消力池设计

**********************************************************************

计算项目：消能工水力计算 1

**********************************************************************

----------------------------------------------------------------------

[ 消力池断面简图 ]

----------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------

[ 计算条件 ]

----------------------------------------------------------------------

[基本参数]

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

消能工类型:下挖式消力池

计算目标:设计尺寸

上游底部高程:396.100(m)

下游底部高程:395.000(m)

消力池首端宽度:2.400(m)

消力池末端宽度:2.400(m)

水流的动能校正系数:1.000

泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950

消力池出流流速系数:0.950

水跃淹没系数:1.050

是否计算消力池前段长度:计算

消力池前端型式:斜坡式

宽顶堰的流速系数:0.950

宽顶堰的流量系数:0.950

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

宽顶堰的堰顶高程:396.100(m)

自由水跃跃长计算系数:6.900

水跃长度校正系数:0.750

是否计算消力池底板的厚度:不计算

海漫长度计算系数Ks:10.000

河床土质允许不冲流速:1.000(m/s)

水位流量的组数:1

序号 单宽流量 上游水位 下游水位

(m3/s*m) (m) (m)

1 2.410 396.492 395.600

----------------------------------------------------------------------

[ 计算过程 ]

----------------------------------------------------------------------

1、判断是否需要建消能工。

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

流速水头公式：

α*V^2/(2*g)，V=q/T

其中：q单宽流量(m^2/s)，T上游水头(m)，α水流动能校正系数。

计算收缩断面水深公式：

hc^3-T0*hc^2+α*q^2/(2*g*φ^2)=0

其中：hc收缩断面水深(m)，T0消力池底部以上的总水头(m)，φ流速系数。

计算跃后水深公式(矩形断面扩散渠槽自由水跃)：

hc'=hc/2*(sqrt(1+(8*α*q^2)/(g*hc^3))-1)*(b1/b2)^0.25

其中：hc'跃后水深(m)，b1消力池首端宽度(m)，b2消力池末端宽度(m)。

判断水跃型式的条件：

hc'＞ht，远离式水跃

hc'= ht，临界水跃

hc'＜ht，淹没式水跃

其中：ht下游水深(m)。

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

若发生远离式水跃，则需要修建消能工，否则不需要。

序号 单宽流量 流速水头 上游总水头 收缩断面水深 跃后水深 下游水深 水跃型式

(m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) (m)

1 2.410 1.928 3.420 0.326 1.752 0.600 水跃

2、计算消力池池深。

计算消力池出口水面落差ΔZ公式：

ΔZ=(α*(q^2))/(2*g*(φ^2)*(ht^2))-(α*(q^2))/(2*g*(σ0^2)*(hc'^2))

计算消力池深度d公式：

d=σ0*hc'-ht-ΔZ

其中：σ0水跃淹没系数(又称为安全系数)。

序号 单宽流量 总水头 收缩断面水深 跃后水深 出口断面落差 深

(m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) --完整版学习资料分享----

远离消力池池 (m)

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

1 2.410 3.919 0.301 1.839 0.833 0.498

消力池深度为：0.498(m)。

3、计算池长。

自由水跃跃长Lj计算公式：

Lj=6.9*(hc'-hc)

系数6.9可以根据需要更改。

计算消能工前段长度Ls公式：

Ls=2*φ*sqrt((H0-0.5*G)*(P+0.5*G))

其中：G=2*(1-sqrt(1-m))*H0

φ流速系数，H0堰顶以上水头(m)，P从池底算起的堰高(m)，m过堰流量系数。

消力池池长计算公式：

L=Ls+β*Lj

其中：β水跃长度校正系数。

序号 自由水跃跃长 水跃前消能工长度 消能工总长度

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

(m) (m) (m)

1 10.607 2.523 10.479

计算得消能工长度为：10.479(m)。

4、海漫计算。

计算海漫长度和海漫末端的河床冲刷深度。

海漫长度L计算公式：

L=Ks*sqrt(qs*sqrt(ΔH))

其中：Ks海漫长度计算系数，qs消力池末端单宽流量(m^2/s)，ΔH上下游水位差(m)。

公式的适用条件是：sqrt(qs*sqrt(ΔH)=1~9。

海漫末端的河床冲刷深度dm计算公式：

dm=1.1*qm/v0-ht

其中：qm海漫末端单宽流量(m^2/s)，v0河床土质允许不冲流速(m/s)。

序号 上下游水位差 海漫长度 海漫末端河床冲刷深度

(m) (m) (m)

--完整版学习资料分享----

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

1 0.2 15.087 2.051

计算得海漫长度为：15.087(m)。海漫末端河床形成的最大冲刷深度为：2.051(m)。

--完整版学习资料分享----