【導(dǎo)讀】高池水位，增加庫(kù)容延長(zhǎng)壽命。為此，要求根據(jù)水閘的功能，特點(diǎn)和運(yùn)用要求，綜合考。術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。的成敗，并且關(guān)系到整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此對(duì)閘址選擇的工作應(yīng)十分重視。壓縮性較小和承載能力較大的良好地基。生有害的沖刷和淤積。3)施工、管理?xiàng)l件也是閘址選擇時(shí)要考慮的一個(gè)因素。并且盡可能使土方工程量最小。當(dāng)水閘是整個(gè)樞紐的一個(gè)組成部分時(shí)，應(yīng)就樞紐工程總。體布置做方案比較，得出水閘最優(yōu)位置，以達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)上合理的要求。量可確定閘孔總凈寬。并確定出適宜孔數(shù)，還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水位情況下，閘門在不同開(kāi)啟。定出其初步地下輪廓與尺寸。待閘室上下層建筑物設(shè)計(jì)趨于定型后，再用阻力系數(shù)法比。而后根據(jù)使用要求、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)初步擬定出它們的主要尺寸。成結(jié)構(gòu)一一予以結(jié)構(gòu)計(jì)算以驗(yàn)證各承載部件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前，都要慎重確定出其荷載及可能的組合情況。

　　

【正文】 的消力池，還應(yīng)具 有較強(qiáng)的抗沖能力。其主要型式有三種： ① 挖深式消力池，即降低護(hù)坦高程所形成的消力池； ② 尾檻式消力池，即護(hù)坦高程不降低，在其末端修建消能檻形成的平底消力池； ③ 綜合式消力池，是一種常用的、既有挖深又筑有尾檻的消力池型式。本設(shè)計(jì)采用綜合式消力池。 消力池深度的確定 由于閘門控制的泄水的泄量是經(jīng)常變化的，這樣就應(yīng)對(duì)各種泄量進(jìn)行下游消能計(jì)算。即對(duì)閘門不同的開(kāi)啟孔數(shù)及開(kāi)啟高度所對(duì)應(yīng)的下泄量及不同的上下游水位差均應(yīng)進(jìn)行下游消能計(jì)算。但其最大的泄量是有限度的，不會(huì)超過(guò)閘下水位接近閘上最高蓄水位時(shí)下游河道所通過(guò)的流量 ，因此時(shí)閘已全打開(kāi)，下游水深大，過(guò)閘水流為緩流，則不是消能設(shè)計(jì)條件。 由于水躍共軛水深與流量的關(guān)系只決定于水頭及堰型和尺寸，而下游水深和流量的關(guān)系決定于下游渠道的水力特性，兩者并無(wú)固定關(guān)系。但是池身 d 顯然是隨著 ?hc ?hs 值得增大而增加的。所以應(yīng)通過(guò)試算，取相當(dāng)于 ?hc ?hs 為最大值的流量為池深的設(shè)計(jì)流量，實(shí)踐證明，池深的設(shè)計(jì)流量并不一定是水閘所通過(guò)的最大流量。 對(duì)三孔閘門，應(yīng)采取中孔單開(kāi)，兩邊孔同時(shí)開(kāi)啟及三孔同時(shí)開(kāi)啟的組合方式。其目的為保持水流對(duì)稱，不致過(guò)大沖刷下游河床。而開(kāi)啟高度一般采用 之倍數(shù)。閘門的初始開(kāi)啟高度（ ），往往是消力池深度和長(zhǎng)度的控制因素。此時(shí)泄流量最小，下游水位最低，上下游水位差最大，水的沖刷能力最強(qiáng)。 消力池一般布置在閘室后面，池底與閘底板之間常用 1:3～ 1:4 的 斜坡相連，斜坡頂端可緊靠閘底板的下游端。 池深設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)水閘泄流的最不利情況確定相應(yīng)的池深，一是水流在池內(nèi)形成稍淹沒(méi)水躍。消力池池深由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 B 式（ ）至 ()計(jì)算： 0 csd h h Z? ?? ?? ? ?? (36) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 2 3 28( 1 1)( )2cc ch bqh gh b??? ? ? ?(37) 222 2 222scqqZg h gh???? ? ?? ?? (38) 式中：d——消力池深度，（ m）； ch——收縮水深，（ m）； c ??——躍后水深，（ m）； ?