【正文】 墻高度、弧形閘門門軸高程的確定都需要知道溢流面的水面線。 （ 2）基本原理： 鼻坎設(shè)計完畢后，還需驗算該挑流消能是否會危及建筑物的安全，常用沖坑上游坡做為標準，即： k ctiiL?? 式中 kt —— 沖坑深度（米）； L—— 沖坑最深深度距建筑物距離； i沖坑上游坡； ci —— 安全臨界坡，可取 1/3 1/4 （ 3）計算過程 ①校核情況下 挑距計算： 2 2 21 1 1 1 21 ( s in c o s c o s s in 2 ( ) )L V V V g h hg ? ? ? ?? ? ? ? 式中： L —— 水舌拋距，按水舌外緣計算（ m） ； 1v —— 坎頂水面流速， 101 .1 1 .1 2 1 .1 0 .9 5 2 9 .8 ( 3 6 9 .4 5 8 3 4 0 .5 ) 2 4 .1 1 / 。 綜上，擬訂的挑流消能的鼻坎型式為連續(xù)式鼻坎；反弧半徑 R=30m；挑射角度 25?? ；鼻坎高程頂部 。 (4) 計算過程： 20 22 cc vEh g??? 式中 : 0 3 6 9 .4 5 8 2 8 7 8 2 .4 5 8Em? ? ? ? —— 流速系數(shù)，對于樞紐取為 cV —— 該斷面流速 ch —— 該斷面處水深 帶入得： 228 2 .4 5 8 2 9 .8 1 0 .9 5cc vh?? ?? ———— Ⅰ 下面求鼻坎最低點處的水深。初可將坎底最底點高程定為下游最高水位，即下游校核水位 287米，可以保證鼻坎的高程高出下游水位少許。s in 7 2 2 9 . 1 s in 5 5 4 7 . 4 3c o s 2 3 . 5 2 9 . 1 c o s 5 5 4 0 . 7DoDx x r my y r m?? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 根據(jù)上述計算結(jié)果，可繪出堰面曲線如圖 23： 340 .5326 .72801:0. 51:0. 5校2871:0. 7切點坐標（3 ，2 ）切點坐標（4 3， 42. 2）切點坐標（7 2， 55）WES 曲線xy93, 55 圖 23 堰面曲線 下游消能設(shè)計 (1) 消能形式：連續(xù)式的挑流鼻坎； (2) 要求結(jié)果：挑射角、鼻坎高程、反弧半徑； (3) 基本要求： ① 連續(xù)式的挑流鼻坎挑射角，根據(jù)我國的工程實踐經(jīng)驗，以 20 25 為宜，定采用 25的挑射角。 72Eox x m?? 2 P m?? (3) D點坐標 39。 1 8 0 5 53 8 . 6 0 . 7 ( 5 5 5 2 9 . 1 ) 3 0 c o t( ) 7 22oxm? ?? ? ? ? ? ? ? 39。 2180( ) c ot ( ) ,2o ccx x m P y ry P r??? ?? ? ? ??? 式中： 2P 為下游堰高。 D、 E點以及反弧曲線圓心 O點的坐標，可以作圖法或下面的分析法確定： (1) 反弧曲線圓心 O點 39。在本工程中，取 m ( )dr H z??。 C點坐標 ,ccxy可如下求得 對堰面曲線求一階導(dǎo)數(shù) 0 . 8 5 0 . 8 51 .8 5 0 .0 6 42 9 .1yxd xxd ?? 直線 CD的坡度為： 110 .7yxddm??? 故有： .5( )ddyxHH?0 .8 5 00 .0 6 4 0 .7cx ? 即： 10 .8 51 .8 51( ) 3 8 .60 .7 0 .0 6 43 8 .6 2 9 .62 9 .1ccxmym????? 反弧段半徑 r的確定，對巖基上的高壩（本壩高度在 70米以上 ），可取( )r ? max()dHz? 。所以工程中經(jīng)常采用的設(shè)計水頭m a xH ( 5 ~ 5 )d H?是 。雖然可以保證堰面不出現(xiàn)負壓，但由于實際工作水頭總小于設(shè)計水頭，堰面壓強一般高于大氣壓強，流量系數(shù)減??；同時，在這種情況下所得出的堰剖面偏肥，顯然不經(jīng)濟。因此，選擇什么水頭作為設(shè)計水頭 Hd ，才會使所設(shè)計的堰剖面在已知的水頭變化范圍工作時，既有較大的流量系數(shù)，又不會使堰面產(chǎn)生過大的負壓，這是剖面設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意的問題。 堰剖面曲線的坐標值決定于所采用的設(shè)計水頭 Hd。本工程中采用美國陸軍工程兵團水道試驗站的標準剖面，即 WES 剖面。 在本工程中，取坡度 1：。 下游直線段 CD 下游直線段 C坡度 確定。 曲線型實用堰的剖面系由下列幾個部分組成：上游的直線段 AB；堰頂曲線段 BC；坡度為 cotm? ?? 的下游直線段 CD 以及用以和下游河底聯(lián)結(jié)的反弧段 DE，如圖 21所示。該部分的設(shè)計重點為曲線型實用堰的剖面設(shè)計。該壩壩高為： =，壩頂寬度取 9%（ ） =。 