无压输水隧洞水力计算



无压输水隧洞水力计算
一、断面尺寸计算（确定隧洞断面尺寸）
设计引用流量Q	6.2	设计水头	252
洞身纵坡i	0.000769231
断面型式	城门洞型
设计糙率n	0.014
洞口内设计水深h	1.6
1、查表法计算断面尺寸
圆拱直墙（矩形）断面水力特征计算
特征流量K	223.5441791
h(2.67)/nK	1.120750529
查表h/B	0.76
计算洞宽B	2.105263158
2、公式法计算断面尺寸
糙率n	0.014
底宽B	2.309043138	（矩形断面经济宽度）
圆形洞径D	2.459319187
3、进水口水力计算
计算宽度B	高度H1	园拱中心角	计算半拱半径	实取r	总高度H	洞内水深h
2.4	1.6	180	1.2	1.2	2.8	1.56
洞身过水断面面积	湿周X	水力半径R	C	计算过流量Q	洞内流速V	进口流速v1
3.744	5.52	0.67826087	66.95321325	5.725770937	1.65598291	0.92261905
（二）、进口水力计算（确定进口水头损失）
1、按淹没式宽顶堰流量公式计算
上游渠道断面w	2
侧收缩系数e	0.95
流速系数f	0.95
进水渠流速V0	3.1
重力加速度g	9.81
Z0	0.171392462
Z1	-0.318413859
2、按能量方程式计算
水损失系数	0.2
进口断面结构设计	（采用矩形断面结构型式）
底宽B0	水深H0	边坡系数	渠道流速v2
2	1	1.5	1.771428571
Z1	-0.420044074
实际降落高度取值Z1	0.04
（1）、拦污栅水头损失			拦污栅宽	高	流速
拦污栅无支墩			5	1.6	0.775
β	s1	b1	а	ξ1	水损失
2.42	20	500	90	0.033105134	0.00099419
（2）、喇叭段水头损失
ξ2	最小断面宽	最小断面高	流速	水损失
0.1	2.4	1.6	1.614583333	0.013034397
（3）、闸门槽水头损失
ξ3	断面宽	断面宽高	流速	水损失
0.1	2.4	1.6	1.614583333	0.013034397
（4）、压力管道渐变段水头损失
ξ4	直径	流速	水损失
0.05	1.8	2.436446042	0.014840673
总水头损失	0.027062982
设计水头损失取值	0.04
（二）、出口水力计算（确定出口水头回升（恢复落差计算））
1、按与进水口水头损失关系计算
Z2	-0.106137953
2、按能量方程式计算
水损失系数	0.5
出口断面结构设计	（采用梯形断面结构型式）
底宽B0	水深H0	边坡系数	渠道流速v2
2	1.5	0	2.066666667
计算回升高度Z2	-0.038961053
实际回升高度取值Z2	0.01
（四）、总水头损失
隧洞总长	1300
总水头损失Z总	1.03
城口电站进口底板高程确定
六合正常设计水位	1283
计算底板高程	1281.4
实取计算底板高程	1281
出口底板高程	1280
实取出口底板高程	1276.5
压力钢管的计算
引用流量	5.802
经济直径	1.255525131
实取直径	1.8
流速V	2.436446042
三、水头损失			1.148
（1）、拦污栅水头损失			拦污栅宽	高	流速
拦污栅无支墩			1.8	2	1.61166667
β	s1	b1	а	ξ1	水损失
2.42	20	180	90	0.129268295	0.01678852
（2）、喇叭段水头损失
ξ2	最小断面宽	最小断面高	流速	水损失
0.1	1.8	2	1.611666667	0.012987347
（3）、闸门槽水头损失
ξ3	断面宽	断面宽高	流速	水损失
0.15	1.8	2	1.611666667	0.019481021
（4）、压力管道渐变段水头损失
ξ4	直径	流速	水损失
0.05	1.8	2.280041925	0.012996478
（5）、沿程水头损失
洞径D	断面积A	湿周x	水力半径R	糙率n	谢才系数C	洞长l1	流速v5	水损失
1.8	2.544690049	5.6547	0.450013272	0.012	72.94961	500	2.2800419	1.0853865
hv5	0.259929559
四、最小淹没深度
水头损失	1.407569386
安全系数	1.5
淹没深度	2.111354079
实取最小淹没深度	5