2021年导流水力计算补充资料
导流水力学计算补充资料导流水力学计算目的: 拟定泄水建筑物尺寸；确定围堰高程及高度；为计算导流方案工程量提供依据。分为
四类介绍：
欧阳光明（2021.03.07）
分段围堰法前期之束窄河床导流水力计算、导流后期之底孔与缺口导流水力计算、隧洞导流水力计算、明渠导流水力计算。
一、分段围堰法之前期导流的水力计算
要求:束窄河床流速校核；确定上、下游围堰的高程及长度；确定纵向围堰的高程及长度。
1.上游水位计算(上游水位壅高计算,其中下游水位按实测水位流量关系确定)
绘出束窄河床导流水位计算简图如下：
图中z为上下游水位差，m；v0为上游围堰前(原河床)水流的行近流速,m/s；v c为束窄河床段水流收缩断面处的流速,m/s。
(1)计算公式[教材公式(1-3)]
上述计算简图中，可近似假定h c=h d，按能量方程：
式中,河床束窄断面处流v c为：(公式1-4)
Q D为导流设计流量,m3/s.
设上游围堰前水位壅高后,河床过水面积为A u:
则v0为而A u与河床地形与z有关.
A u=f(Hu)=f(z)
(2)试算法求z：
已知:导流设计流量Q D;河床水位-面积曲线H-A(或图上得量H对应的A值)；
下游水位-流量关系曲线h d -Q；K及其它系数。
计算步骤:
step1:由Q D,K求v c,校核v c是否小于允许流速[v c]，并选定各种系数值；
step2:设z=z s ,求h u,=h d+z s。并查得A u；
step3:求v0=Q D/A u；
step4:将v c和v0代入公式(1-3),求出z；
step5:比较判定 |z-z s| e为计算控制精度,可取0.01m，计算至满足精度要求为止. 2.围堰剖面设计 围堰剖面设计包括：堰顶高程计算、堰顶宽度拟定、上、下游边坡拟定、围堰绘横剖面图，并进行上、下游围堰及纵向围堰布置设计。 完成习题时应查阅参照类似工程围堰设计和布置资料。 二、分段围堰法之后期导流的水力计算(底孔、缺口水力计算) 在导流水力学计算中，常遇到两个及以上泄水建筑物联合泄流问 题。最常见的组合有：底孔+缺口联合泄流、隧洞+过水围堰联合泄流、厂房中双层泄水孔联合泄流等。由于不同建筑物泄水状况相互干扰，对此类问题难以准确计算。为了使用计算需要，通常假定几种建筑物泄水相互不干扰，即，参与联合泄流的几种建筑物总的泄水能力可由各建筑物单独泄水能力曲线叠加而得。导流水力学计算中常用联解方程法和图解法解决此类问题。以下以底孔+缺口联合泄流为例说明其计算应用，如图1所示。 一般来讲，河流枯期流量小时，底孔引导水流，缺口上升。而汛期流量大时，缺口与底孔联合渲泄洪水。 计算要求:缺口、底孔的过流量及流速、确定二期上、下游围堰的高程及长度、确定二期纵向围堰的高程及长度。 河流流量由小到大增加时的流态：底孔无压-底孔有压-底孔+非淹没堰流-底孔+淹没堰流。 1.上游水位计算 (联合泄流计算工况) 假定：几种建筑物泄水互不干扰。 (1)计算简图及公式 绘出底孔与缺口联合泄流计算简图： 计算公式: (1)底孔流量 (2)缺口流量 (3)水量平衡方程： Q D =Q 1+Q 2 Q D 为导流设计流量，m 3/s ；各项物理意义参见导流水力学计算补充资料。 一般可联解上面三个方程求解。 2.图解计算法 (联合泄流计算工况) 3.围堰高程计算 同前期导流计算方法 4.围堰布置及尺寸 与前期导流法布置类似；注意围堰位置及其相互关系.5.缺口设计 .缺口宽度B: B=Q ／[q] 缺 [q]为临时缺口允许单宽流量,取60-80m3/s/m; .缺口布置:施工方便:结构可靠: 6.底孔设计 /[v] .底孔面积:ω=Q 孔 .底孔数目:N= ω /(b*h b) .底孔布置:从结构要求、封堵闸门设备、底坎高程、河流综合利用等方面考虑。 三、全段围堰法之隧洞导流的水力计算 要求:隧洞的过流量及流速； 确定隧洞过水断面形式及面积； 确定上、下游围堰的高程及长度； 1.上游水位计算 (1)洞内流态: 枯期流量较小时为明流:按明渠水流计算；流量逐步增大时可能出现明满交替流情况:尽可能避免； 汛期流量较大时可能为有压流：按能量方程推导公式计算(计沿程损失)；(2)有压流计算简图及公式 导流隧洞有压流计算简图如下。 隧洞有压流计算公式：公式中各项物理意义见导流水力学补充资料。 2.围堰高程及布置 同前 3.导流隧洞洞径D选择(洞径优化) 若洞径 D大,可加大泄流量Q,相应围堰高度低；反之，若洞泾D 减小,泄流能力Q减小,会增加围堰高度高， 一般来讲，以隧洞开挖衬砌费用+围堰费用→min 应结合导流隧洞临时支护形式,进行方案的技术经济比较 4.导流隧洞消能防冲 略 四、明渠导流的水力计算 计算要求:明渠的过流量及流速；确定明渠过水断面形式及面积；确定上、下游围堰的高程及长度； 1.上游水位计算 明渠进水口可初估为堰流形式，即可按堰流公式计算渠道进口泄流能力，进而求出相应于导流设计流量Q D的明渠进口上游水位。 2.明渠均匀流计算公式 流速v=C√RJ 流量Q=Av=AC√(Ri) 若C采用曼宁公式计算，则 流速v=R2/3i1/2/n 流量Q=AR2/3i1/2/n 式中，n-糙率；R-水力半径；i-坡比 2.渠内水面曲线推求 用于确定明渠边墙高度。参见水力学。 3.明渠断面选择： 矩形；梯形；复合断面。 4.其余计算同前 高层建筑室内消火栓给水系统计算例子：某宾馆建筑有地上10层和地下室一层，该建筑地上第一层层高为 m，其余层高均为 m，其设计系统图如图1，计算消防水箱的储水量。 解：（1）最不利点的确定 通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。 （2）水枪喷嘴处所需水压 查表，水枪喷嘴直径选择19mm，水枪系数φ值为；充实水柱 H要 m 求不小于10m ，选m H =10m ，水枪实验系数f ?值为。 水枪喷嘴处所需水压 kPa O mH H f H f H m m q 1366.13)102.10097.01/(102.1) -1/(2==??-?=????= （3）水枪喷嘴的出流 喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为。 )/(5)/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=?== 取q xh =5L/s 则：2211515.85()1.577 xh q q H m B ' ' === （4）水带阻力 19mm 的水枪配65mm 水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为.水带阻力损失： m q L A h xh d z d 86.052000172.022 =??=??= （5）消防栓口所需的水压： 最不利点1ˊ消火栓口的水压 O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6)水力计算本 设计按不考虑自喷系统进行，则规范规定，室内消防流量不得小于20L/s ，消防竖管的最小流量为10 L/s 。同时，消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。因此需要计算两根竖管的消防流量。 导流水力学计算补充资料 导流水力学计算目的: 拟定泄水建筑物尺寸;确定围堰高程及高度;为计算导流方案工程量提供依据。分为四类介绍:分段围堰法前期之束窄河床导流水力计算、导流后期之底孔与缺口导流水力计算、隧洞导流水力计算、明渠导流水力计算。 一、分段围堰法之前期导流的水力计算 要求:束窄河床流速校核;确定上、下游围堰的高程及长度;确定纵向围堰的高程及长度。 1、上游水位计算(上游水位壅高计算,其中下游水位按实测水位流量关系确定)绘出束窄河床导流水位计算简图如下: 图中z为上下游水位差,m;v 0为上游围堰前(原河床)水流的行近流速,m/s;v c 为束 窄河床段水流收缩断面处的流速,m/s。 (1)计算公式[教材公式(1-3)] 上述计算简图中,可近似假定h c =h d ,按能量方程: 式中,河床束窄断面处流v c 为:(公式1-4) Q D 为导流设计流量,m3/s、 设上游围堰前水位壅高后,河床过水面积为A u : 则v 0为而A u 与河床地形与z有关、 A u =f(Hu)=f(z) (2)试算法求z: 已知:导流设计流量Q D ;河床水位-面积曲线H-A(或图上得量H对应的A值); 下游水位-流量关系曲线h d -Q;K及其它系数。 计算步骤: step1:由Q D ,K求v c ,校核v c 就是否小于允许流速[v c ],并选定各种系数值; step2:设z=z s ,求h u ,=h d +z s 。并查得A u ; step3:求v 0=Q D /A u ; step4:将v c 与v 代入公式(1-3),求出z; step5:比较判定 |z-z s | 一、设计课题 水电站有压引水系统水力计算。 二、设计资料及要求 1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》； 2、设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。 三、调压井水力计算求稳定断面 <一>引水道的等效断面积：∑= i i f L L f ， 引水道有效断面积f 的求解表 栏号 引水道部位 过水断面f i （m 2 ） L i (m) L i/f i 所以引水道的等效断面积∑= i i f L L f =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失 h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 1, 2 2g 2h Q ?ξ局局= g ：重力加速度9.81m/s 2 Q ：通过水轮机的流量取102m 3/s ω ：断面面积 m 2 ξ：局部水头损失系数 局部水头损失h 局计算表 栏号 引水建筑物部位及运行 工况 断面面积 ω（m 2 ） 局部水头损失系数 局部水头损失 10-6Q 2（m ） 合计(m) (1) 进 水 口 拦污栅 61.28 0.12 0.017 0.307 (2) 进口喇叭段 29.76 0.10 0.060 (3) 闸门井 24.00 0.20 0.184 (4) 渐变段 23.88 0.05 0.046 (5) 隧 洞 进口平面转弯 23.76 0.07 0.066 0.204 (6) 末端锥管段 19.63 0.10 0.138 (7) 调 压 正常运行 19.63 0.10 0.138 2.202 (1) 拦污栅 61.28 4.1 0.067 (2) 喇叭口进水段 29.76 6.0 0.202 (3) 闸门井段 24.00 5.6 0.233 (4) 渐变段 2 3.88 10.0 0.419 (5) D=5.5m 23.76 469.6 19.764 (6) 锥形洞段 21.65 5.0 0.231 (7) 调压井前管段 19.63 10.98 0.559 水电站建筑物,有压引水水力计算 《水电站建筑物》课程设计有压引水系统水力计算 设 计 计 算 书 姓名 专业 学号 指导教师 时间 目录 第一部分设计课题 (3) 1.设计内容 (3) 2.设计目的 (3) 第二部分设计资料及要求 (4) 1.设计资料 (4) 2.设计要求 (5) 第三部分调压井稳定断面计算 (6) 1.引水系统水头损失 (6) 2.引水道有效断面 (8) 3.稳定断面计算 (8) 第四部分调压井水位波动计算 (10) 1.最高涌波水位 (10) 2.最低涌波水位 (13) 第五部分调节保证计算 (15) 1.水锤计算 (15) 2.转速相对升高值 (19) 第六部分附录 (21) 1.附图 (21) 2.参考文献 (21) 第一部分设计课题 1.1 课程设计内容 对某水电站有压引水系统水力计算 1.2 课程设计目的 通过课程设计进一步巩固所学的理论知识，使理论与工程实际紧密结合。提高学生分析问题和解决实际问题的能力，计算能力和绘图能力。 第二部分 设计资料及要求 2.1 设计资料 某电站是MT 河梯级电站的第四级。