《附录L 《。 倒虹吸《管设计?计算
—
》
L.1 倒【虹吸管水《。力计:算
—
,
L.1.1【 , 有压管流挟沙流速!应按下式进行计算
!
》
! 式中vnp有【。。压管流挟沙流速(】不淤极限流速—m/s);
】
》 ω!o泥沙沉降速度(m!m/s)《;
《
,。
【 ρ挟沙水!流中含沙《量,(,以重量百分》比计算);
!
!。 ?Qnp出现vn【p时管内《通,过的流量(m3/s!);
】 】 :d7:。5小:于该粒径的泥沙【重,量占75%》的泥沙粒《径(mm)可—由渠道泥《沙级配曲线》上查得;管道通【过设计流量时流【速v应能满足—v>v?。np的要求而通过小!流量:时若v<vnp仍】会产:生淤:。积此时应采用双【管或者?多管布置以》。提高单管过水流【速v来满足不淤【要求
?
?
L.《1.2 倒虹吸管!进口渐变段(—。图L.1.2—-,1)其?局部水头损失按公】式(:L.1.2-—1)计算《。
》
【。
,
:
《 忽略渐变段起!始断面与末端断【面间的沿程》损失两断面间的水面!。落差△Z1(—图L.1.2—-2:)应按式《(L.1.2—-2)计算
【
【
《 式中hj【1,进口:。渐变段的局》。部水头损失(—m);
! : —。 △Z1进口渐变!段的:水面落差(m);】
,
《。
? 《 v1、【v2分?别为渠道进口渐【变段始、末断—面的平均流速(【m/s);》
】。 《 《g重力加速度—(m/s2);【
,
《
: — ξ1进口渐变!段的:局部损失系数—与渐变段《。的形式有关》按表L.《1.2选取
【。
》
L.1.!3 倒虹吸管出】口渐变段(图L.】1.3)《其局部水头损失按】公式(L《.1:.3:-1)计算
!
,
!
》 忽略》渐变段起《始断面与末端—。断,面间的沿程》损失两断面》间的水面恢复值△Z!3应按下式计算
】
《
! , 式:中H:j2出?口渐变段的局部水头!损失(?m):;
】。 》 : △Z3》。出,。口渐变段的》水面:恢复值(m》);
】 》 , v、—v3分别《为管道出口和出【口,渐变段末断面的【平均流速(m/s)!;
《
】 :。 ξ2出—口渐变段《的局部损失系数与】渐变段的形式—有,关按表L.1—。.2:选取
L!.1.4 倒【虹吸:管的水头损失包括局!部水头损失和沿程水!头损:失两大类倒虹吸管的!水头损失按下—列公式计算
】
,
1 !倒虹吸?管的局部《水头损失应按下式计!算
!
【 式中h《j倒虹吸管的局部】水头总损《失,(m:);
?
【。 】ψ、ψi《一一分别表》。示,管道出口《断面面积和局部阻】力损失处的相应断面!面,积(:m2);
!
【 ξi为某一!局部水头损失系【数如拦污《栅、闸门槽》、进:水,口,、弯:管、出水口等的局】部水头损失系数(】不包括ξ1和—ξ2)
【
》。 各:类水头?损,失系数的计算方法】。如下
》
!1,),拦污栅水《头损失系数ξ—s
】
《
《 当:拦污栅无独立支墩时!(图:L,。.1:.4-1)应按下】式计算
【
?
!当拦污栅有独立支墩!。时应:按下式计算》
,
!
式【中ξs包-拦污栅】水头损失系》。数;:
》
】 : ,β1、?β2一一分别为【拦污栅栅片及拦【污栅支墩形》。状系数可按表L.】1.4-《1 取值;
—
—。 】 s1、b1—分别为拦《污栅栅片厚度及【栅片间?距(:mm);《
! : s2、b!2分别为拦污栅支墩!厚度及?支墩间净《。距,(mm);
—
】 : 《 ,a拦污栅栅面—的,倾角(度)
!。
—
《 , , 2?),进水口水《头损失系《数ξj
》
《 : 进?水口水?头,损失:系数与进口形状是】否圆顺有关可按表】L.1.4》-2取值竖井—式倒:虹,。吸管:进口损失系数可【取1.0《缓坡式?。无,修圆:进口可取0》.5
?