——水流動(dòng)能校正系數(shù)，可采用 ～ 。本設(shè)計(jì) ?? ； 0? ——水躍淹沒(méi) 系數(shù)，可采用 ～ 。本設(shè)計(jì) ??； ?——流速系數(shù)，一般取 ； 39。sh——出池河床水深； q——過(guò)閘單寬流量，（ ms）； Z?——出池落差，（ m）； 12bb、 ——消力池首、末端寬度，（ m）；（采用矩形消力池）。 查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）、 ()、 ()得全開(kāi)時(shí)為堰流公式為 0 3 202QB m gH??? (39) ( 1)ZbNN??? ??? (310) 004001 122bZZbbbbddb b b b?????? ? ???? ? ? ??? (311) 式中 : 0B ——閘孔總凈寬，（ m）； Q——過(guò)閘流量，（ ms）； 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取 0 ? ； g——重力加速度，（ 2ms）； N——閘孔數(shù)，本設(shè)計(jì)3N?； m——堰流流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)； ?——堰流側(cè)收縮系數(shù)； z? ——中閘孔側(cè)收縮系數(shù) ，由表（ ）查得 z? =； b? ——邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)； 0b ——單閘孔凈寬， 0 5bm? ； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 b ——邊閘墩順?biāo)蜻呥h(yuǎn)線至上有河道水邊線之間的距離，（ m）； ????? BBbb 底； ?——堰流淹沒(méi)系數(shù)， 查表（ ）得??； 455= 1 0 .1 7 1 1 = 0 .9 7 65 + 1 .0 5 + 1 .0? ???????? 4551 0 . 1 7 1 1 0 . 9 7 15 0 . 5 0 . 8 5 0 . 5 0 . 8b? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ??? )13( ????? 由式23001 2 HgmBQ s??? 得 : = 23 ?????? = 孔流公式由《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 6 表 25210 得： 02 ( )cQ Be gH h??? (312) 式中： 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取mH ? ? ——孔流自由出流的收縮系數(shù)，由e查《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 6 式（ 25211）得； ? ——孔流流量系數(shù)，由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》表 ()查得； e ——閘門開(kāi)度，為 ； B——閘孔總凈寬，本設(shè)計(jì)取B=15m； g ——重力加速度，（ 2ms）； ch ——收縮水深，（ m）孔流時(shí)。 在計(jì)算之前先確定下游水深和流量的關(guān)系，下游水深的計(jì)算公式用明渠均勻流公式Q AC Ri?， A=(b+mh)h，221X b h m? ? ?， R=A/x， C=(1/n)R1/6 根據(jù)以下數(shù)據(jù)繪制 ?hs ～ Q 關(guān)系曲 圖 流量關(guān)系曲線 表 下河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 游水深和流量的關(guān)系 39。sh（ m） （ A=(b+mh)h 221X b h m?? ? R=A/x C=(1/n)R1/6 Q AC Ri? 0 .5 8 1 17 27 61 38 50 3 表 中孔單開(kāi)時(shí)計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch 39。s ch39。s △ Z d 1,463 1 7 6 全開(kāi) 1 0 其中： ehc ??? qbQ?由RiAC得出流量；再查曲線 ht～ Q 得出 表 中孔單開(kāi)全開(kāi)時(shí) hc 試算表 hc 2 3( 2)( 1 8 1)c c ch h q gh? ? ? 39。sh根據(jù)39。s～ Q 查得 ） ΔZ d T0= d+H 表 雙孔對(duì)稱開(kāi)時(shí)計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch 39。