坝址以上控制流域面积23622Km ，多年平均流量44.9s m /3，由于河流坡降较大，电站采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高(包括基础拱桥)54.8m 。水库为日调节，校核洪水位1097.35m ，相应尾水位1041.32m ；正常蓄水位1092.0m ，相应尾水位1028.5m ；死水位1082.0m ，最低尾水位1026.6m 。总库容m H m p 58,1070734=?，m H m H 4.53,4.65,min max ==。装机容量kw 4105.13??，保证出力kw 41007.1?，多年平均发电量h kw .1061.18?。 该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成，电站平面布置及纵断面图如图所示（指导书图1，图2） 隧洞断面采用直径为5.5 m 的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5 m 渐变至5 .0m ，锥管段长5.0m ，下接压力钢管。隧洞底坡取0.005,全长500.3m ，其中进水口部分长25.7m,进口转弯段长25.595m, 锥管段长为5 m 。 水轮机型号为HL211—LJ —225，阀门从全开到全关的时间为7s ，其中有效关闭时间s T s 68.4=。机组额定转速m in /3.2140r n =，飞轮力矩22.10124m KN GD =。蜗壳长度s m L m L /66.165V .40.202==蜗蜗蜗，，尾水管长度s m L m L /697.3V .16.22 ==尾尾尾，。转轮出口直径 m m 94.1H 2.44D s 2-==，。经核算，当上游为正常蓄水位，下游为正常尾水位，三台机满发电，糙率n 取平均值，则通过水轮机的流量为96.9s m /3，当上游为死水位，下游为正常尾水位，三台机满发，饮水道糙率区最小值，压力管道糙率取最大值，则通过水轮机的流量为102s m /3。当上游为校核洪水位,下游为相应尾水位，电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000—0KW,则流量为63.6—0s m /3；丢荷幅度为45000—15000KW,则流量变幅为96.5—31.0s m /3。当上游为死水位，下游为正常尾水位时，若增荷幅度为30000—45000KW,则 流量变化为68.5—102.5s m /3；若丢荷幅度为30000—0KW,则 流量变化为67.5—0s m /3。 采用联合供水方式，两个卜形分岔管布置，主管直径5m ，支管直径3.4m,分岔角、2729?。从调压井中心至蝴蝶阀中心，全长 某水利枢纽工程施工导流建筑物为5级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004初步确定导流标准为5年一遇（P=20%）,5年一遇枯水期洪峰流量为80m3/s，洪水历时为24小时； 采用全段围堰（挡枯水期洪水）泄洪洞导流围堰为不过水土石围堰,初步确定泄洪洞底高程663m宽4-6m，高5-7米，洞长400米； 试根据拟定的泄洪洞尺寸计算堰前最高水位及最大下泄流量。 假设泄洪洞底坡为0.005，出口为自由出流。 分析：Z-V关系曲线（或Z-F关系曲线）； 洪水标准及相应设计洪水过程线； 拟定的泄洪建筑物型式与尺寸，并推求q-V关系； 水库汛期的控制运行规则； 初始边界条件（包括起调水位、初始库容、初始下泄流量）。 水位～库容关系曲线表 查魏璇主编《水利水电工程施工组织设计指南》中隧洞导流水力计算水位-泄量关系。 解：1.根据题意及条件绘制Z-V关系曲线如下图 2.洪水标准及洪水过程线 3. 拟定的泄洪建筑物型式与尺寸及相应得水力计算，并推求q-V关系 该泄洪建筑物为矩形泄洪洞，拟定其宽为5m，高为5m，泄洪洞底高程663m，过水面积A=25m2。因为隧洞为自由出流判别式如下： 无压流H/D<1.2 有压流H/D>1.5 半有压流或半有压与有压交替的不稳定流 1.2 CB34报告单 （葛洲坝[2011]报告011号） 合同名称：南水北调中线一期引江济汉工程渠道3标合同编号：HBNSBD-YJ01-2011-05 说明：本表一式四份，由承包人填写，监理机构、发包人审批后，承包人2份，监理机构、 发包人各1份。 关于庙湖两期围堰与一期围堰方案比较及导流明渠设计的报告 一、工程概况 1、工程概况 引江济汉作为南水北调中线水源区工程之一，是从长江上荆江河段附近引水至汉江兴隆河段、补济汉江下游流量的一项大型输水工程。工程的主要任务是向汉江兴隆以下河段（含东荆河）补充因南水北调中线调水而减少的水量，同时改善该河段的生态、灌溉、供水和航运用水条件。引水干渠的引水口位于荆州市龙洲垸、出水口为潜江市高石碑，线路地跨荆州、荆门两地级市所辖的荆州区和沙洋县，以及省直管市潜江市和仙桃市，干渠全长67.23km 工程区位于江汉平原的腹地，桩号为13+756～18+947，地形平坦开阔，地面高差起伏不大，渠道的两侧均为农田、鱼塘及村庄，地面高程在32～34m之间。 渠道3标长度为5.191km，沿线共布置各类建筑物4座，3座排水倒虹吸，一座分水闸。引水干渠设计引水流量350m3/s，最大引水流量500m3/s。 本标段引水干渠按1级建筑物设计，干渠上的跨渠倒虹吸等主要建筑物按1级建筑物设计，倒虹吸的进出口连接建筑物、消能防冲设施、庙湖分水闸后的输水管、出口连接建筑物、消能防冲设施等次要建筑物按3级建筑物设计。回旋水域建筑等级类别为三类，但水工建筑物按1级设计，其它建筑物按3级设计。 本标段主体工程主要工程量：土方开挖约213万m3，土石方填 筑约98万m3，混凝土约7万m3，钢筋约0.67万t。 