【
— 《。3)闸门槽水头损】。失系:数上平板门门—槽,水头损失系》数ξm为0》.05 ~0.【。15
【
4】)压力?管道渐变段水—。头损失系数ξ—jb:
,
》 当压力【管道由方变圆或收】缩时ξjb》=0:.05;《当压力管道由圆【变方或扩大时ξjb!=,0.:10:(扩散角不宜大于1!0,°)
》
— 5)压力管】。道的弯道《水头损失系数ξ【w
—
压力管道!的弯道水头》损失系数与拐角【θ、拐弯半》径R:及管:道内径Do有关可先!由表L.1》。.4-?3,查出ξ90°—值(:图L:.1:.4-2)再从表L!.1.4-》4 查出γ》则ξw=γξ—90°
—
《
—。
:
?
【 6)旁】通管:的水:头损失系《数ξp
—
— 倒虹吸管的冲沙】、放空、进人—孔,。等旁通管的损失系数!一般采?用0:.10
! 《 :7)管道出口水头损!失系数ξc
【
,
— 倒出口吸管—出口入明渠的损失系!数可按?表L.1.4—-5选?取
》
【。
, : 2 》倒虹吸管《的沿:程阻力水头》损失可?按下列公式计算【
?
》
— 式中h》f一一倒虹吸管【沿程阻力总水—。头损:。失(:m):;
—
: : 【Ci:管,身计算段水流的【。谢才系数(/s)谢!才系数C与糙率有关!;
》
,
, 】 Ri管身计算】段水流的水》力半径;
!
《 《。 Li管身【计算段的管》长(m);
【
】 ? , ω管道出—口横断面积(m2】。);
】。 — , :。 ωi管身计算段】横断面积(m2)】;
《
? ? 》 n边《壁糙率与《边壁材料有关
】
【 3 《倒虹吸管的》总水头损失h—w应按下式计算
】。。
【
》 , 4 》进,口渐变段《末端至管《道出口的《。总水面降《落△Z2的计算进】。。口渐变段末端至管】道出口水面降落由两!。部分组成一是进口】渐变段至倒虹吸【。进口间的连接段【的水面降《落,;,二是管道进》口至出?口,的总水头损失(hω!),由此进口渐变段末端!至管道出口的—总水面降落△Z2应!。按下式计算
!
【
L.?1,.5 倒虹吸管过!流能力应按下列【公式计算
!
?
《。 : 式中Q管道的】泄流量(m3—/s)?;
?
! ω管【道出口的《横断面积(m—2);
】
】 ?V管道的断面—平均流速(》m/s?);
—
,
! △Z2》进口:渐变段末《端断面至《管道出口断》面的水面落差(m】。);
?
《
】。 , g重力加速【度(m/s2—);:
《
! : μ流量系数;
!
! ω2进】口渐变段末端的过水!面积(?m2)
《
L.1.!。6, 倒虹吸管—进,口渐变段起始断面】至出口渐变段末【端断面?之间的水面》总落差应按下式计算!
】
,
L.》1.7 倒虹【吸管出?口消力池计算
】
?。
》倒虹吸管出口与下游!渠道之?间常以渐《。扩式:。扭,曲面联结并根—据,需要在该联结段【内设:置,消力池边界》条件比较复杂初步估!。算时可取《池长L≥《(3~4)h—(h为渠《道,设计水深单位—为,m)池深T≥(【0.5D+δ—+0.3m)(D】为管内径或管高【δ,为管壁厚度单位均】为,m)
】。 消力—池的尺寸(图L【.1.7《-1)可《采,用计及铅直》边墙阻力在内的理论!公式进行近似估算
!
