截流水力计算 (课程设计资料) 土木水电学院水利水电工程系 二零零六年十二月 截流水力计算 一切将河道水流截断的工程措施,统称截流。截流的方法很多,用的最多的是抛石截流。抛石截流又分为平堵截流和立堵截流。由于立堵截流不需要架桥,施工简单,截流费用低,因此现在国内外绝大部分工程均采用立堵截流。下面仅研究立堵截流水力计算。 抛石截流计算最主要的任务是确定抛投体的尺寸的重量,而抛投块的稳定计算国内外广泛采用的是兹巴什公式,即 2sVKgd (1) 式中 V ——石块极限抗冲流速; d ——石块化引为球形的粒径; s 、 ——分别为石块和水的容重; K——综合稳定系数。 由(1)式可知,抛投块体的粒径与抗冲流速的平方成正比。也就是说,抛投块体的粒径在很大程度上取决于龙口流速,因此研究龙口流速变化规律有重要的意义。下面介绍两种计算龙口流速的方法。 一、图解法计算龙口流速(方法一) 一般情况下,合龙过程中截流设计流量0Q 由四部分组成: dsacQQQQQ (2) 式中 Q ——龙口流量; dQ ——分流量(分流建筑物中通过的流量) acQ ——上游河槽中的调蓄流量; sQ ——戗堤渗透流量。 当sQ 和acQ 不计算,则有: 0dQQQ (2-1) 龙口流量按宽顶堰公式计算: 3 202Qm BgH (3) 式中 B ——龙口平均过水宽度; 0H ——龙口上游水头(龙口如有护底,应从护底顶部算起); m ——流量系数,按下式计算: 00(1)ZZmHH 0Z H 小于 0.3 淹没流 0 .3 8 5m 0Z H 大于或等于 0.3 非淹没流 (3-1) 由连续方程可得龙口流速计算公式: QVBh (4) 式中 V ——龙口计算断面平均流速; h ——龙口计算断面水深(从护底顶部算起); 在立堵截流中,常常规定:当出现淹没流时,shh,sh 为龙口底部(或护底)以上的下游水深(图一);当出现非淹没流时,chh,ch 为临界水深。 h 的计算按下列四种情况考虑: 1. 梯形断面淹没流:shh 由于进占过程中龙口底部高程不变, sh 为常数。 2. 梯形断面非淹没流:chh ch 按下式计算: 233()1ccaQB nhg B h (4-1) 式中 n ——戗堤端部边坡系数; a ——计算断面动能修正系数,常取1 .0a 计算; hc(hs)B(e)BBbhc(hs)(b)(c.d)HHhsZH hCZhshsHHH(a)QB图一 立堵截流示意图按(4-1)计算ch 需进行试算。有时为了简化计算,常用矩形断面...