2、穿湖段的原招标围堰施工方案 本标段穿湖段桩号为17+306～17+800，其中有两座建筑物，桩号分别是分水闸K17+400，倒虹吸K17+650，为了满足穿湖段在施工过程中湖汊上游来水能顺利泄入湖中而不致影响其施工，因此，进行分期施工，结合工程布置、进场交通条件及施工布置，一期施工桩号17+306～17+660段（含渠道、分水闸、回旋水域及倒虹吸等），纵向围堰轴线桩号17+683，由桩号17+700～17+800段湖汊过流，二期施工桩号17+660～17+800段渠道，由一期已建的倒虹吸过流，庙湖曾家湾倒虹吸设计过流标准为50年一遇，因此满足穿湖段施工20年一遇的度汛洪水要求。 一期围堰形成一个封闭的基坑，在倒虹吸进出口处围堰向外侧折转，总长约1140m，其中纵向围堰长约263m，采用土方填筑，堰底高程26.5m，堰顶高程为29.0m，顶宽10m，两侧边坡均为1∶5，一期基坑渠道填筑在4月底可达到脱险高程，但是纵向围堰不满足度汛要求，在其上采用袋装土填筑到32.0m高程，堰高3m，袋装土堰顶宽2m，两侧边坡均为1∶1。汛期渠道内可继续施工。二期只填筑两条横向围堰与一期横向围堰衔接，堰顶高程29.0m，顶宽10m，两侧边坡均为1∶5，二期围堰共长620m，在合龙后纵向围堰可以拆除，此时一二期基坑合为一个整体。在二期围堰合龙前，倒虹吸进出口前围堰必须拆除，倒虹吸作为二期渠道施工导流建筑物。 一、二期土围堰填筑7.8万m3，袋装土填筑3000m3，土围堰只 在《供热工程》P97和P115有下面两段话：可以看出对于单元立管平均比摩阻的选择需要考虑重力循环自然附加压力的影响，试参照下面实例，分析对于供回水温60/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻的取值是多少？ 实例： 附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2.1水力计算界面： 菜单位置：【计算】→【采暖水力】（cnsl）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后，会执行本命令，系统会弹出如下所示的对话框。 功能：进行采暖水力计算，系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中，编辑数据的同时可预览原理图，直观的实现了数据、图形的结合，计算结果可赋值到图上进行标注。 快捷工具条：可在工具菜单中调整需要显示的部分，根据计算习惯定制快捷工具条内容；树视图：计算系统的结构树；可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置； 原理图：与树视图对应的采暖原理图，根据树视图的变化，时时更新，计算完成后， 可通过【绘图】菜单中的【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注；数据表格：计算所需的必要参数及计算结果，计算完成后，可通过【计算书设置】选择内容输出计算书； 菜单：下面是菜单对应的下拉命令，同样可通过快捷工具条中的图标调用； [文件] 提供了工程保存、打开等命令； 新建：可以同时建立多个计算工程文档； 打开：打开之前保存的水力计算工程，后缀名称为.csl； 保存：可以将水力计算工程保存下来； [设置] 计算前，选择计算的方法等； [编辑] 提供了一些编辑树视图的功能； 对象处理：对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图，有时由于管线间的连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； [计算] 数据信息建立完毕后，可以通过下面提供的命令进行计算； [绘图] 可以将计算同时建立的原理图，绘制到dwg图上，也可将计算的数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单； 6.2.2采暖水力计算的具体操作： 1.下面以某住宅楼为例进行计算：住宅楼施工图如下： 第七节调压室水力计算条件的选择 调压室的基本尺寸是由水力计算来确定的，水力计算主要包括以下三方面的内容： (1）研究“引水道—调压室”系统波动的稳定性，确定所要求的调压室最小断面积。 (2）计算最高涌波水位，确定调压室顶部高程。 (3）计算最低涌波水位，确定调压室底部和压力水管进口的高程。 进行水力计算之前，需先确定水力计算的条件。调压室的水力计算条件，除去水力条件之外，还应考虑到配电及输电的条件。在各种情况中，应从安全出发，选择可能出现的最不利的情况作为计算的条件。现讨论如下。 1.波动的稳动性计算 调压室的临界断面，应按水电站在正常运行中可能出现的最小水头计算。上游的最低水位一般为死水位，但如电站有初期发电和战备发电的任务，这种特殊最低水位也应加以考虑。 引水系统的糙率是无法精确预侧的，只能根据一般的经验选择一个变化范围，根据不同的设计情况，选择偏于安全的数值。计算调压室的临界断面时，引水道应选用可能的最小糙率，压力管道应选用可能的最大糙率。 流速水头、水轮机的效率和电力系统等因素的影响，一般只有在充分论证的基础上才加以考虑。 2.最高涌波水位的计算 上游水库水位应取正常高水位，引水道的糙率应取可能的最小值，负荷的变化情况一般按丢弃全负荷设计。最高洪水位丢弃全负荷或部分负荷进行校核。如电站的机组和出线的回路数较多，而且母线分段，经过分析，电站没有丢弃全负荷的可能，也可不按丢弃全负荷计算。对于丢弃全负荷情况，可假定由最大流量减小至空转流量；为了安全，有人认为应按丢弃至零计算。 3.最低涌波水位的计算 上游水库水位应取可能的最低水位，引水道的糙率应取可能的最大糙率。 确定最不利的增荷情况比确定最不利的丢荷情况更加困难。增加负荷对调压室的工作比丢弃负荷更危险，如计算不正确，可能使引水道和压力管道进入空气，破坏建筑物和机组正常的运行。在技术设计阶段，增 采暖供热管道水力计算表说明 1 电算表编制说明 1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式： ΔP m =L λρ?v 2 d j ?2 （1.1） ；式中：△Pm——计算管段的沿程水头损失（Pa） L ——计算管段长度（m）； λ——管段的摩擦阻力系数； d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值； 3 ρ——流体的密度（kg/m）,按本院技术措施表A.2.3编制取值；v —— 流体在管内的流速（m/s）。 