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水面线设计
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【水利防汛抗旱论文】摘要:用Excel编程进行水面线推求,依据能量方程,用分段求和法计算,方法明确,简便易行。关键词:溢洪道 水面线 Excel程序 计算 一、问题的提出 开敞式河岸溢洪道,因其结构简单、施工方便、泄洪能力大、工作可靠,所以在土石坝枢纽工程中通常采用这种型式的溢洪道。为了便于泄洪,开敞式河岸溢洪道多数采用陡坡明渠。溢洪道边墙高度,应根据计入波动及掺气后的水面线,再加上0.5~1.5m的超高。因此,只有算出各段上的水面线才能确定出溢洪道的边墙高度。 溢洪道水面线应根据能量方程,用分段求和法计算,分段求和法是将整个明渠分为若干有限长的小流段,根据已知的流量和控制断面的水深,假设不同的相邻断面的水深,逐次计算流段的长度,只有当计算流段长度等于分段长度,所假设水深才为所求水深。若用人工试算,要反复计算多次才能求出一流段的相应水深,计算过程繁琐,工作量大,而且计算精度不高。 Microsoft Excel作为功能强大、使用方便的电子表格软件,是我们生活、工作、学习中常用的计算工具。把它用于水面线的计算,可大大缩短设计时间,提高设计效率和计算精度。 二、水面线计算的基本公式 水面线应根据能量方程,用分段求和法计算,根据《溢洪道设计规范》中的计算公式: ΔL1-2=
(1) n2
v2=
(2)R 4/3 式中 : ΔL1-2 -
分段长度,m; h1、h2 -
分段始、末断水深,m; v1、v2 -
分段始、末断面平均流速,m/s; α1、α2 - 流速分布不均匀系数,宜取1.05; θ-
溢洪道底坡角度(。); i-
溢洪道底坡; J - 分段内平均摩阻坡降; n - 溢洪道糙率系数; v - 分段平均流速,m/s; R - 分段平均水力半径,m。 溢洪道水流掺气水深可按下式计算: hb=(1+ )h
(3) 式中:h、hb —
溢洪
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