流拐点的长度可由公式计算:
L?KB4R/B?1
式中:L——进水闸至引水口弯道起点的距离
K——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6~1.0(K=0.8) R——河道的弯道半径 B——河道河槽的宽度
由此可确定引水口位置
③ 引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠,根据规范,取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。(取25度)
第二章 闸孔设计
1. 闸室结构设计
1.1 闸室结构型式的确定
由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式平底板闸室,且闸前水位最大可达到10.2m,最低水位可达6.94m,水位变幅3.26m,为减少闸门高度,因此设计成胸墙式闸室。 1.2 堰型选择
由于水闸有防洪冲淤的任务,故堰型采用宽顶堰,它有利于泄洪,冲沙,排污,且泄流能力稳定,结构简单,施工方便。 1.3 确定闸顶高程
设计情况下,上游水位2204.3m,下游水位2201.0m;校核情况下,上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。不考虑风浪情况,则课本76页公式3-78
?△c?hc?2204.3?0.7?2205.0m △H?max? ??△?h?校c?2204.7?0.5?2205.2m所以取△H?2206.0m
1.4 确定闸底板高程
闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上,在满足强度等条件下,高程应尽可能高一些。一般情况下,闸底板高程定为2194.5m,和河底齐平。
2. 确定闸门孔口尺寸
2.1 计算闸孔总净宽
①灌溉期:上游水位2201.83m,下游水位2201.78m,流量300m3/s
上游水深H?2201.83?2194.5?7.33m,下游水深hs?2201.78?2194.5?7.28m 过水断面A?(50?2?7.33)?7.33?473.96m2 上游行近流速v0?Q300??0.633m/s A473.962?v01.0?0.6332?7.33??7.35m 行近水头H0?H?2g2?9.81hs7.28??0.99?0.8 属淹没出流。 H07.35由《水闸设计规范》SL265—2001查得当初步设计认为m?0.385,??0.94
hs?0.99时,??0.36 H0由公式L0?Q??m2gH3/20?3000.36?0.94?0.385?2?9.81?7.353/2?26.10m
②枯水季节:上游水位2201.44m,下游水位2201.38m,流量100m3/s 上游水深H?2201.44?2194.5?6.94m,下游水深hs?2201.38?2194.5?6.88m 过水断面A?(50?2?6.94)?6.94?443.33m2 上游行近流速v0?Q100??0.226m/s A443.332?v01.0?0.2262?6.94??6.943m 行近水头H0?H?2g2?9.81hs6.88??0.991?0.8 属淹没出流。 H06.943由《水闸设计规范》SL265—2001查得当初步设计认为m?0.385,??0.94 由公式L0?hs?0.99时,??0.36 H0Q??m2gH3/20?1000.36?0.94?0.385?2?9.81?6.9433/2?9.472m
由于应选用最大过闸单宽流量,故应选最大闸孔总净宽,因此综合两种情况,闸孔总净宽取值为26.10m。此时单宽流量q?Q300??11.50m3/(s*m),由地质L026.1资料知闸地基处为坚硬粉质粘土,可取20-25m3/(s*m),故满足要求 2.2 孔数及单孔宽度的选定
为了保证闸门对称开启,使水流过闸均匀,孔数宜采用单数。我国大中型水闸单孔宽度一般采用8-12m,故选n?3孔,选单孔净宽l0?10m。
根据规范上游闸墩头部均采用半圆形,下游闸墩头部采用流线形,厚d?2m,边墩取1.5m
闸孔总宽度为:L1?nl0?(n?1)?d?3?10?2?2?34m
渠道宽50.0m,闸室总宽度应与渠道宽度相适应,两者的比值为34/50=0.68大于0.6~0.75,符合要求。
闸孔尺寸示意图见图2-1(比例1:100)
图2-1闸孔布置图( 单位:m)
2.3 水闸泄流能力验算(查阅《水闸设计规范》SL265-2001)
2.3.1 灌溉期过流验算:上游水位2201.83m,下游水位2201.78m,流量300m3/s 对于中孔:l0?10m,d?2m
?z?1?0.171(1?l0l01010)4?1?0.171?(1?)?4?0.973 l0?dl0?d10?210?2对于边孔:l0?10m, bb?(50?37)/2?7.33?2?21.16m
?b?1?0.171(1?l0l0)?4ddl0??bbl0??bb22
?1?0.171?(1?1010)?4?0.91210?1?21.1610?1?21.16?0.973?(3?1)?0.912?0.953
3则 ???z(n?1)??bn水闸泄流能力
3/2Q???mL0?2gH0?0.36?0.953?0.385?30?2?9.81?7.353/2?349.75m3/s大于300m3/s满足要求 。
2.3.2 枯水期过流验算:上游水位2201.44m,下游水位2201.38m,流量100m3/s 对于中孔:l0?10m,d?2m
?z?1?0.171(1?l0l01010)4?1?0.171?(1?)?4?0.973 l0?dl0?d10?210?2对于边孔:l0?10m, bb?(50?37)/2?6.94?2?20.38m
?b?1?0.171(1?l0l0)?4ddl0??bbl0??bb22
?1?0.171?(1?1010)?4?0.912410?1?20.3810?1?20.38?0.973?(3?1)?0.9124?0.953
3则 ???z(n?1)??bn水闸泄流能力
3/2Q???mL0?2gH0?0.36?0.953?0.385?30?2?9.81?6.943/2?320.90m3/s大于100m3/s满足要求 。