第九章-泄水建筑物下游的水流衔接课件.ppt

1、第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 9-1 试求实用断面堰下游收缩断面的水深，并判断下游的水跃衔接形式。已知：高坝p1与p2均为7 m；单 宽 流 量 q 为8m3/s-m；流量系数m为0.49；流速系数为0.95；下游水深ht为3m。解：（一）计算收缩断面水深c因ht p2为自由出流，有堰流公式得mgmq39.2)8.9249.08()2(H3232omgaqhk87.18.9813232用图解法计算c：mHpEoo39.939.272mhmhhEcck21.487.125.2645.087.1345.025.2345.01 95.0 02.587.139.9cc00，得：查附图（二）判

2、断下游水跃衔接形式 由以上计算可知：hc pk 水流由急流变缓流产生水跃衔接，又 因 ，故下游产生远驱式水跃衔接。用试算法计算hctchh 22222220162.395.08.9282cccccchhhhhgqhE根据上式已知E0=9.38，假设hc，直到两端相等为止，由此计算hc=0.644m 9-2 高度P为2m的跌水，其出口设平板闸门控制流量，如图所示。当流量Q为10m3/s时，下游水深ht为4m；闸门前水头H为1.6m；行进流速v0为1m/s；流速系数为0.97。试计算收缩断面水深hc，并判断衔接形式。解：用图解法求hc24.4861.065.3861.08.9)410(165.36

3、5.1265.18.9216.120323200200kckhEmgaqhmHPEmgUHH因：hc hk，下游水流由急流变缓流要产生水跃，又因 。产生远驱水跃衔接。用试算法求 hc：由公式：tchh 22222222034.0497.08.92102cccccchhhhhgqhE已知：E0=3.65m，假设hc，直到等式两端相等为止，由此计算出hc=0.32m。9-3 一矩形断面的陡槽，宽度b为5m，下接一同样宽度的缓坡渠槽。当流量Q为20m3/s时，陡槽末端水深ht为0.5m；下游均匀流水深ht为1.8m。试判断水跃的衔接形式；如果水跃从1-1断面开始 发 生，所 需 的 下 游 水 深

4、应 为 多 少？解：msmbQq/45203mgaqhk87.18.9813232取 陡槽中水流为急流h1 hk，缓坡渠槽内水流为缓流，故在渠道中会要产生水跃。以h1为跃前断面水深，相应的共轭水深为mghqhh32.2)15.08.9481(25.0)181(23231211 因 故在渠道中会要产生远驱水跃。如果水跃从1-1断面开始发生，则所需下游水深应为ht=2.23m。t1h h9-4一单孔溢流坝，护坦宽与堰宽相同。试在下列条件下设计一降低护坦式消能池；q为8m3/s-m；H为2.4m；p2为7m；ht为3.5m；为0.95。解：（一）判别坝下下游水流衔接形式：的影响速为高坝，可忽略行进流

5、01v33.192.24.27Hp。衔接，需要修建消力池故下游产生远驱式水跃因，得：查附图取tccckckhhmhmhhEmgaqhmHpEmHH 2.487.125.2366.087.134.025.234.01 95.0 03.587.14.987.18.9814.94.274.2cc032320200mhmhhEmdEEmdmhhdcckctcj32.487.131.216.087.1327.031.2327.01 95.0 51.587.13.103.109.04.9 9.091.05.32.405.1 11c1c1000 ，得：查附图于是设估算池深：（二）消力池深度计算。故取与假设相

6、乎9m.0 9m.0 137.05.332.405.1 137.0 32.405.115.395.018.928 11212222122 dZhhdhhgqZtcjcjt 19m m 20.6418.068.250.87.00.87.0 8.25135.561.08.1018.1035.561.08.98 0.87.0 j93.093.01j32KKrcrcjKKLLLmFhLFLLL故可取取消力池长又计算：消力池长度三9-5某水库溢流坝为5孔，每孔净宽b为7m，闸墩厚 2m，各高程如图所示。今已知各孔闸门全开，通过流量Q为1400m3/s时，上游水位高程为162.4m；下游水位高程为110.

7、0m；试判别下游水跃衔接形式。若需要，可设计一消能坎式消能池。11032233()15510055162.41557.4557.431.337.411010010574243140032.6/43132.64.779.8tkpmHmpHHHhmBmQqmsmBaqhmg一 判 别 坝 下 游 水 流 衔 接 形 式为 高 坝s12/32/310s1c1m0.4232.66.7421 0.422 9.8qHmmg二 消能池深度计算确定消能坎高度：先假设消能坎为非淹没堰，即取消能坎的流量系数则（）（）0cc9.45.031.87 0.95 10.20634.77 0.2080.994.77 314

8、.3ckccctEhhmhmhh 查附图 得：，因故下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消力池。2211022j11001100132.66.746.482 9.81.05 14.321.05 14.36.488.45108.541.461.460.220.456.74 8.546.7415.2815.284jccsssckqHHmghchHmhhcmhHEcHmEh校核坎是否淹没：坎为非淹没堰与假设相符。校核坎后的衔接形式：3.2.77c1c111j0.98j22330.j0.95 10.4751.824.77 0.4752.274.77 1.828.688.6810c8.54m0.7 0.81

9、0.8132.610.579.8 0.9910.8 0.99 10.57 1cccKKLrLrcchmhmhLLLLhFqFghL 查附图 得：，因故坎后为淹没水跃衔接。可取坎高三 消力池长度计算98j87.370.7 0.861.2 7065mKKLLmL可取9-6 某电站溢流坝为3孔，每孔宽b为16m；闸墩厚4m；设计流量Q为6480m3/s；相应的上、下游水位高程及河底高程如图所示。今在坝末端设一挑坎，采用挑流消能。已知：挑坎末端高程为218.5m；挑角为250；反弧半径R为24.5m。试计算挑流射程和冲刷坑深度，下游河床为类岩基。39.534365.3165.315.21815.250

10、35.495.21885.26735.575.21085.2675.381805.2185.301805.21033.196.37.1715.707.1715.25085.26715.7018015.250222020111BpSmpmSmzmamhHpmHmpt为高坝解：根据已知数据可得31.151.1522330223300.50.256480115.7/2 43 1680.00770.0077110.98115.753.39115.70.440.25,0.95.53.391.35115.7tQqmsmhbqSqSqzh sss流速系数 采用公式：因故取冲坑深度计算：查表9-3得：k则tk1.350.50.2557.3530.59.46m安全。，冲刷坑不会危及坝的因的安全：校核冲刷坑是否危及坝程：，采用以下公式计算射因是高坝可略去kkstsstiiltmtgShatghtShaSlhi515.21074.07.12846.9i9.14225cos35.4995.05.305.38255.3046.925sin35.4995.05.305.3811252sin35.4995.0cossin112sin22222022122212121