水闸毕业设计(4)

青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程

按曼宁公式计算谢齐系数：

C=

1nR1/6=

10.0331.451/6=32.24m1/2/s

由流量公式Q=ACRi得：

Q=114.9?32.24?同理： 当h=1.6m时

1.45?1300=-257.54m/s

3

A=（b+mh）h=（76+0.4×1.6）×1.6=122.624m2

2 X=b+2h1?m=76+2×1.6×1?0.4=79.45m

2 R=

AX=

122.62479.45=1.54m

C=

1nR1/6=

10.0331/2?1.54=32.56 m/s

1/6

Q=ACRi=122.624?32.561.54?1300=286.06 m3/s

当h=1.7m时：

A=（b+mh）h=（76+0.4?1.7）?1.7=130.35m2 X=b+2h1?m=76+2?1.7? R=

AX21?0.4=79.66m

2=

130.35679.66=1.636m

C=

1nR1/6=

10.033?1.636=32.89m

1/61/2/s 1Q=ACRi=130.356?32.891.636?300=316.61 m3/s

当h=1.8m时：

A=（b+mh）h=（76+0.4?1.8）?1.8=138.096m2 X=b+2h1?m=76+2?1.8?21?0.4=79.88m R=

2AX=

138.09679.88=1.73m

10 青海大学水电系

2河道断面计算

C=

1nR1/6=

10.0331/2?1.73=33.20m/s

1/6

Q=ACRi=138.096?33.201.73?1300=348.16 m3/s

表2-3 水深----流量表

h/m 1.5 1.6 1.7 1.8

A/ m 114.90 122.62 130.36 138.10

2

X/m 79.23 79.45 79.66 79.88

R/m 1.45 1.54 1.64 1.73

C/（m

1/2/s）

Q/（m/s） 257.54 286.06 316.61 348.16

3

32.24 32.56 32.89 33.20

由上表绘出h---Q曲线如图2.2

图2.2 水深----流量图

从曲线查得：当Q=312.3 m3/s时，h=1.68m。 对柴达木桥至格尔木桥段： 取设计宽度为97m 当h=1.3m时：

A=（b+mh）h=（97+0.4?1.3）?1.3=126.776m2 X=b+2h1?m=97+2?1.3?R=

AX21?0.4=99.80m

1/62=

126.77699.80=1.27mC=

1nR=

10.033?1.27=31.53m

1/61/2/s

Q=ACRi=126.776?31.531.27?1300=260.08m3/s

青海大学水电系

11 青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程

当h=1.4m时：

A=（b+mh）h=（97+0.4?1.4）?1.4=136.58m2 X=b+2h1?m=97+2?1.4?R=

AX21?0.4=100.02m

1nR1/62=

136.58100.02=1.37m C==

10.0331/2?1.37=31.94m/s

1/6

Q=ACRi=136.58?31.941.37?1300=294.80m/s

3

当h=1.5m时：

A=（b+mh）h=（97+0.4?1.5）?1.5=146.40m2 X=b+2h1?m=97+2?1.5?R=

AX21?0.4=100.23m

1nR1/62=

146.40100.23=1.46m C==

10.0331/2?1.46=32.28m/s

1/6

Q=ACRi=146.40?32.281.46?1300=329.68m3/s

当h=1.6m时：

A=（b+mh）h=（97+0.4?1.6）?1.6=156.224m2 X=b+2h1?m=97+2?1.6?R=

AX21?0.4=100.45m

1nR1/62=

156.224100.45=1.56m C==

10.033?1.56=32.63m

1/61/2/s

Q=ACRi=156.224?32.631.56?1300=367.59m3/s

表2-4 水深流量表

h/m 1.3 1.4 1.5 1.6

A/ m2 126.776 136.58 146.40 156.224

X/m 99.80 100.02 100.23 100.45

R/m 1.27 1.37 1.46 1.56

C/（m

1/2/s）

Q/（m3/s） 260.08 294.80 329.68 367.59

31.53 31.94 32.28 32.63

12 青海大学水电系

2河道断面计算

由上表绘出h---Q曲线如图2.3：

图2.3水深流量图

从曲线查得：当Q=312.3 m3/s时，h=1.45m。 2.2.3.2 防洪堤结构设计

两岸防洪堤为75 浆砌石重力挡墙式。设计条件分正常和非正常情况,根据结构计算，确定其断面尺寸为：顶宽0.5m，迎水面坡比采用1：0.4，背水面坡比采用1：0.2，经冲刷深度计算，基础埋深自床石以下2.5m,河道标准断面参见相关图纸。为了防止墙后地下水对堤体的危害，在河槽设计洪水位和多年平均正常水位以上15cm，每隔2.5m各设排水管一道，墙后回填碎石（或300g/m2无纺反滤布）用为排水过滤料。