1.2 管道摩擦阻力系数λ 1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式： 1 层流区（R e ≤2000） λ= 64 Re 2 紊流区（R e ＞2000）一般采用柯列勃洛克公式 1 ?2. 51K /d j =?2lg?+?λ?Reλ3.72 ?K 68? ?λ=0.11?+??d ?j Re? 0. 25 ???? 简化计算时采用阿里特苏里公式 雷诺数 Re= v ?d j γ 以上各式中 λ——管段的摩擦阻力系数；Re ——雷诺数； d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值； － K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m，室外供热管网 － K ＝0.5×103m ； v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）； ，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。γ—— 热媒的运动粘滞系数（m2/s） 1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算： λ={ d j ? b 1. 312(2 lg 3. 7??b 0. 5?+ lg Re s?1?2 ?? 3. 7d j lg K ?????? }2 室内热水供暖系统的水力计算 本章重点 ? 热水供热系统水力计算基本原理。 ? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。 ? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。 本章难点 ? 水力计算方法。 ? 最不利循环。 第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示： Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝ R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕 式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ； Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ； Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ； R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ； l ——管段长度， m 。 在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。 每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m （ 4 — 2 ） 式中一一管段的摩擦阻力系数； d ——管子内径， m ； ——热媒在管道内的流速， m ／ s ； 一热媒的密度， kg ／ m 3 。 在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下： ( — ) 层流流动 当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算； FJD34260 FJD 水利水电工程技术设计阶段 引水式水电站水道水利学 计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1998年1月 1 水电站技术设计阶段 引水式水电站水道水力学计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2 目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3.基本资料 (4) 4.计算原则与假定 (6) 5.计算内容与方法 (6) 6.观测设计 (15) 7.专题研究 (16) 8.应提供的设计成果 (16) 3 4 1 引言 工程位于 ,是以 为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。水库最高洪水位 m,正常蓄水位 m,死水位 m ，最大坝高 m 。电站总装机容量 MW,单机容量 MW,共 台,保证出力 MW 电站设计水头 m,最大水头 m,最小水头 m 。电站最大引用流量 m 3 /s 本工程初步设计于 年 月审查通过。 2 设计依据文件和规范 2.1 (1) 工程可行性研究报告 ; (2) 工程可行性研究报告审批文件 ; (3) 工程初步设计报告; (4) 工程初步设计报告审批文件; (5) 2.2 主要设计规范 (1)SDJ 12—78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分) (试行)及补充规定; (2)SD 134—84 水工隧洞设计规范; (3)SD 303—88 水电站进水口设计规范(试行); (4)SD 144—85 水电站压力钢管设计规范(试行); (5)DL/T 5058-1996 水电站调压室设计规范; (6)DL/T 5079-1997 水电站引水渠道及前池设计规范 (7)SL 74—95 水利水电工程钢闸门设计规范； (8)SDL 173—85 水力发电厂机电设计技术规范。 3 基本资料 3.1 工程等级及建筑物级别 (1)根据SDJ 12—78规范表1确定本工程为 (2)根据引水系统工程在水电站枢纽中所处的位置及其重要性,按SDJ 12—78确定建筑物级别为 3.2 (1)各种频率下的洪水流量,和经水库调节后相应的下泄流量; (2)多年平均流量; (3) 3.4 设计计算中常用的各种水位流量资料如表1。 