=1-0.2×[0.7+（3-1）×0.502]×3.9/9 =0.85

净宽B0的第二次计算近似值为

=9.5m

再将净宽B0的第二次近似值代入式中，可得?=0.86，再次试算后仍得

?=0.86，计算得出B02=9.4m,根据所给闸门的型号尺寸，则选择孔数n=3，每

孔净宽b0=3.2m，则闸孔总净宽B0=3.2×3=9.6m,

3.闸孔泄流能力校核

中墩采用钢筋混凝土结构，根据设计规范SL265-2001,取中墩厚d=1.5m,墩首、墩尾均采用尖圆形。边墩厚度为1.0m，墩首、尾采用半圆形。

根据拟定的闸孔尺寸净宽B0=9.6m，用设计情况进行检验。根据堰流公式：

0

Q实?0.86?0.74?0.385?2?9.81?????3/2?9.6

=64.28m3/s

则:=|（64.28-61.40）/61.40|×100％=4.7％＜5％

实际过流能力满足泄水的设计要求

由此得该闸的孔口尺寸确定为：选择孔数n=3，每孔净宽b0=3.2m，2个中墩各厚d=1.5m，边墩厚度为1.0m，闸孔总净宽B0=9.6m，闸室总长度B=3×3.2+2×1.5=12.6m。

第二节 消能防冲型式

水闸闸门开启时，下泄水流具有较高能量，为防止高速水流及波状水跃的冲击等不利作用，闸下应采取防冲措施。 （一）消能型式

水闸上、下游水头一般较低，下游一般为土基，宜采用底流式消能。因此，消能设计的主要任务是确定下游消力池深度与长度，护坦型式与构造、海漫长度与构造一集防冲槽等。 （二）消力池设计 1．消力池设计依据

当过闸流量不变，上游水位较高时往往是消力池设计的依据，而实际运行中，流量却是变化的。因而，消能设计依据应是上游为较高水位、下游为较低水位时，通过某一流量，下泄水流能量E=γq△H最大时，相应的数据即为消力池设计依据。为了降低工程造价、确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设中孔开启。分别开启不同高度进行计算，找出消力池池深和池长的控制条件。闸门的开度拟分三级开启。第一级泄流量8.63m3/s；待下游水位稳定后，开度增大至设计流量61.4m3/s；最后待下游水位稳定后，再增大开度至最大下泄流量79.7m3/s。

消力池尺寸计算表 垂直 收缩 系数? 泄 流 量 Q 单 宽 流 量 q 收缩水深跃后水深下游水深消力池长度水跃长开启高度 e hc h'c' hs 流hc1 态 池h'c'1 深 d Lj Lsj 0.17 0.612 8.19 远离0.65 0.10 0.88 1.00 式0.07 1.13 0.5 7.5 7.3 水跃 淹没2.42 0.666 98.56 7.82 3.80 0.67 3.15 式水跃 淹没3.91 0.973 47.61 3.78 3.62 0.85 3.65 式水跃 ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ ╲ 其中按以下公式计算

垂直收缩系数?与闸孔相对开度e/H有关，查《水力学》表9-8可得。

泄流量：Q=?eB02gH 流量系数：????1??e H消力池深度:d??0h'c'?hs'??Z 收缩水深：hc??e 消能计算公式： hc1?T0???T0??T0

q2 ??22g?0.252????hb18q?h'c'?c?1?3?1???? 2?bgh?c???2??q2?q2出池落差:?Z? ?2'''22g?hs2ghc消力池长：Lsj=LS??Lj

其中消力池与闸底板以1:4的斜坡段连接 水跃长度：Lj?6.9hc''?hc

??h's是出池河床水深

T0是从消力池底板顶面算起的总势能

为水流动能校正系数取1.0。β为水跃长度校正系数取0.75。水跃淹没系数

?0=1.05。流速系数??0.95。

2．消力池深度d及消力池长度的计算

结论：通过计算上述计算可知，当闸孔开度为0.17m时满足控制条件，其余两组都不满足条件，根据下列计算：

以下泄流量Q=8.63m3/s作为确定消力长度的计算依据。

（1）消力池力池深

依据SL265-2001,附表B1.1,则计算出消力池的相关参数:

?q2?q2 ?Z??2'''22g?hs2ghc0.72?10.72?1?=

2?9.81?12?122?9.81?0.912 =-0.006m

其中?Z为出池落差、h's为出池河床水深、为水流动能校正系数取1.0。 则 d??0h'c'?hs'??Z =1.05×0.921-1+0.006 =-0.0385m

则计算出消力池池深d=-0.0385m，但为了稳定泄流时的水流，根据规范取池深d=0.5m。 （2）消力池长度计算:

由前面的计算，以下泄流量8.63m3/s作为确定消力池长度计算的依据。略去行进流速v0，则：

T0?H?d=3.9+0.5=4.4m

根据公式

0..682q2?0.02 其中： ??=22?9.812g?则：hc1?T0???T0??T0=

4.4?0.020.02.4?0.024.4

=0.07m

hh'c'?c20.252????b8q1? ?1?3?1????ghc?????b2??0.07?8?0.682 =?1? ?1?32?9.81?0.07???=1.13m

水跃长度：Lj?6.9hc''?hc =6.9(1.13-0.07)=7.3m

消力池与闸底板以1:4的斜坡段连接， Ls=dp=0.5×4=2m，则消力池长度：

??Lsj=LS??Lj=2+0.75×7.3=7.5m

所以取消力池长度为7.5m。 3．消力池底板厚度t

（1）消力池底板厚度，为减少作用于底板扬压力，消力池底板可以做成透水的，始端厚度可按抗冲和抗浮要求确定。

抗冲 t?k1q?H 抗浮 t?k2U?W?PM?1

其中k1为消力池底板计算系数取0.18，q为消力池进口处的单宽流量，?H为相应于单宽流量的上、下游水位差。 此结构按抗冲条件计算得:

t?k1q?H

消力池底板厚度计算表 下游水流量上游水深3qm（/s·m） ?H(m) 3(m/s) 深(m) 'hs(m) t(m) 8.63 3.90 1.00 0.68 2.90 0.19 27.96 3.90 2.00 2.22 1.90 0.31 41.07 3.90 2.50 3.26 1.40 0.35 55.40 3.90 3.00 4.40 0.90 0.37 61.40 3.90 3.15 4.87 0.75 0.37 73.98 3.90 3.50 5.87 0.40 0.35 79.70 3.90 3.65 6.32 0.25 0.32 计算取最大值t=0.37?0.5，故取消力池池底厚度取t=0.5m。 （2）消力池构造

消力池一般可用浆砌石或混凝土建成，下设0.3m的卵石垫层，透水底板设排水孔，孔径0.2m，孔距2m，梅花状布置，底部设反滤层。为使出闸水流在池中