根据规范要求，河堤每12m设沉降缝一道，并做防渗处理，缝宽2cm。为防冲刷，在河道弯曲段挡墙脚处抛大块石防冲。在水流作用下，防护工程护脚块石保持稳定的抗冲粒径按下式计算：

2

d=V/C2×2g×（γs-γ）/γ《堤防工程技术汇编》P73页 d—折算直径（m），按球型折算； V—水流流速（m/s）；

C—石块运动的稳定系数，水平库坡C=0.9；

γs，γ—为石块和水的重率，可取为2.65KN/m3和1KN/m3。 经计算抗冲粒径为30cm，采用粒径为30cm块石。 2.2.3.3 防洪堤高度确定 （1）堤顶超高计算

巴音河实测河道比降为0.4%～5.3%，取其各河段一定范围内的平均值，作为此段河道的稳定比降。经分析，治理河道的稳定比降取1/300。

巴音河河道的天然河床主要由砾石加砂组成，防洪堤建成后河道糙率比天然糙率有所降低，结合《水利计算手册》中天然河道糙率n值表，确定河道天然糙率为n=0.033。防洪堤采用混凝土和浆砌石两种方案进行计算，参考《水利计算手册》中天然河道糙率n值表，无抹灰的混凝土护面n=0.017，浆砌石护面n=0.025。经分析计算后，取综合糙率为n=0.033。

因本工程堤防工程的级别为3级，则不允许越浪安全加高值取0.7m为宜。

根据《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）的规定，本工程防洪主要和次要建筑物级别均为4

青海大学水电系

13 #

青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程

级，堤顶高程应按设计洪水位加堤顶超高确定。其计算公式为：

Y=R+e+A

式中：Y--堤顶超高；

R—设计波浪爬高； e—设计风壅增加高度； A--安全加高，取0.7m。

由气象资料可知，工程区夏秋季节多东南风，风速较小，波浪爬高及风壅增高不大，两项合计值取10cm，加上安全加高0.7m，最后确定堤顶超高为0.8m。

（2）基础埋深（冲刷深度）确定

通过对巴音河自然淘刷现状的广泛调查和现场踏勘，取该河道最大冲刷深为1.5m。根据河床床质颗分资料河道泥砂粒经在0.05～60mm之间,泥砂粒经按河床床质的平均粒径计算,即15.4mm。 根据《堤防工程设计规范》GB50286-98及《水力计算手册》中的有关公式进行冲刷深度计算。

通过计算，确定直段和弯曲段冲刷深度均约为1.5m。

依据国家颁发的《工程建设标准强制性条文》中《城市防洪工程设计规范》5.3.4规定，基础埋深要求在冲刷线以下0.5～1.0m的规定，通过计算和调查结果的综合分析，结合本工程实际情况，确定基础自河床床面以下埋深为2.0m。

（3）防洪堤高度确定

由设计水深、堤顶超高和基础埋深确定防洪堤高度。

2.2.4 河道纵断面推算

河道综合整治长度约为1.5Km，分格尔木桥以上左、右岸；河道防洪堤治理长度为4.09Km，其中格尔木桥以上左、右岸之和3.1Km，平源村段约1.0 Km，比降平均为1/300。河道纵断面相关参数见表

表2-5 河道纵断面推求表

桩 号 0+000 0+100 0+200 0+300 0+400 0+500 0+600 0+700 0+798.06

地面高程 2982.0 2982.01 2981.17 2980.81 2980.17 2979.77 2979.36 2978.94 2978.81

河床设计高程 2980.6 2980.34 2980.08 2979.82 2979.56 2979.30 2979.04 2978.78 2978.49

堤顶设计高程 2984.30 2984.04 2983.78 2983.52 2983.27 2983.01 2982.75 2982.49 2982.20

堤底设计高程 2978.60 2978.34 2978.08 2977.82 2977.57 2977.31 2977.05 2976.79 2976.50

水面线高

程 2982.28 2982.02 2981.76 2981.60 2981.68 2981.68 2981.68 2981.68 2981.68

比降 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033

备注 起点 1#坝址

14 青海大学水电系

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