古学水电站引水发电系统水力计算分析 发表时间：2016-09-05T12:04:46.920Z 来源：《建筑建材装饰》2015年12月上作者：邓艳强[导读] 开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。 邓艳强 （中国电建中南勘测设计研究院有限公司宜昌设计院，湖北宜昌443002） 摘要：随着水电建设的不断深入，我国水电发展重心逐渐向西南高山峡谷地区转移，受地形条件限制，地下引水发电系统逐渐被广泛采用。能否选择合适的洞型及保证适宜的水力特征，已经成为影响工程成败的重要因素。本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。 关键词：古学水电站；引水发电系统；水头损失；水力计算 前言 随着我国经济的高速发展，对能源需求不断增加，水电作为可再生的清洁能源被广泛采用。西南地区山高谷深，河流纵横，水能资源极其丰富，已逐渐成为水电开发的主战场。然而，受地形条件限制，发电系统多采用地下厂房形式，选择合适的洞型、减小水力损失、成为水电引水发电系统水力分析的重中之重。本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。 1工程概况 古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内，是金沙江左岸一级支流定曲河“一库八级”梯级开发的最后一级水电站，是定曲河第一个开发电站，该电站的修建对于对加快藏区经济发展和维护社会稳定具有极其重要的意义。电站采用引水式开发，坝址位于四川省得荣县奔都乡藏色桥上游1.52km处，上距得荣县城12.8km；厂址位于四川省得荣县古学乡卡日共村上游350m处，上距得荣县城28.4km。古学水电站为三等中型工程，工程开发任务为发电，兼顾下游生态环境用水要求。水库正常蓄水位2270.00m，校核洪水位2271.86m，总库容32.28万m3，死水位2269.00m，调节库容4.88万m3，无调节能力。电站装机两台，额定水头131.0m，额定引用流量77.8m3/s，总装机容量90MW (2×45MW)，年利用小时为4289，多年平均年发电量3.8603亿kW?h。 古学水电站引水发电系统包括进水口、压力管道及发电厂房等建筑物，其中进水口长25.3m，顺水流方向分为拦污栅段、渐变段和闸门段；有压隧洞长14329.04m（渐变段末端至调压井中心处），沿途根据隧洞的永久支护方式不同，隧洞沿线设置多个纵坡，且均为顺坡，底板平均纵坡2.931‰。平面上隧洞设置6个转弯，转弯角分别为78.14°、18.0°、28.0°、25.58°、36.61°、9.37°和54.45°，前六个转弯半径均为100m，最后一个转弯半径为50m；调压室为阻抗式全地下布置，井高70.34m，最高涌浪水位为2294.900m，最低涌浪水位为2240.570m，调压室竖井底板高程2234.000m，顶部高程2304.340m，利用布置在调压室顶部的施工支洞进行通风，兼作检修进人洞；同时为充分利用施工支洞形成的有效容积，供丢弃负荷时储水用，在距交通洞洞口20m位置处设置拦水坎，坎顶高程2316.00m。压力管道采用一管两机的联合供水方式，主管平面上呈直线布置，立面上由上平段、斜井段及下平段组成，立面转弯角55°，转弯半径25.0m。岔管以前压力管道主管长251.5m，内径4.4m。岔管为对称“Y”形布置，采用月牙肋岔管型式，分岔角为70°；两条支管内径3.0m，每条支管长55.8m，向机组正向供水。 （b）引水发电系统 图1 古学水电站 2引水系统水力计算 2.1进水口水力计算 进水口水力计算包括最小淹没深度确定、通气孔面积计算及进水口过栅流速计算。（1）最小淹没深度 为防止产生贯通性漏斗漩涡按照戈登公式估算： 输水管道水力计算公式 1．常用的水力计算公式： 供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式： g d v l h f 22 **=λ （1） 谢才（chezy ）公式： i R C v **= （2） 海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式： 87 .4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中 h f -----------沿程损失，m λ----------沿程阻力系数 l -----------管段长度，m d-----------管道计算内径，m g-----------重力加速度，m/s 2 C-----------谢才系数 i------------水力坡降； R-----------水力半径，m Q-----------管道流量m/s 2 v------------流速 m/s C n -----------海澄―威廉系数 其中达西公式、谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。 2．规范中水力计算公式的规定 3．查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐 采用的水力计算公式也有所差异，见表1： 表1 各规范推荐采用的水力计算公式 3．1达西公式 达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计算的关键，一般采用经验公式计算得出。舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。 舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用较广. 柯列勃洛可公式)Re 51.27.3lg(21 λ λ+?