水工设计计算文选
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2 水闸过流能力计算

对下游河道无明显行洪滩地,或两岸原有行洪滩地已被堤围阻挡,洪水基本上由河槽通过的水闸,多位于较大江河或山区河道上,当通过较大流量(如设计洪峰流量)时,宜直接用形式简单而精度较高的能量方程计算其过流能力,即

式中:φ′为流速系数,可用毛昶熙[1]据试验总结的公式来计算:

对无消能工平底闸

有消能工平底闸

H 0hs分别为从闸底坎起算的上游水头和下游水深。一般水闸在通过设计洪水时往往淹没度较高,例如当hs/H0=0.9~0.95时,按式(2a)计算的φ′=0.96~0.98,按式(2b)计算的φ′=0.94~0.97,变化不大。

如水闸建于单侧或两侧有行洪量较大滩地的河流上,若将水流集中从水闸通过,要满足在通过20年一遇的洪水流量时上游壅水高度控制在0.1~0.3m以内(这时淹没赔偿范围可只基本考虑正常水位影响线以下的农田、住宅和其他设施)的要求,不仅工作量过大,水流集中通过水闸后亦较难与下游漫滩水流的流场平顺衔接,连接工程的工作量很大。对某些水闸特别是中小型河道下游的水闸,当通过较大(如等于或超过20年一遇)的洪水时,如水闸两岸有略高于原河滩地地面的堤路,让部分洪水从水闸两侧经适当加固的堤路漫过,与下游原有滩地的水流连接,会更有利于工程上、下游的水力衔接。此时在保证上、下游水头差相同的前提下,总的河道洪水流量由水闸通过的河道主槽流量和两岸漫堤或漫路的流量组成。水闸过闸流量可按式(1)进行计算;两岸漫堤或漫路的过流能力可按堰流或淹没堰流进行计算。