上底=1292.5　侧收缩系数……………ε=0.95　下游水位………………………H上=1298.38m　流量系数……………m=0.38　下游底高程…………………H下底=1292m二、计算过程1、当hs/H00.9　上游水深H=7.530m流速水头V0^2/2/g=0.204　下游水深hs=6.380m计入行近流速水头的堰上水深H0=7.734淹没系数σ=2.31hs/H0(1-hs/H0)^0.4=0.949淹没出流过流能力Q=2741.8242、当hs/H00.9综合流量系数μ0=0.908淹没出流过流能力Q=2506.890附：侧收缩系数计算1、单孔闸　闸孔净宽……………………b0=4m　上游河道一半水深处的宽度…bs=6堰流侧收缩系数ε=0.9482、多孔闸　闸孔孔数……………………n=6　中闸墩厚度………………………dz=4　闸孔净宽……………………b0=14m　边闸墩厚………………………bb=3中闸孔侧收缩系数εz=0.964中闸孔侧收缩系数εz=0.958堰流侧收缩系数ε=0.963平底宽顶堰淹没出流过流能力计算(设计洪水)mmm平底宽顶堰淹没出流过流能力计算(设计洪水)一、输入参数过闸流量………………………Q=2540m3/s　重力加速度………………………g=9.81消力池首宽………………b1=108m　流速系数……………φ=0.95　消力池末宽…………b2=108　水流动能校正系数……………α=1　上游水位………………………H上=1299.65m　水跃淹没系数……………σ0=1.05　底板高程……………………H上底=1292.5　下游水位………………………H上=1298.09m　下游底高程…………………H下底=1292m二、计算过程　试输入收缩水深………………hc=2.97m消力池池深d=T0-H=-0.639消力池池深d=σ0*hc-hs'-△Z=-0.639　消力池进口处单宽流量q1=23.519m3/(s·m)　上游水深H=7.150　消力池出口处单宽流量q2=23.519m3/(s·m)　下游水深hs'=6.090　上下游水位差ΔH=1.560m3/s　跃前断面水流弗劳德数Fr=1.467　消力池底板顶面算起的总势能T0=6.511m跃后水深hc=4.853m　出池落差ΔZ=-0.355m0.8421.197三、最终取消力池池深……………t=0.5m挖深式消力池池深计算1mm挖深式消力池池深计算1一、输入参数过闸流量2540.00下游水位1298.09闸宽108.00下游底高程1292.00消力池末宽108.00重力加速度g9.81上游水位1299.65流速系数0.95底板高程1292.50水流动能校正系数1.00二、计算过程1、检查闸下水流衔接状态闸处单宽流量q23.519上游水深7.150中间变量A31.237收缩水深hc2.588Fr^23.254查表得η12.100跃后水深hc5.434因hchc故需设消力池2、试求池深试算淹没系数1.050下游水深hs6.090令d=-0.384取池深d=0.500T=7.650收缩水深hc2.429Fr^23.934查表得η12.350跃后水深hc5.708消力池末端单宽流量23.519行进流速3.924池后落差z-0.0233、验算淹没安全系数淹没安全系数1.150最终取池深d0.500挖深式消力池池深计算2Fr2η1Fr2η1Fr2η1Fr2η1Fr2η1Fr2η10.10.170134.62327.50519.627011.350.20.305144.80337.62529.707111.450.30.425155.00347.80539.807211.500.40.530165.15357.90549.907311.600.50.626175.35368.005510.007411.700.60.705185.50378.105610.057511.800.70.785195.70388.255710.127611.850.80.860205.87398.355810.307711.900.90.935215.95408.455910.357812.0032.00226.17418.606010.507912.0542.37236.30428.656110.558012.1452.70246.45438.806210.608112.2063.00256.62448.956310.708212.3073.27266.70459.056410.808312.4083.52276.87469.126510.858412.4693.75287.00479.206610.958512.57104.00297.15489.306711.00114.20307.30499.406811.10124.42317.37509.506911.30矩形断面共轭水深比与弗劳德数的关系一、输入参数　消力池水平投影长度………Ls=7.5m收缩水深……………………hc=1.9m　水跃长度校正系数…………β=0.75m跃后水深…………………hc=6m二、计算过程1、自由水跃长度Lj计算①、欧氏公式自由水跃长度Lj=6.9(hc-hc)=28.29m消力池长度Lsj=Ls+βLj=28.72m三、最终取消力池池长…………L=36m消力池池长计算一、按抗冲要求计算1、输入参数流量……………………………Q=2540m3/s　上游水位………………………H上=1299.65m消力池进口处宽………………b1=104m　下游水位………………………H下=1298.09m　消力池底板计算系数…………k1=0.2　消力池底板高程………………H底=1290m2、计算过程　消力池进口处单宽流量q=24.423m3/(s·m)　上下游水位差ΔH=1.560m消力池始端厚t=k1sqrt(q(sqrt(ΔH))=1.105m消力池末端厚t=t/2=0.552m二、按抗浮要求计算1、输入参数作用在消力池底板顶面的水重…W=80.9kPa　消力池底板的饱合重度………γb=24kN/m3作用在消力池底板的扬压力……U=100.9kPa　消力池底板安全系数…………k2=1.3作用在消力池底板的脉动压力…Pm=7.5kPa2、计算过程消力池始端厚t=k2(U-W±Pm)/γb=1.490m消力池末端厚t=t/2=0.745m三、最终取消力池底板厚…………t=2m消力池底板厚计算一、海漫长度计算1、输入参数流量……………………………Q=33.09m3/s　上游水位………………………H上=14.35消力池末端宽…………………b1=15m　下游水位………………………H下=13.63　海漫长度计算系数……………ks=112、计算过程　消力池末端单宽流量q=2.206m3/(s·m)　上下游水位差ΔH=0.720因为sqrt(qs(sqrt(ΔH))=1.368=1～9故海漫长底Lp=kssqrt(q(sqrt(ΔH))=15.050m二、海漫末端河床冲刷深度计算1、输入参数流量……………………………Q=2540m3/s　海漫末端河床水深……………hm=6.49消力池末端宽…………………b1=104m　河床土质允许不冲流速………[V0]=2.22、计算过程　海漫末端单宽流量qm=24.423m3/(s·m)海漫末端河床冲刷深度dm=1.1qm/[V0]-hm5.722m三、上游护底首端河床冲刷深度计算1、输入参数流量……………………………Q=2540m3/s　上游护底首端河床水深'……hm'=7.15上游护底首端宽…………………b1=104m　河床土质允许不冲流速………[V0]=2.22、计算过程　上游护底首端单宽流量qm'=24.423m3/(s·m)上游护底首端河床冲刷深度dm'=0.8qm'/[V0']-hm'1.731m.四、最终取海漫长度…………t=40m取海漫末端河床冲刷深度dm6.5m取上游护底首端河床冲刷深度dm'3mA12.79375海漫及冲刷深计算mmmkN/m3海漫及冲刷深计算