*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式，该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合，适用范围为4000 （四）设计计算书 1、施工导流水力计算 一期围堰高程的设计 河流行进流速v 0=Q/A=3380/4408=0.77m/s 束窄河床平均流速v c =Q/ε(A -A 1)=3380/0.95(4408-2204)=1.61 m/s 水位雍高 m g v v Z c 154.09.81 ×277.09.81×2×85.061.122g φ2 2 20222=-=-= 一期上游围堰设计围堰高程H u =h d +z+h a +δ=85.6+0.154+0.424+0.5=86.678m 一期下游围堰设计围堰高程H d =h d +h a +δ=85.6+0.424+0.5=86.524m 二期围堰高程的设计 一期下游围堰设计围堰高程H d =h d +h a +δ=82.362+0.424+0.5=83.286m 二期上游围堰设计 2.3953866210 55.162.114.324 .34/622Re 6 2=????= = -υ vd Re>2320时为紊流。 81.017 .1024 .8== = χ A R 巴甫洛夫斯基公式y R n C 1= ，当R<1.0m 时，164.0012.05.15.1===n y 5.8081.0012 .01 164.0=?= C 谢才公式RJ CA vA Q RJ C v ===,，改写后得l R A C Q l R C v h f 222 22==， 此式与达西—魏斯巴赫公式g v R l h f 242 λ=，可得λg C 8=，可推出 0121.05.8081 .9882 2=?== C g λ 短管自由出流 00221 gH A A gH d l vA Q c μζ λα=++= =∑∑ 式中746.05.024 .380 0121.011 1 =+? += ++= ∑ζλ αμd l c 水利工程施工课程设计计算说明书 题目：截流水力计算（水工钢筋） 学院：中央电大伊犁分校 班级：2011年春 指导老师： 姓名：张玉 一、基本资料 某工程截流设计流量Q=4150 m3/s,相应下游水位为39.51m，采用单戗立堵进占，河床底部高程30m，戗堤顶部高程是44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度220m，合龙中戗堤渗透流量Q s0=220m3/s,合龙口的渗流量可近似按如下公式计算，Qs= Q s00 /z z(Z为上下游落差，Z0 为合龙闭气前最终上下游落差)，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流设计。已知上游水位~下泄流量关系如下： 截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，一般有多种设计方法，本次设计针对立堵截流。一般设计步骤分为：戗堤设计及截流水力分区设计，本次设计只涉及截流水力计算。 截流的水力计算中龙口流速的确定一般有图解法和三曲线法两种。以下采用三曲线法设计。 截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。 二、计算过程含附图（三曲线法） 无护底时绘制V~Z 和V~B 曲线 步骤：1、作Q~Z 关系曲线，将已知的泄流水位Q d ~△H 上转化为Q d ~Z 关系， 并做Q d ~Z 曲线； 其中：Qs= Q s0 /z z =220 23 .3/z ； Q d 可根据Z 值在Q d ~Z 曲线上查得； 由Q 0=Q+Q d +Q s 绘制龙口流量与下游落差Q~Z 关系曲线，曲线由以 下表格绘制： 3 输水系统 3.1主要设计依据和系统布置 3.1.1主要设计依据 乌江渡水电站扩机工程输水系统包括引水建筑物和尾水建筑物两大部分，施工图阶段设计主要依据下列资料进行： (1)《乌江渡水电站扩机工程可行性研究报告》 (2)《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）及其补充规定》SDJ 12-1978 (3)《水工遂洞设计规范》SD134-1984 (4)《水电站压力钢管设计规范》SD144-1985 (5)《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-1993 (6)《水电站进水口设计规范》SD303-1988 (7)《水电站调压室设计规范》DL/5058-1996 (8)《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-1996 (9)《混凝土结构设计规范》GBJ10-1989 (10)《钢结构设计规范》GBJ17-1988 (11)《砌体结构设计规范》GBJ3-1988 (12)《水工预应力锚固设计规范》SL212 (13)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85 (14)《水工预应力锚固设计规范》SL212 (15)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-1994 (16)《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997 (17)《建筑结构荷载设计规范》GBJ9-1987 (18)《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-1997 (19)《水电站厂房设计规范》SD335-1989 (20) 《水力计算手册》1983.6 3.1.2工程等级与设计标准 乌江渡水电站扩机工程的主要任务是发电，电站设两台机组，装机规模为2×250MW，计及原坝后式电站装机规模630MW，总装机容量为1130MW。