D 為風(fēng)區(qū)長度（ m），取 1500m。 表 21 安全加高 ch 運用情況 壩的等級 1 2 3 設(shè)計情況（基本情況） 校核情況（特殊情況） 本水庫屬內(nèi)陸?yīng)M谷水庫，波高 、波長 L運用官廳公式計算： 5 / 4 1 / 300. 01 66lh V D? ( )lLh? 式中： 0V 為計算風(fēng)速（ m/s），正常工況取 50 年一遇風(fēng)速計算，校核工況取多年平均最大風(fēng)速計算。 壩頂高程 壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱?，?yīng)高于防浪頂高程。 所以，設(shè)計洪水位為： ，校核洪水位為： 。 綜上所述， 7孔方案在運行、靈活方面比 8孔方案優(yōu)，而且 7孔方案工程量及投資比 8孔有優(yōu)勢。 調(diào)洪演算過程計算 方案一 :溢洪道堰頂高程 345m,采用八孔 16m?20m(寬 ? 高 )的弧形門控制，計算過程如下： 12 最大泄流量計算表 計算公式為： 3 / 202Q nb m g H?溢 ＝ 側(cè)收縮系數(shù) ? = 流量系數(shù) m= z q 2q 3q 4q 5q 6q 7q 8q 9q 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 表 13 設(shè)計工況計算表（ P=%） 時間 入庫洪水量 平均入庫流量 下泄流量 平均下泄流量 時段庫容變換量 庫容 水位 t(h) Q(m3/s) (m3/s) q(m3/s) (m3/s) △ V(億 m3) V(億 m3) z(m) 724 19 9460 724 22 10100 725 1 11100 725 4 12100 725 7 13800 725 10 15300 725 13 16200 725 16 16400 725 19 16500 363 364 365 725 22 16600 726 1 17100 726 4 17800 726 7 18600 726 10 19700 726 13 21000 726 16 22400 726 19 24000 726 22 25400 727 1 26600 727 4 27500 727 7 27800 727 10 27900 727 13 27700 727 16 27600 727 19 26900 727 22 25600 由計算表格 ,再在 7月 27日 7時與 10時之間進行計算，求出最大水位、下瀉流量以及庫容，計算如下： 表 14 插值計算表（ P=%） 727 7 27800 727 27850 727 27875 727 27888 727 10 27900 T=， maxZ = maxQ = maxV = 入庫流量與下瀉流量曲線如下： 050001000015000202102500030000流量時間系列 1系列 3 表 15 校核工況計算表（ P=%） 時間 入庫洪水量 平均入庫流量 下泄流量 平均下泄流量 時段庫容變換量 庫容 水位 t(h) Q(m3/s) (m3/s) q(m3/s) (m3/s) △ V(億 m3) V(億 m3) z(m) 724 13 9250 724 16 10200 724 19 10900 724 22 11600 725 1 12700 725 4 13900 725 7 15800 725 10 17700 725 13 18700 725 16 19000 725 19 19100 725 22 19200 726 1 19800 726 4 20700 726 7 21600 726 10 22900 726 13 24500 726 16 26100 726 19 27900 726 22 29500 727 1 30900 727 4 32021 727 7 32300 727 10 32400 727 13 32200 728 7 24100 728 10 22021 由計算表格 ,再在 7月 27日 7時與 10時之間進行計算，求出最大水位、下瀉流量以及庫容，計算如下： 表 16 插值計算表（ P=%） 727 7 32300 727 32350 727 32375 727 32388 727 727 10 32400 T= , maxZ = maxQ = maxV = 入庫流量與下瀉流量曲線如下： 0500010000150002021025000300003500013:0019:001:007:0013:0019:001:007:0013:0019:001:007:0013:0019:00時間流量 系列1系列3方案二 :溢洪道堰頂高程 ,采用七孔 15m? 23m(寬 ? 高 )的弧形門控制，計算 過程如下： 表 17 最大泄流量計算表 計算公式為 3 / 202Q nb m g H?溢 ＝ 側(cè)收縮系數(shù) ? = 流量系數(shù) m= z q 2q 3q 4q 5q 6q 7q