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南水北调邢石段西于科排水倒虹吸水力设计与分析.pdf
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1、南水北调邢石段西于科排水倒虹吸水力设计与分析张中建 2 5 【 设计 与施 工 】 南水北调邢石段西于科排水倒虹吸水力设计与分析 张 中 建 ( 河北省水利水 电勘测设计研 究院 , 天 津 3 0 0 2 5 0 ) 摘要 文章通过左岸排水典型建筑物西于科排水倒 虹吸 水力计算来确定孔 口尺寸。保障下泄 洪水 畅通 , 维护 总 干渠 的安全 。 关键词 南水北调 ; 西于科沟排水倒虹吸 ; 水力计算 中图分类号: T V 2 2 2 文章标识码: B 文章编号: 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 2 50 2 1 工程概 况 西于科沟排水倒虹吸位于河北
2、省元 氏县西于科村 南约 6 5 0 1T I 处 , 由进 口段 、 管身段 、 出口段等部分组成 。 管身断面尺寸 2 m 3 m 3 m。 洪水标准按 5 0年一遇洪水设计 , 2 0 0年一遇洪水 校核 。 表 1 水位流量关 系 2 水力计算 2 1 说 明 水力计算时 , 将天然水位 流量关系曲线作 为建 筑物 出口处水位 流量关系 曲线 , 推求出建筑物上游 水位 , 倒虹吸的进 口设计水位 即为设计洪水 调洪的最 高水位。拟定若干孔 口尺寸及进出 口底高程 , 根据各 频率洪水 的调算结果 , 综合 比较选择合理方案 。倒 虹 吸孑 L 口尺寸确定时: 进 口底高程 的确定应
3、满足设计 洪峰流量情况下 , 进 口淹没深度不小于 1 5 m; 为避 免建筑物 出口造成 冲刷或设置过大消能工 , 适当控制 倒虹吸管 内流速 , 低 标准洪水一般为 1 02 0 m s , 设计洪水标准 3 0 4 0 m s , 校核洪水标准 6 0 m s 左右; 为方便清淤, 倒虹吸管身横断面尺寸不小于 1 5 m 1 8 m 。 按照压力管道恒定流的基本方式 , 经过试算选择 适宜的流速和管径 。 2 2过水 断面 的确 定 倒虹吸过水断面的确定 以校核洪水时的管 内流速 控制在 6 m s , 设计洪水 时进 口有一定 的壅高值为主 要原则。计算过程为 : 先通过基本资料天然河
4、沟 中心 水位及地面高程确定 h 天 然 上 游 及 下游水位 h -F 游。然后 确定 h 上 游:h 下 游+z 。最后计算 出上游水位 壅高值 =h E游 一h天 然上 游。 2 2 1 断面设计 ( 以 2 0 0年 为例 ) 断面形状 : 本设计采用箱形倒虹吸管 ( B( 宽)=H ( 高) ) , 初拟过水断面尺寸为 : 2孔 , 抹角 b =0 4 m 2 2 2水头损失计算 ( 1 ) 水头损失计算公式 : 总水头损失 :Z =h +h i 式 中z 一 总水头缺失 , m; h 一沿程水头损失 , m; h i 一局部水头损失 , IT I 。 ( 2 ) 沿程水头损失 :
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