原枢纽工程为一等工程，根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）及其补充规定》的规定，将扩机工程进水口作为挡水建筑物，即按1级建筑物设计，引水道、尾水道和发电厂房按2级建筑物设计。根据《防洪标准》GB50201的规定，各建筑物的洪水设计标准如下：进水口设计洪水P=0.2% 校核洪水P=0.02% 引水道、尾水道和发电厂房设计洪水P=0.5% 校核洪水P=0.2% 3.1.3基础设计参数 水库水位正常蓄水位760.00m 设计洪水位760.30m(P=0.2%) 校核洪水位762.80m(P=0.02%) 淤砂高程660.00m 下游水位正常尾水位627.00m 最低尾水位626.64m 第3章建筑消防系统3.2消火栓给水系统的水力计算 消火栓给水系统的水力计算 消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定 管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和 水泵的型号等。我国规范规定的各种建筑物消防用水 量及要求同时使用的水枪数量可查表3-4、表3-5。 3.2.1消火栓口所需的水压 k d q xh H h H H ++=消火栓口所需的水压按下列公式计算 式中H xh ——消火栓口的水压，kPa ； H q ——水枪喷嘴处的压力，kPa ； h d ——水带的水头损失，kPa ； H k ——消火栓栓口水头损失，按20 kPa 计算。 g v H q 22 =f f f q H g v d K H H H ??=-=?22 1理想的射流高度（即不考虑空气对射流的阻力）为： 式中υ——水流在喷嘴口处的流速，m/s ；g ——重力加速度，m/s 2； 实际射流对空气的阻力为： 式中a f ——实验系数=1.19+80(0.01·H m )4,可查表3-7。 水枪喷嘴处的压力与充实水柱高度的关系为： 水枪在使用时常倾斜45°～60°角，由试验得知充实水柱长度 几乎与倾角无关，在计算时充实水柱长度与充实水柱高度可视为相等。 m f f H a H =m f m f q H a H a H ??-??=?110 K Pa 水枪充实水柱高度H m 与垂直射流高度H f 的关系式由下列公式表示： 式中q xh ——水枪的射流量，L/s ； μ——孔口流量系统，采用； B ——水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，可查表3-8； 式中q d ——水带水头损失，kPa ； L d ——水带长度，m ；A Z ——水带阻力系数，见表3-10。 q xh BH q =102??=xh d z d q L A h 水带水头损失应按下列公式计算： 水枪射出流量与喷嘴压力之间的关系可用下列公式计算： 长引水系统水室式调压室初步设计 发表时间：2019-03-22T16:54:59.130Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：周宏民 [导读] 某水电站位于巴基斯坦西北边境省开伯尔普什图省境内采用引水式开发，为高水头、长距离引水发电工程 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津 300222 摘要：某水电站位于巴基斯坦西北边境省开伯尔普什图省境内采用引水式开发，为高水头、长距离引水发电工程。本电站具有引水洞线长、调压室竖井高、压力管道压力大等特点。调压室对本电站的正常运行起着关键作用，通过对调压室水力特征和结构进行设计，为改善机组运行条件和工程安全提供保障。 关键词：调压室；水室式；冲击式水轮发电机；长引水隧洞 1工程概况 某水电站位于巴基斯坦西北边境，是一座高水头、长隧洞引水式水电站工程。电站安装4台单机容量为221MW的冲击式水轮发电机组，总装机容量884MW。水库正常蓄水位为2233m，最低运行水位为2223m。引水系统由电站进水口、引水隧洞、调压室及压力管道等建筑物组成。 引水隧洞长22.6km，洞径为6m。调压室布置于引水隧洞末端，顶高程2300.00m，底高程2056m。上室为圆形断面，断面直径为22m，高24.5m。下室采用城门洞断面，为两条长度各为100m的隧洞，底板为倾向竖井的1.0%的坡，顶部为倾向竖井的1.5%的坡。调压室后引水隧洞经Y型岔管分为两条引水隧洞，后接压力管道。压力管道由四个压力平洞段、三条压力竖井段构成，采用钢板衬砌。 2地质条件 调压室地表为第四系堆积物为坡崩积物（Q4dl+col），以碎石土为主，覆盖层厚度较薄。岩性主要为石英云母片岩等。推测岩体的风化状态以弱风化为主，调压室下部可能为微风化~新鲜，推测调压室岩体围岩类别主要为Q2a和Q3。 3调压室水力计算 下面根据《水利水电工程调压室设计规范》及《水工设计手册》对调压室进行水力学计算。 3.1调压室设置条件 是否设置调压室按下式作初步判别： 式中：；增加负荷前的流量；增加负荷后的流量。 机组开启可人为控制，因而最低涌波按以下工况计算（1）最低发电水位2223.00m时，本计算初定按上游死水位，共用上游调压室的4台机组由3台增加至4台，满负荷发电；（2）最低发电水位2223.00m时，本计算初定按上游死水位，共用上游调压室的4台机组由2台增加至4台，满负荷发电。 计算中，最低涌浪定为2102.00m高程。经计算比较现有的下室容积大于计算容积，满足要求 4结构设计 调压室竖井的围岩主要为石英云母片岩，岩体的风化状态以弱风化为主，调压室下部可能为微风化~新鲜，推测调压室岩体围岩类别高层建筑室内消火栓给水系统水力计算
导流水力计算补充资料
有压引水系统水力计算
水电站建筑物,有压引水水力计算说课讲解
施工导流计算
庙湖导流
采暖系统水力计算
第七节调压室水力计算条件的选择
采暖管道水力计算
水力计算
引水式水电站水力学计算设计大纲范本概要
古学水电站引水发电系统水力计算分析
输水管道水力计算公式
施工导流计算书
截流水力计算(水工钢筋)
3 输水系统
03-2消火栓给水系统的水力计算
长引水系统水室式调压室初步设计