附录一 泄水建筑物水力设计计算公式.doc

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附录一泄水建筑物水力设计计算公式
 
一、堰面曲线
。采用幂曲线时按下式和附表1计算。
(附1)
式中Hs为定型设计水头，按堰顶最大作用水头Hzmax的75%～95%计算(m)，其它符号见附图1，数值见附表1。
 
附表1
上游坝面坡度
k
n
垂直(3∶0)
3∶1
 
原点上游宜用椭圆曲线，其方程式为
式中aHs和bHs分别为椭圆曲线的长轴和短轴。
假如上游面垂直，其长轴aHs和短轴bHs可按以下关系选定：
附图1
采用倒悬堰顶时(如附图1)，应满足。
定型设计水头选择与堰顶可能出现的最大负压值参照附表2。
定型设计水头Hs情况下的流量系数m和其他作用水头Hz情况下的流量系数mz的比值参照附表3。
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。当校核情况下最大作用水头Hzmax (孔口中心线上)与孔口高(D)的比值时；或闸门全开时仍属孔口泄流，即可按下式计算：
(附2)
式中Hs——定型设计水头，一般取孔口中心线至水库校核洪水位的水头的75%～95%；
j——孔口收缩断面上的流速系数，一般取j；假如孔前设有检修闸门槽时取j。
其余符号参照附图2。
附图2
原点上游可用单圆，复式圆或椭圆曲线，与胸墙底缘通盘考虑。
假如时，应通过试验决定。
附表2
Hs/Hzmax
最大负压值(m)
Hs
Hs
Hs
Hs
Hs/ Hzmax
最大负压值(m)
Hs
Hs
Hs
Hs
Hs
 
附表3
Hz/Hs
mz/m
 
二、泄水建筑物泄水能力计算公式
：
(附3)
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式中Q——流量，m3/s；
B——溢流堰净宽，m；
Hz——堰顶作用水头，m；
g——重力加速度，m/s2；
mz——流量系数，初设时在定型设计水头作用的情况下，当(P为堰高，m)时，取mz=m～；当时，取m～；
——侧收缩系数，根据闸墩厚度与墩头形状而定，初设时可取～；
——淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时=1。
：
(附4)
式中Ak——出口处的面积，m2；
Hz——自由泄流时为孔口中心处的作用水头，m；淹没泄流时为上下游水位差；
m——孔口或管道的流量系数，初设时对设有胸墙的堰顶高孔，当(D为孔口高，m)时取m～；对深孔取m～；当为有压流时，m值必须计算沿程与局部水头损失后确定。
三、挑流消能
(参照附图3)，其估算公式如下：
(附5)
式中L——水舌抛距，m；
v1——坎顶水面流速，m/s，按鼻坎处平均流速v的倍计，即(H0为水库水位至坎顶的落差，m)；
q——鼻坎的挑角，°；
h1——坎顶垂直方向水深，m，h1=hcosq (h为坎顶平均水深，m)；
h2——坎顶至河床面高差，m，如冲坑已经形成，作为计算冲坑进一步开展时，可算至坑底；