水工隧洞水力計(jì)算

1、目5t水工隧洞水力計(jì)算的內(nèi)容，一般有：泄流能力計(jì)算、水頭損失計(jì)算、繪制壓坡線（有壓 流）、水而線的計(jì)算（無壓流）。1、泄流能力水工隧洞泄流能力計(jì)算，分有壓流和無壓流兩種情況。實(shí)際工程中，多半是根據(jù)用途先 擬定隧洞設(shè)宜髙程及洞身斷而和孔口尺寸，然后通過計(jì)算校核其泄流量。若不滿足要求，再 修改斷而或變更髙程，重新計(jì)算流量，如此反復(fù)計(jì)算比較，直至滿意為止。（/）有壓流的泄流能力有壓流的泄流能力按公式（7）計(jì)算：Q =小 j2gH°（!）式中2一泄流量：“一一流量系數(shù)：斤隧洞出口斷而面積；9重力加速度。Hq = H+ 2g式中孕一一出口孔口靜水頭；吃隧洞進(jìn)口上游行近流速水頭。2g流雖系數(shù)u隨

2、岀流條件不同而略有差異，自由出流和淹沒出流分別按公式（刃和公式（J）計(jì)算：11式中彳一隧洞出口斷面而積：%-一隧洞岀口下游渠道過水?dāng)喽e；J一局部水頭損失系數(shù)：%與相應(yīng)流速之?dāng)喽e：厶、彳、艮、&某均勻洞段之長度、而積、水力半徑和謝才系數(shù)。上述泄流能力計(jì)算公工適用于有壓泄水隧洞，對發(fā)電的有壓引水隧洞，其過流能力決泄 于機(jī)組設(shè)計(jì)流量，即流量為已知，要求確定洞徑。（刃無壓流的泄流能力無壓泄水隧洞的洞身底坡常大于臨界坡度，洞內(nèi)水流呈急流狀態(tài)，其泄流能力不受 洞長影響，而受進(jìn)口控制，若進(jìn)口為深孔有壓短管，仍可按公式和公式仔丿訃算，而 忽略其沿程水頭損失（根號中的最后一項(xiàng)）。表孔堰流進(jìn)口的斜

3、井式無壓隧洞，英泄流能力由堰流公式計(jì)算：Q = 3出低 H*2（4）式中f側(cè)收縮系數(shù)：磁 流屋系數(shù)；客一一堰頂寬度J）:為一一包括行近流速水頭生的堰頂水頭。2g流量系數(shù)和側(cè)收縮系數(shù)與堰型有關(guān)。為保證曲線堰面與斜井底板有準(zhǔn)確的切點(diǎn)，使過水 表面平整，建議采用£S標(biāo)準(zhǔn)剖而堰型，苴曲線方程和有關(guān)il算參數(shù)可參見武漢水利電力 學(xué)院編的水力計(jì)算手冊。隧洞的水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失，其il算方法可參見武漢水利電力學(xué) 院編的水力計(jì)算手冊。次繪制壓坡線連接隧洞沿程測壓管水頭，即得有壓隧洞的壓坡線。設(shè)汁時(shí)應(yīng)根據(jù)隧洞可能的支運(yùn)行條 件繪制最高和最低壓坡線。前者供確怎隧洞各段的最大設(shè)訃內(nèi)水壓

4、力，后者用以檢驗(yàn)洞內(nèi)會 否出現(xiàn)負(fù)壓力。繪制壓坡線的步驟如下：/根據(jù)水流連續(xù)方程汁算隧洞沿程各不同斷而的流速；刃逐段計(jì)算沿程水頭損失和各項(xiàng)局部水頭損失：M）從隧洞出口斷而底板高程為基準(zhǔn)的隧洞進(jìn)口總水頭中，自上而下沿程逐段逐項(xiàng)累減 檢K頭映得各轉(zhuǎn)換斷而上的總水頭卜滬話“）從各轉(zhuǎn)換斷而的總水頭中減去相應(yīng)的流速水頭，得各轉(zhuǎn)換斷面上的測壓管水頭 連接各測壓管水頭，即得隧洞沿程壓坡線。以隧洞進(jìn)口上游最低運(yùn)行水位為準(zhǔn)算出的壓坡線，若出現(xiàn)低于隧洞洞頂高程者，說明該 段洞身將發(fā)生負(fù)壓，通常情況下，不允許隧洞在負(fù)壓上運(yùn)行。降低隧洞髙程，加大隧洞洞徑, 收縮隧洞岀口斷而尺寸，以及改善岀口體型，均可提高洞身壓力，達(dá)到消除負(fù)壓之目的。夕、水面線的計(jì)算明流隧洞的過水?dāng)喽酁榫匦?，汁算水而線較為簡便的方法是直接分段求和法。對兩相 鄰過水?dāng)喽⒛芰糠匠淌娇傻肁EAx = （5）ib-if式中4隧洞沿程分段長度：AS兩相鄰斷而之比能差，£=&£；4一一洞底坡度：nVq能線坡度，“ =7科3aVS比能，E = y +:2g鄉(xiāng)一一斷而水深。一般情