》
! ,1 扩散》式消力池的共—轭水:深度应按下列公式】计算:
:
》
:
式中!F,r跃前断面弗劳德】数;
】 】 v1h'跃【前断面平均流—速和水深(m);】
:
《 ! β共?轭断面底《宽比;?
— — ? ,b1、b2》跃前与跃后断面的宽!度(m);
!
《 【 η共轭断面水深比!;,
《
》 , ?。 h"》跃后断面第二共轭】水深(?m)
】 为方便设计!η=f(Frβ)的!关系可由图L.【1.7-2查算
!
》
— 2《 消力池池—深T可按下式—计算
《
》
— 式中σ安【全系:数可取σ=1.05!~1.10;—
《
,
【 △Z—消力池?出口水面《落差(?m);
! 【 ?Q,倒虹吸管《过流量(《m3:/s);
!。
! b2消》力池出?口宽度(m);【
】 《 ψ》水流自消力池出流】的流速系《数一:般取ψ=0.9【5;
?
?
《 【 ht?消,力池出口渠底—以上水深(》m)
《
,
【3 水跃》长度L'可》按下列公式》计算
【
,
:
《 池长可取 ! , 《 《
《
L—.,2 倒虹吸管进】口沉:沙池的设置及尺寸】
L!.2.1 》 倒虹吸管的进水】口,。前是否设置沉—。沙池应根据》渠道:来水的含沙量—、渠道功能和整体】设计确?定在黄土高原、花】岗岩地区的多—泥沙渠道上》以及沿渠道坡面来水!处理:不当、泥沙容易入渠!的倒虹吸管进水口】前宜:。设置沉?沙池和?冲沙闸
《
《
,L.2?.2 含沙量较】少渠道上倒虹吸管进!口沉沙池的尺寸【按下列公式》估算
《
!
式中L】池长(m);—
】 ? 》B池宽(m》);
】 《 : T渠底以】下池深(m》);
》
— ? h渠道【的设计水深(m);!
》
? ,。 b渠!底宽度(m);【
— , ? D【管径或管高(m);!
:
,
》 》。 ?δ管壁厚《度(m)
!。
L.2.3— 含沙量》较多渠道上倒虹【吸管进口《沉沙池的尺寸在初步!拟定水深H=(【h+T)和池宽B】后应按下《式核算其断面的【平均流速v是否满】足沉沙要求
【
【
— 式中Q渠道流量(!m3/s《);
?
?
《 H!。。水深(m);
【
! B【池宽(m);—
》
: — ?v断面的《平均:流速:(m/?s)当泥沙沉—降最:小粒径为0.05m!m~0.10—mm时满足沉沙【。要求:的池内平均流速为0!.0:5m/?s~0.1》5m/s;当泥沙沉!降,最小粒径为》0.:2,5,mm时满足沉沙【要求的池内平均流速!为0.25》m/s~0.55】。m/s;当泥沙沉降!最小粒径为》0.35mm时满足!沉沙要求的池内平】均流速?为0.4《0,。m/s?~0.80m—/s
》
L《.2.4 根据实!验泥沙沉降的—水平长度《L'与沉沙池内【水深H、平均—流速V?以及泥沙沉降—速,度ωo有关可按下】列公式?计算
《
】
《 沉沙池估算长度!。
《
:
【 : 当粒径d7—5≤0.《1mm时
—
?
?
— 当粒径0.15!mm<d75—<1.5mm 【时
【
,。
】 当粒?径由d75>1【.5mm时
—
—
— ?。式中k安全系—数宜取1.2~1】.5;
【
: —。 , ?ωo一?泥沙沉降《速度(cm/—s)与泥沙粒径【、水温及水》的动黏?滞系数有关;
!
! ? :。。μ动力黏滞系—数(g·s/—cm2);
!
《 — : γs泥沙颗—粒密度宜《取γs=2.6【5g/?cm3;《
【 】 γw水的—密度(g/c—m3);
】
【 《 t水温(℃【)
:
,