( 1 )任务描述 背景:某拦河水闸 闸址处两岸地势较平坦,地面高程约 41.00m ,河型较顺直,河床纵坡为 1 / 5 000 ,河床高程 30.00m ,横断面为复式梯形断面。 根据钻孔 揭露 闸址地层属河流冲积相,河床部分地层属第四纪更新世 Q 3 与第四纪 全 新世 Q 4 地层交错出现 。 闸址处的河道横断面如下图。拟建拦河闸以雍高水位灌溉农田,洪水时开闸泄洪水。本枢纽工程为 III 等工程,其中永久性主要建筑物为 3 级。拦河闸底板高程为 30.00m ,正常挡水位为 38.50m 。试进行闸孔布置。 闸址处河床横断面图(单位: m ) 水闸洪水标准及建闸后下泄相应洪水标准时水闸上、下游水位见 洪水标准及特征水位表。 表1 洪水标准及特征水位表 项目 重现期(年) 洪水流量( m 3 /s ) 下游水位( m ) 闸前水位( m ) 设计洪水 3 0 978 39.0 39.13 校核洪水 10 0 1348 40.2 40.27 问题:按照下述步骤完成闸孔设计,并 将计算过程及成果 以 . xls( 或 .xlsx) 格式保存到考试文件夹,并打印出成果。 ( 1)请根据已知条件完成下表 2 。 闸底板高程为 30.00m , 由上、下游水位,推算上游水头及下游水深,填入下表(保留两位小数, g=9.8m/s 2 ) 。 表2 上游水头计算 运用情况 流量 Q ( m 3 /s ) 下游水深 h s ( m ) 上游水深 H ( m ) 过水断面面积 A ( m 2 ) 行近流速 ( m 3 /s ) 行近流速水头 包括行近流速水头的上游水头 H 0 (m) 设计情况 978 801 1.22 校核情况 1 348 931 1.44 ( 2 )根据堰流公式分别进行设计流量和校核流量情况下的水闸净宽 B 0 计算,并进行分孔(分为 7 孔,即孔数 n=7 )。 流量系数 m =0.385 ,侧收缩系数 ,淹没系数按下述公式计算: 。计算结果填入表 3 (淹没系数保留三位小数,写清详细计算过程)。 表3 闸孔总净宽计算成果表 运用情况 流量 Q ( m 3 /s ) 下游水深 h s ( m ) 上游水头 H 0 ( m ) 淹没系数 流量系数 m 侧收缩系数 B 0 ( m ) 孔数 n 每孔宽 b ( m ) 设计情况 978 7 校核情况 1 348 7 ( 3) 闸孔总宽度 L 的计算(总宽度 L 不包括边墩宽度)。 从上表两种情况中选取水闸净宽及分孔,根据 孔数 n、每孔 宽度 b 及闸 墩 厚度,进行 闸孔总宽度计算。 ( 设置 4个 中墩, 2 个缝墩 , 2个边墩, 中墩和边墩 厚均为 1. 2 m ,缝墩 厚 1. 6 m ) ( 4 )校核泄洪能力,并得出布置结论。 根据选定的水闸净宽及分孔,复核过流量,见下表。 表4 过流能力校核计算表 运用情况 流量 Q ( m 3 /s ) 水头 H 0 ( m ) 淹没系数 流量系数 m 侧收缩系数 过闸流量 Q ( m 3 /s ) 与已知流量差值 ( m 3 /s ) 过流量误差( % ) 设计情况 978 校核情况 1 348