s ch39。s △ Z d 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 3 8 9 0 5 0 9 1 表 三孔全開(kāi)時(shí)計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch ch 39。s ch39。s △ Z d 6 6 6 1 2 綜上所述：由上面三個(gè)表格在三種不同工況下的計(jì)算結(jié)果得知，當(dāng)開(kāi)度 e 越大，所需要消力池深度越小。根據(jù)水躍與下游水面銜接規(guī)律，池深控制情況應(yīng)發(fā)生在躍后水深ch與下游水深39。s差值最大時(shí)，而在實(shí)際應(yīng)用中ch39。s最大可能發(fā)生在水閘某種運(yùn)用情況下的閘門開(kāi)啟過(guò)程中開(kāi)度最小，即中孔單開(kāi) e=，此時(shí)池深 d=。故消力池池深取 d=。 消力池長(zhǎng)度的確定 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）和（ ）計(jì)算 ? ? ? ?jLdL ~~3 ?? （ 313） )( ccj hhL ?? （ 314） 式中 ： L消力池的總長(zhǎng)度； j——自由水躍長(zhǎng)度 (m)。 閘底板與挖深后的消力池之間常用 1:3～ 1:4 的斜坡連接，本設(shè)計(jì)取 1： 4， 確定消力池長(zhǎng)度的條件： cchh??? 最大時(shí)。由上表知發(fā)生在中孔單開(kāi) e=1m 時(shí)， ? ?m a x 1 . 2 2 7cch h m?? ?? 所以：jL== 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 4 0 .5 0 .8 8 .4 6 6 8 .7 7 3Lm? ? ? ? ? 偏安全的選消力池長(zhǎng)度 L 為 10 米。 消力池底板厚度的確定 水閘泄水時(shí)池內(nèi)水流強(qiáng)烈紊動(dòng)，護(hù)坦承受水流沖擊力，脈動(dòng)壓力和底部揚(yáng)壓力等作用，因此要求護(hù)坦應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，整 體性和穩(wěn)定性。護(hù)坦厚度應(yīng)按照抗沖和抗浮穩(wěn)定要求確定，并取最大值。 按抗沖要求 Hqkt ?? 1 （ 315） 式中： 1k ——消力池底板計(jì)算系數(shù)，可采用 ~，本設(shè)計(jì)取 ； H? ——閘孔泄水時(shí)的上、下游水位差， m； q ——消力池進(jìn)口處的單寬流量。 按抗浮要求 12 ?? dv hpkt ?? （ 316） vap kp? 揚(yáng) 壓 力 強(qiáng) 度 ， dhm? 消 力 池 沒(méi) 水 深 ， 31 m KN??、 護(hù) 坦 材 料 與 水 的 容 重 ， 2 1. 1 1. 3k ? 安 全 系 數(shù) ， 可 采 用 護(hù)坦上設(shè)有閘基滲水排出孔，可只按抗沖要求確定護(hù)坦厚度。 表 三孔全開(kāi)時(shí)計(jì)算表 Q q 39。sh △ H=39。sh Hq ? Hqkt ?? 1 30 50 70 90 110 由以上表格可得 maxt =,偏安全取 t=。 尾檻高度的確定 139。39。 Hhc c ???? （ 317） ? ?239。39。2321 22cs hgqgmqH?? ?????????? （ 318） 式中： 1H ——檻上壅高的水頭； m——尾檻溢 流時(shí)的流量系數(shù)，對(duì)于梯形斷面的尾檻，上游面直立的 m=，下游面傾斜的 m=； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 S? ——淹沒(méi)系數(shù)，查表。 在查表時(shí)，檻高未定之前， Hn 無(wú)法確定， S? 值也就不能確定，所以必須 用試算法推求，一般先按非淹沒(méi)堰流算起，此時(shí)，321 2 ?????????gmqH然后求 得檻高 c，接著便可校核檻頂堰流是否淹沒(méi)。 在檻高確定后，還應(yīng)驗(yàn)算檻后水流的銜接情況。 檻高應(yīng)盡可能滿足以下要求： ① 檻頂下游水深與上游壅高水深的比值?1HHn ～ ，使檻 后形成較為平順的水流銜接； ② 檻頂高出閘室堰頂?shù)臄?shù)值宜控制在 以內(nèi)，以免影響水閘的泄水能力。 321 ?????? ??H= m C== m mhgq sz 00 12 222 2239。22 ????????? ?????