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水利工程常用计算公式

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A——安全加高(m)。 7、设计波浪爬高计算公式

H计算。 设计波浪爬高采用公式Rp= Kβ·K△·Kv·Kp·R0·

K△——斜坡糙率渗透性系数,混凝土护面取; Kβ——斜向波折减系数,; Kv——经验系数;

KP——P=2%爬高累计频率换算系数; R0——无风情况下的爬高值;

8、风浪要素选用莆田试验站公式计算:

0.45??gF???0.0018???0.72??gd????gH?V??0.13th0.7th?????20.7? V2V??gd????????????2??0.13th?0.7?V?????????gH?gT? ?13.9?2??V?V?0.5gT2?d L?th2?L其中:T——平均波周期,s; L——堤前波浪的波长,m; H——堤前波浪的平均波高,m;

V——计算风速,采用历年汛期最大风速平均值的1.5倍; 14、设计风壅水面计算公式

2KV2F设计风壅水面高度采用公式e=cos?计算:

2gdK——综合摩阻系数; d——水域的平均水深, m;

F——由计算点逆风向量到对岸的距离,m; β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角。 15、冲刷深度公式计算

①水流平行于岸坡产生的冲刷深度可按下式计算: hB=hp·[(vcp /V充)n-1]+hp

式中:hB——局部冲刷深度(m),从水面算起;

hp——冲刷处的水深(m),以近似设计水位最大深度代替; vcp——平均流速(m/s);

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v充——砂砾石段河床面上允许不冲流速(m/s); n——与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取1/4。 ②水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度可按下式计算: △hp=[(23tg(a/2)·Vj2)/((1+m2)0.5·g)]-30d 式中:

△hp——从河底算起的局部冲刷深度(m); a——水流与岸坡交角(度); m——护坡迎水面边坡系数;

d——坡脚处土壤计算粒径,取大于15%(按重量计)的筛孔直径(m); Vj——水流局部冲刷流速(m3/s),按滩地河床段计算: g——重力加速度,取9.8。 Vj=(Q/B1H1)·(2ε/1+ε) 式中:

B1——河滩宽度,从河槽边缘至坡脚距离,(m); Q——通过河滩部分的设计流量(m3/s); H1——河滩水深(m);

ε——水流流速不均匀系数,查表得。 16、混凝土护坡斜坡计算公式 ①混凝土护坡斜坡式土堤

满足混凝土板整体稳定所需的最小厚度由下式确定:

当砼板作为堤防护面时,满足砼板整体稳定所需的护面板厚度度t按下式确定: t=ε·H式中:

t——混凝土面板厚度(m);

ε——系数,对开缝板可取0. 075;对上部为开缝板,下部为闭缝板可取0.10; H——计算波高,取H1%; rb——混凝土的重度25kN/m3; r——水的重度10kN/m3; L——波长m;

B——沿斜坡方向的护面板长度,m; m——斜坡坡率。 ②浆砌石护坡斜坡式土堤

该公式适用于m=1.5-5.0的条件,在此仅作为参考数值。

rL ?rb?rBm

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13?Q?t?nc??0.1r??

b??式中:

t——浆砌石厚度(m)

Q——主要护面层的护面块石个体质量t; 其中: Q=0.1

rbH3?r?KD?b?1?m?r?3;

KD——稳定系数;

rb ——浆砌石重度,26kN/m3; r——水重度,10kN/m3; n——护面块石的层数; c——系数。

H──设计波高,取H5%,; 17、堤防稳定计算公式

①施工期抗滑稳定安全系数可按下式计算:

②水位降落期抗滑稳定安全系数可按下式计算:

式中 :b——条块宽度(m);

W——条块重力(kN),W=Wl+W2+ρwZb; Wl——在堤坡外水位以上的条块重力(kN); W2——在堤坡外水位以下的条块重力(kN); Z——在堤坡外水位高出条块底面中点的距离(m); ui——水位降落前堤身的孔隙压力(kPa);

B——条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角(°);γw——水的重度(kN/m3); Cu,φu,Ccu,φcu,土的抗剪强度指标(kN/m3); ③桥梁过流能力计算

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现状桥梁的过流量按无坎宽顶堰计算: Q =ζsm′b′(2g)0.5Ho1.5

式中:Q——桥过流量(m3/s); m′——包括侧收缩影响的流量系数;

Ho——桥前水深,根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)、《公路水文勘测设计规范》(JTG C30-2002),要求拱(平)顶至最高水位预留0.5m净空(m);

b′——桥宽(m)。 ζs——淹没系数。 18、泵站扬程计算公式 ①管径确定 按公式:D=

计算管径

由于管道内流速的大小直接影响工程造价和日常运转费用,按经验管内流速范围一般在1.5—2.5之间,取V=1.5m/s的经济流速作为设计流速。

②扬程确定

扬程由净扬程和损失扬程两部分组成,损失扬程由沿程损失和局部损失两部分组成。 沿程损失按下式计算: v=C 式中:C——谢才系数

R——过水断面水力半径(m) J——水力坡降(m/m) 沿程损失为: Hf=L·J 式中:L—计算管段长度(m)

局部损失:一般情况下,局部水头损失可按沿程水头损失的5%—10%计,因管线较长,局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。即:Hj=0.1Hf。

损失扬程为:Hw=Hf+Hj ③总扬程确定 H总=H净+ Hw 19、管道管径确定 ①管道设计内径计算

管道设计内径,应根据设计流量和设计流速确定,即: D=

4Q?V

式中:D—管道计算内径(mm) Q—管段设计流量,(m3/s) V—经济流速,(m/s);

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(4)水头损失计算 ①沿程水头损失(hf) hf=iL

式中:hf—沿程水头损失(m) L—计算管段长度(m) i—单位管长水头损失(m/m)

②UPVC管、PE管等硬塑料管的单位管长水头损失 i=0.000915 Q1.774/ d4.774 式中:Q——计算流量(m3/s) d—管道计算内径(m)

③钢管、铸铁管的单位管长水头损失 当ν<1.2m/s时,

i=0.000912v 2(1+0.867/v)0.3/d 1.3 当ν≥1.2m/s时,

i=0.00107v 2/d 1.3 式中:V—管内流速,(m/s); d—管道计算内径,(m)

④混凝土管、钢筋混凝土管的单位管长水头损失, i=10.294n 2Q 2/d 5.333 式中: Q—管段流量,m3/s; d—管道内径,m;

n—粗糙系数,根据管道内壁光滑程度确定,取0.013~0.014。 ⑤输水管和配水管网的局部水头损失(hj) 按沿程水头损失的10%计算。 ⑥总水头损失(hw)

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