K.1 渡槽水力设计计算


K.1.1 槽身过流能力应按下列公式计算:

1 槽身长度大于或等于渡槽进口渐变段前上游渠道正常水深的15倍时,应按明渠均匀流公式(K.1.1-1)计算:

标准附图

式中:Q——渡槽的过水流量(m³/s);

A、R——槽身过水断面面积(m²)和水力半径(m);

i一一槽底比降;

n——槽身过水断面的壁面糙率,钢筋混凝土槽身可取n=0.013~0.015;砌石槽身可取n≥0.017。

2 槽身长度小于渡槽进口渐变段前渠道正常水深的15倍时,应按淹没宽顶堰流公式计算:

1)槽身为矩形断面时应按式(K.1.1-2)~式(K.1.1-4)计算:

标准附图

式中:H0——渡槽进口水头(m);

ν1——渡槽进口渐变段前渠道断面平均流速(m/s);

B——矩形槽身底宽(m);

h'——渡槽进口渐变段前渠道断面平均水深(m);

m——流量系数,渡槽进口较平顺时取m=0.35~0.38;进口不平顺可取m=0.32~0.34;

ε——侧向收缩系数,可取ε=0.80~0.92;

b0——槽身净宽(m);

bs——渡槽进口前渠道水宽与渠底宽度的平均值(m);

σs——淹没系数,按表M.0.3-1采用。

2)槽身为U形或梯形断面时应按下列公式计算:

标准附图

式中:ψ——流速系数,可取ψ=0.89~0.95 ;

Z0——计入行近流速水头在内的渡槽上、下游水位差(m);

Z1——渡槽上、下游水位差(m),初步估算时,可取Z1=0.10~0.15m;

g——力加速度(m/s2)。

K.1.2 渡槽总水头损失(图K.1.2)应按下列公式计算:

标准附图

1 对于1级~3级渡槽,总水头损失采用能量法计算。

1)进口段水面降落值应按公式(K.1.2-1)计算:

标准附图

式中:J1-2——进口段的平均水力坡降;

L1——进口段长度(m);

Σζ1——进口段(含节制闸)局部水头损失系数之和,即进口渐变段水头损失系数与门槽水头损失系数之和;

v1——进口渐变段上游渠道断面平均流速(m/s);

v——槽身断面平均流速(m/s)。

当槽身采用双槽或多槽方案时,中间设有隔墙,进口渐变段共用。由隔墙侧收缩引起的水面降落△h(m)可按下式进行计算:

标准附图

式中:k——隔墙头部形状系数,对半圆形可取0.9;

ω——槽内流速水头与水深之比;

a——隔墙总厚度与槽宽之比;

v——槽内流速(m/s)。

进口渐变段水面总降落值为:

标准附图

2)槽身段水面降落值。在长槽情况下,槽身段水流为均匀流,根据槽身长度L和槽底比降i可求得该段水面降落值为:

标准附图

3)出口渐变段水面回升值。渡槽出口水流经过渐变段时,槽身末端的水流动能一部分消耗于摩阻、断面扩大及其他原因引起的沿程水头损失和局部水头损失,一部分恢复为位能而产生水面回升。出口渐变段水面回升值可按下式计算:

标准附图

式中:J3-4——出口渐变段的平均水力坡降;

L2——出口渐变段长度(m);

Σζ2——出口渐变段(含检修闸)局部水头损失系数之和,即出口渐变段水头损失系数与门槽水头损失系数之和;

v2——出口渐变段末端下游渠道断面平均流速(m/s)。

4)渡槽总水头损失(即通过渡槽的总水面降落)应按下式计算:

标准附图

式中:△Z——渡槽总水头损失(m),应等于或略小于渠系规划中允许的水头损失值。

当槽身为短槽时(L≤15h1),槽中水流为非均匀流,对求得的槽宽与水深应按非均匀流进行水面线复核,若复核所得的进、出口水位差超过了规划给定的允许值,应调整槽身断面尺寸重新计算。

2 对于4级、5级渡槽,总水头损失的计算公式中,槽身段水面降落值Z2仍用公式(K.1.2-3)计算,进、出口段可按下列公式计算:

进口段水面降落值

标准附图

出口段水面回升值

标准附图

式中:ξ1、ξ2——分别为渡槽进口渐变段、出口渐变段局部水头损失系数,可根据渐变段形式由表K.1.2查得。

标准附图

标准附图

渡槽总水面降落应按下式计算:

标准附图

K.1.3 水面衔接应按下列公式计算:

1 渡槽进、出口槽身底部高程及出口处下游渠道底部高程按式(K.1.3-1)~式(K.1.3-3)计算。

2 渡槽进口槽身底部高程▽1应按下式计算:

标准附图

式中:▽3——渡槽进口渐变段前上游渠底高程(m);

h1、h——渡槽通过设计流量时相应的上游渠道水深及槽内水深(m)。

3 渡槽出口槽身底部高程S应按下式计算:

标准附图

4 渡槽出口渐变段末端下游渠底高程▽4应按下式计算:

标准附图

式中:h2——渡槽通过设计流量时相应的下游渠道水深(m)。

K.1.4 弯道处凹岸与凸岸间的槽身内横向最大水面差△h可按下式计算:

标准附图

式中:a1——弯道上游槽身直段水流的动能修正系数,可取a1=1.0;

v——弯道上游槽身直段过水断面的平均流速(m/s);

r——弯道的弯曲半径(m);

A——弯道上游槽身直段过水断面面积(m²);

h——弯道上游槽身直段槽内水深(m);

g——重力加速度(m/s2)。

在《灌溉与排水工程设计标准 GB50288-2018》内检索
可同时查询多个内容,分隔符:空格为“与”,“\”为或。