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附錄L。倒虹吸管設(shè)計(jì)計(jì)算L.1，倒虹吸管水力計(jì)算L 1.1.有壓管流挾沙流速應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算。式中、vnp、有壓管流挾沙流速。不淤極限流速.m s,ωo.泥沙沉降速度.mm,s。ρ、挾沙水流中含沙量，以重量百分比計(jì)算.Qnp。出現(xiàn)vnp時(shí)管內(nèi)通過的流量.m3，s.d75 小于該粒徑的泥沙重量占75，的泥沙粒徑,mm,可由渠道泥沙級配曲線上查得。管道通過設(shè)計(jì)流量時(shí)流速v應(yīng)能滿足v.vnp的要求,而通過小流量時(shí)若v,vnp 仍會(huì)產(chǎn)生淤積、此時(shí)應(yīng)采用雙管或者多管布置、以提高單管過水流速v來滿足不淤要求 L 1,2.倒虹吸管進(jìn)口漸變段.圖L、1，2 1.其局部水頭損失按公式，L、1,2,1 計(jì)算、忽略漸變段起始斷面與末端斷面間的沿程損失 兩斷面間的水面落差,Z1、圖L，1 2.2,應(yīng)按式、L 1。2.2,計(jì)算.式中。hj1。進(jìn)口漸變段的局部水頭損失，m Z1，進(jìn)口漸變段的水面落差、m、v1。v2,分別為渠道進(jìn)口漸變段始。末斷面的平均流速、m s g、重力加速度 m。s2。ξ1。進(jìn)口漸變段的局部損失系數(shù) 與漸變段的形式有關(guān),按表L，1.2選取,L。1.3 倒虹吸管出口漸變段,圖L 1,3。其局部水頭損失按公式。L,1.3 1、計(jì)算，忽略漸變段起始斷面與末端斷面間的沿程損失 兩斷面間的水面恢復(fù)值、Z3應(yīng)按下式計(jì)算.式中。Hj2。出口漸變段的局部水頭損失.m、Z3 出口漸變段的水面恢復(fù)值,m，v,v3 分別為管道出口和出口漸變段末斷面的平均流速。m.s、ξ2 出口漸變段的局部損失系數(shù).與漸變段的形式有關(guān),按表L,1.2選取。L,1，4.倒虹吸管的水頭損失包括局部水頭損失和沿程水頭損失兩大類.倒虹吸管的水頭損失按下列公式計(jì)算 1,倒虹吸管的局部水頭損失應(yīng)按下式計(jì)算 式中 hj、倒虹吸管的局部水頭總損失，m ψ ψi一一分別表示管道出口斷面面積和局部阻力損失處的相應(yīng)斷面面積，m2。ξi，為某一局部水頭損失系數(shù)、如攔污柵、閘門槽、進(jìn)水口 彎管 出水口等的局部水頭損失系數(shù),不包括ξ1和ξ2。各類水頭損失系數(shù)的計(jì)算方法如下,1、攔污柵水頭損失系數(shù)ξs。當(dāng)攔污柵無獨(dú)立支墩時(shí).圖L.1，4。1，應(yīng)按下式計(jì)算.當(dāng)攔污柵有獨(dú)立支墩時(shí) 應(yīng)按下式計(jì)算,式中。ξs、包。攔污柵水頭損失系數(shù),β1.β2一一分別為攔污柵柵片及攔污柵支墩形狀系數(shù)，可按表L，1 4 1，取值,s1,b1 分別為攔污柵柵片厚度及柵片間距、mm。s2。b2。分別為攔污柵支墩厚度及支墩間凈距 mm。a,攔污柵柵面的傾角、度,2 進(jìn)水口水頭損失系數(shù)ξj，進(jìn)水口水頭損失系數(shù)與進(jìn)口形狀是否圓順有關(guān)、可按表L，1。4.2取值，豎井式倒虹吸管進(jìn)口損失系數(shù)可取1、0。緩坡式無修圓進(jìn)口 可取0,5 3。閘門槽水頭損失系數(shù)上，平板門門槽水頭損失系數(shù)ξm為0,05、0,15，4.壓力管道漸變段水頭損失系數(shù)ξjb 當(dāng)壓力管道由方變圓或收縮時(shí)。ξjb 0,05、當(dāng)壓力管道由圓變方或擴(kuò)大時(shí)。ξjb 0。10,擴(kuò)散角不宜大于10,5.壓力管道的彎道水頭損失系數(shù)ξw。壓力管道的彎道水頭損失系數(shù)與拐角θ、拐彎半徑R及管道內(nèi)徑Do有關(guān)，可先由表L。1 4 3查出ξ90。值。圖L。1、4，2,再從表L,1。4,4,查出γ.則ξw、γξ90。6.旁通管的水頭損失系數(shù)ξp 倒虹吸管的沖沙、放空.進(jìn)人孔等旁通管的損失系數(shù)、一般采用0、10,7，管道出口水頭損失系數(shù)ξc,倒出口吸管出口入明渠的損失系數(shù)可按表L,1。4。5選取。2、倒虹吸管的沿程阻力水頭損失可按下列公式計(jì)算、式中.hf一一倒虹吸管沿程阻力總水頭損失。m，Ci 管身計(jì)算段水流的謝才系數(shù).s,謝才系數(shù)C與糙率有關(guān)，Ri、管身計(jì)算段水流的水力半徑。Li 管身計(jì)算段的管長，m,ω 管道出口橫斷面積 m2、ωi,管身計(jì)算段橫斷面積，m2，n 邊壁糙率，與邊壁材料有關(guān).3.