11 消力坎式消力池水力计算.docx

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1、专题IL消力坎式消力池水力计算当泄水建筑物下游发生远离式水跃时，也可以采用修建消能墙，使墙前水位壅高，以期在池内发生稍有淹没的水跃。其水流现象与挖深式消力池相比，主要区别在于池出口不是淹没宽顶堰流而是淹没折线型实用堰流。水力计算的主要任务是确定墙高C和池长Lbo【工程任务】如图所示为一5孔溢流堰，每孔净宽b=7m,闸墩厚度d=2m,上游河道宽度与下游收缩断面处河道宽度相同，即BO=BC=nb+(n-l)d,上下游水位的高程如图中所注，当每孔闸门全开时,通过的泄流量Q=1400m3s,试求：判别底流衔接形式，如为远趋式水跃，试设计一消力坎式消力池。【分析与计算】1.判断是否需要修建消力池上游水面

2、收缩断面处河底总能量为E0 = p + H+- = p + H +2gQ22g(r+H)B(式 Il-Dp=p1=155-10=55(w)=162.4155=7.4(。=1400(5)B0=n?+(n-l)t=57+(5-1)2=32(n)代入上式可得:Eo =55 + 7.4 +1400329.8(55 + 7.4)432= 62.4 l(w)收缩断面处的河道宽度BO=Bt=43（m）,则收缩断面处的单宽流量qjQIBc=1400/43=32.56(W3/6“)坝面流速系数夕=10.015p/H=1-0.015X55/7.4=0.885收缩断面水深的计算公式为(式11-2)69.6,.1.3

3、2.562.62.41=H；-=h+C29.80.88522C经迭代得4=1.061(m)区的共轨水深为:1.06132.5621)=X(Jl+8X1)13.758(加)2V9.81.0613下游水深4=110-100=10（小）。因为413.758（M,所以产生远离式水跃，故需要修建修建消力池，或修建消力坎。2.设计消力坎式墙高墙高计算基本公式为C=bjhJ+塞-=P（式11.3）JC2g（b也”）2z（1）先假设消力墙坎处为自由溢流此时，=1,又加=0.42,z=1.05,代入上式得：3JC = 1.05x13.758”+32,5622g(1.05l3.758)2_(_f1 0.42 2

4、9.8=7.89(m)验证消能墙上的流态:H = +2g(jhcl1)2= 1.0513.758-7.89 +32.56?2x9.8x(1.05x13.758)2=6.81(/?)hs hl-C10-7.896.74= 0,3120.45,属于自由出流，说明假设正确。即计算的墙高也正确，但需要检查消能墙后的底流衔接形式。（2）消力池后底流消能衔接形式的判别这时消力墙前的总能量为E。5+q：2g(b也 ”)22g(jhcn)21.0513.785 +32.56?2x9.8x(1.05x13.785)2=14.47+0.26=14.73(M经迭代计算得阳=2.32（。收缩断面的共扼水深%”=牛（J

5、1+8系1）2.32zLQ32.562nX(Jl+8Xr-1)V9.82.3238.56(m)因为4J;B6)10第4次迭B7=C6计算项目序号名称Excel公式水力计算公式11代(02工作簿)C7=,01计第表格，!$B$9/COl计算表格，!$E$4*SQRT(2*9.8*(01计第表格!$D$9+$B$2-O2自动迭代(勿动)B7)12第5次迭代(02工作簿)B8=C713C8=,01计算表格!$B$9/(，01计算表格，!$E$4*SQRT(2*9.8*(O1计算表格!$D$9+$B$202自动迭代(勿动),!B8)14收缩断面共视水深he(m)B13=A13/2*(SQRT(I+8*$B$9A2/(9.8*A133)-1)也吾q1%RqCngh：15下游水跃形式Cl3=IF(B13D4,远趋式水跃”,IF(Bl3=D4.临界式水跃*淹没式水跃)16是否需要修建消力池D13=IF(OR(C13=远趋式水跃,C13=临界式水跃是，需要修建消力池否，不需修建消力池”)