水利枢纽水闸水力计算过程案例综述
目录
水利枢纽水闸 1
1.1闸孔设计 1
1.1.1闸孔流量验算 1
1.1.2闸孔孔数、单孔净宽、总宽度设计 2
1.1.3闸顶高程及闸门高度设计 3
1.2消能防冲设计 4
1.1.1消能方式 4
1.1.2消力池设计 4
1.1.3海漫设计 8
1.1.3.1海漫的作用 8
1.1.3.2海漫的构造 8
1.1.3.3海漫的长度设计 8
1.1.3.4海漫结构布置 9
1.1.4防冲槽设计 9
1.1.4.1防冲槽结构设计 9
1.1.4.2防冲槽冲坑堆石量计算 10
1.1.4.3校核验算 10
1.3防渗排水设计 11
1.1闸孔设计
1.1.1闸孔流量验算
根据SL265-2016水闸设计规范：
孔总净宽应根据下游槛的类型和布置、上下游水位的衔接要求、泄水状态等因素计算确定水闸。
有必要根据正常水位设计水闸，并根据异常情况进行校核。
公式：Q=ε?o,mnb√2gH2
?一侧收缩系数，根据设计规范，本设计取1=0.9;
m一堰流流量系数，取m=0.38;
g一重力加速度，取g=9.81m/s2;
n一闸孔数；
B—一个闸孔的净宽；
H?一堰顶水头；
Q一设计流量，Q=1650m3/s
σs一淹没系数，按照设计规范范围取值，取σ?=0.8。
取：nb=180m
校核：根据SL265-2016水闸设计规范，对多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时，
经计算：ε?=0.883?=0.845ε=0.885σs=0.61
所以：Q=εomnb√2gHo32=0.885×0.8×0.38×√2×9.81×42×180
Q=6?o.mmb√2gHo2=0.9×0.61×0.38×√2×981×6.52×180
满足设计要求。
1.1.2闸孔孔数、单孔净宽、总宽度设计
当闸孔开闸次数较少时，孔数一般为6或8,孔数应为奇数，这样可以对称开闸，避免不利影响。因此，根据设计规范要求，取单孔净宽：b=15m,孔数n=7。
闸孔总宽度B=nb+md?+md
n——闸孔数；
b——一个闸孔的净宽；
m——中墩个数；
d?——中墩厚度，根据设计规范要求，取d?=2m;
m——边墩个数；
d?——边墩厚度，根据设计规范要求，取d?=2m;
所以闸孔总宽度B=7×15+6×2+2×2=121m。
闸孔型式如图所示：
1.1.3闸顶高程及闸门高度设计
闸顶高程▽H=H?+H?+H?
H?—一设计(校核)水位，本设计中分别为11.83m(15.05m);H?——安全超高(m);
H?——闸前的风浪超高。
运用条件
泄洪时
关门时
水闸级别
1
2
3
1
2
3
设计洪水位
校核洪水位
1.5
1.0
1.0
0.7
0.7
0.5
0.7
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
安全超高下限值
任务设计文件中规定本工程水闸为一级工程，设计工况h2=0.5,校核工况
H2=0.4。2hB=0.073kv1?√εD
D一吹程。本设计取D=0.4;
k一浪高增长系数，
V??一计算风速，本设计取8一波浪陡度，
在浅水区，即HLB,则波浪高度=K12h,波浪长度=K?2LB,K1、K?2为修正系数。
运用条件
泄洪时
关门时
水闸级别
1
2
3
1
2
3
设计洪水位
1.5
1.0
0.7
0.7
0.5
0.4
校核洪水位
1.0
0.7
0.5
0.5
0.4
0.3
Ho一闸门水深；▽H设=11.868m▽Hm
选取闸顶高程为14m。所以闸门高度H=▽H闸顶一▽H底板=9.15m。
1.2消能防冲设计
为防止闸下有害冲刷，保证水闸安全运行，应进行消能防冲设计，并采取相应的防护措施。
1.1.1消能方式
挑流消能：挑流消能的意思是在泄水建筑物的尽头设置一个翻斗，通过射流在空气中的扩散、紊动和曝气，使水流向下游流动，并消除部分能量。
底流消能：底流消能是指通过于一定的工程措施(如建造消力池)控制水跃位置，并通过水跃的表面滚动和强紊流消除残余能量。
面流消能：面流消能利用落桶或泄水建筑物末端的水桶将排出的射流主流提升到水面，并通过主流在水面的扩散、底滚和面滚消除剩余能量。
设计采用底流消能。
1.1.2消力池设计
1.1.1.1消力池深度设计d=σ?h。-h,-△z
d一消力池深度(m);
σo一水跃淹没系数，取1.1;h”。一跃后水深(m);
h。一收缩水深(m);
a一水