倒虹吸管的總水頭損失hw應(yīng)按下式計(jì)算。4、進(jìn)口漸變段末端至管道出口的總水面降落.Z2的計(jì)算 進(jìn)口漸變段末端至管道出口水面降落由兩部分組成.一是進(jìn)口漸變段至倒虹吸進(jìn)口間的連接段的水面降落,二是管道進(jìn)口至出口的總水頭損失,hω 由此，進(jìn)口漸變段末端至管道出口的總水面降落。Z2應(yīng)按下式計(jì)算，L。1.5、倒虹吸管過流能力應(yīng)按下列公式計(jì)算、式中.Q。管道的泄流量,m3,s,ω.管道出口的橫斷面積、m2。V.管道的斷面平均流速。m，s，Z2 進(jìn)口漸變段末端斷面至管道出口斷面的水面落差 m g，重力加速度。m,s2,μ,流量系數(shù)、ω2，進(jìn)口漸變段末端的過水面積、m2，L，1、6。倒虹吸管進(jìn)口漸變段起始斷面至出口漸變段末端斷面之間的水面總落差應(yīng)按下式計(jì)算，L。1、7.倒虹吸管出口消力池計(jì)算。倒虹吸管出口與下游渠道之間 常以漸擴(kuò)式扭曲面聯(lián)結(jié)，并根據(jù)需要在該聯(lián)結(jié)段內(nèi)設(shè)置消力池、邊界條件比較復(fù)雜。初步估算時(shí)、可取池長L，3.4 h.h為渠道設(shè)計(jì)水深，單位為m,池深T.0,5D、δ,0 3m.D為管內(nèi)徑或管高 δ為管壁厚度。單位均為m,消力池的尺寸.圖L、1 7。1，可采用計(jì)及鉛直邊墻阻力在內(nèi)的理論公式進(jìn)行近似估算.1、擴(kuò)散式消力池的共軛水深度應(yīng)按下列公式計(jì)算。式中。Fr。躍前斷面弗勞德數(shù),v1 h.躍前斷面平均流速和水深。m，β.共軛斷面底寬比。b1.b2.躍前與躍后斷面的寬度、m.η,共軛斷面水深比.h，躍后斷面第二共軛水深，m,為方便設(shè)計(jì)，η.f.Fr，β、的關(guān)系可由圖L。1，7.2查算.2。消力池池深T可按下式計(jì)算.式中.σ、安全系數(shù),可取σ、1。05、1。10。Z,消力池出口水面落差,m Q。倒虹吸管過流量.m3、s b2。消力池出口寬度，m，ψ.水流自消力池出流的流速系數(shù),一般取ψ.0、95，ht。消力池出口渠底以上水深,m.3 水躍長度L，可按下列公式計(jì)算、池長可取，L 2.倒虹吸管進(jìn)口沉沙池的設(shè)置及尺寸L。2 1、倒虹吸管的進(jìn)水口前是否設(shè)置沉沙池 應(yīng)根據(jù)渠道來水的含沙量，渠道功能和整體設(shè)計(jì)確定,在黃土高原?；◢弾r地區(qū)的多泥沙渠道上以及沿渠道坡面來水處理不當(dāng)，泥沙容易入渠的倒虹吸管進(jìn)水口前宜設(shè)置沉沙池和沖沙閘。L,2。2,含沙量較少渠道上倒虹吸管進(jìn)口沉沙池的尺寸按下列公式估算，式中，L,池長.m B,池寬 m,T,渠底以下池深,m h、渠道的設(shè)計(jì)水深，m b.渠底寬度.m、D 管徑或管高，m、δ,管壁厚度。m,L.2,3,含沙量較多渠道上倒虹吸管進(jìn)口沉沙池的尺寸 在初步擬定水深H，h。T。和池寬B后 應(yīng)按下式核算其斷面的平均流速v是否滿足沉沙要求，式中.Q，渠道流量、m3、s.H。水深.m、B.池寬 m.v,斷面的平均流速,m,s.當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0.05mm，0.10mm時(shí).滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0，05m、s.0 15m。s。當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0，25mm時(shí).滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0、25m。s.0 55m s。當(dāng)泥沙沉降最小粒徑為0.35mm時(shí),滿足沉沙要求的池內(nèi)平均流速為0 40m,s 0,80m.s。L、2。4。根據(jù)實(shí)驗(yàn)、泥沙沉降的水平長度L 與沉沙池內(nèi)水深H.平均流速V以及泥沙沉降速度ωo有關(guān),可按下列公式計(jì)算.沉沙池估算長度。當(dāng)粒徑d75 0.1mm時(shí)、當(dāng)粒徑0.15mm、d75,1，5mm.時(shí)，當(dāng)粒徑由d75,1.5mm時(shí) 式中.k 安全系數(shù),宜取1、2 1，5 ωo.一泥沙沉降速度.cm.s.與泥沙粒徑,水溫及水的動(dòng)黏滯系數(shù)有關(guān),μ,動(dòng)力黏滯系數(shù)。g、s，cm2，γs 泥沙顆粒密度.宜取γs,2 65g.cm3。γw。水的密度.g cm3,t，水溫.