本書收集整理了96個不同壩型工程泄水和引 (輸) 水設施水力設計實例, 并對國家標準和水利及電力行業(yè)規(guī)范的有關水力學計算公式進行了歸納, 開發(fā)了水力學計算程序HYCOM, 并對其進行了使用說明。
水利水電工程的樞紐布置由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)及廠房組成。水利灌溉工程的樞紐布置由擋水建筑物、泄水建筑物、輸水渠道或輸水管道組成。城鎮(zhèn)供水工程的樞紐布置由擋水建筑物、泄水建筑物、輸水管道等組成。水工建筑物中泄、引(輸)水建筑物對整個工程的安全性和經濟性起著非常重要的作用,為了確保水工建筑物的安全可靠正常運行,需要進行水工建筑物水力設計。水力學計算是水工建筑物水力設計非常重要的一個環(huán)節(jié)。水力學公式較為復雜,參數多為水工模型試驗和工程經驗取得,設計人員進行水力學計算采用手工計算,因此開發(fā)水工建筑物水力學計算程序很有必要。
本書主要分為兩部分內容:一部分內容為水工建筑物水力設計,包括第1~第9章。主要內容包括:①泄水建筑物、引(輸)水建筑物在樞紐布置中主要作用和特點;②國家標準和行業(yè)規(guī)范有關洪水標準在實際工程設計中的應用,利于工程設計人員重視水工建筑物設計的安全性和經濟性;③水利和電力行業(yè)現行規(guī)范中水工建筑物水力設計和水力學計算公式,水工建筑物泄洪后容易引起破壞的原因分析及處理措施等;④收集了土石壩(混凝土面板堆石壩、心墻壩、瀝青心墻壩)、混凝土拱壩(含碾壓混凝土拱壩)、混凝土重力壩(含碾壓混凝土重力壩)、深埋長距離輸水隧洞等96個工程實例,整理了工程實例中泄水建筑物和引(輸)水建筑物的水力設計及結構設計;⑤結合國外已建工程豎井泄洪洞的運行情況,全面論述豎井泄洪洞水力設計相關內容;⑥考慮到目前國內中小型水利工程和城鎮(zhèn)供水工程正在如火如荼的建設,增加了側槽溢洪道、明渠引水和長距離供水管道的水力設計內容。另一部分內容為水力學計算程序HYCOM2.0開發(fā)、介紹和使用,第10章為程序的使用說明,其中計算程序框圖、輸入參數說明以及實際工程真實算例等內容貫穿各章之中。
本書水工建筑物水力計算程序HYCOM2.0的主要特點是:①程序中水力學計算公式采用國家正式頒布的規(guī)程規(guī)范,并參考其他權威部門的規(guī)程規(guī)范,以及設計人員經常使用的《水工設計手冊》和《水力學計算手冊》;②水力學計算按工程類別劃分,實用性強,針對性強;③編著者特別注意水力學計算公式的適用性,計算參數的選取注重工程經驗,真正能給技術人員提供可靠的計算成果;④由于高速水流的復雜性,水工建筑物水力學計算多采用半經驗半理論公式,許多參數為試驗圖表,納入程序中有一定的難度,待新版本逐步予以解決。
水工建筑物水力學計算程序HYCOM2.0是根據水工建筑物水力設計和水力學計算公式開發(fā)的,HYCOM2.O有網頁版本和手機版本兩種,使用者只需進入相應的網址,注冊成功后可以使用本程序。
本書第1章由王康柱、李躍濤、李渤編寫;第2~第9章由王康柱編寫;第10章由王旭編寫。書中圖表由李躍濤、李渤、朱展博繪制,HYCOM2.0程序由王旭開發(fā),李躍濤參與了書中算例程序的測試工作。
值此中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司建院70周年之際,謹以此書獻給廣大水電建設者。由于作者水平有限,書中難免存在錯誤與不足之處,歡迎廣大讀者提出寶貴意見。
前言
第1章 水工建筑物水力設計綜述
1.1 概述
1.2 水電樞紐工程的布置
1.3 水工建筑物水力設計
1.4 工程等別及建筑物級別的確定
1.5 洪水標準的確定
1.6 泄、引(輸)水建筑物工程實例
第2章 溢洪道水力學計算
2.1 泄流能力計算
2.2 泄槽水力學計算
2.3 挑流消能
2.4 底流消能(等寬矩形斷面)
2.5 水流空化數
第3章 側槽溢洪道水力學計算
3.1 側槽溢洪道水力學特性
3.2 側槽溢流前緣的總長度
3.3 側槽水面線
第4章 水工隧洞水力學計算
4.1 計算原則
4.2 有壓隧洞的水力學計算
4.3 有壓短管后接無壓隧洞水力學計算
4.4 高流速的防空蝕設計
4.5 水工隧洞水力設計應重視的問題
第5章 豎井泄洪洞水力學計算
5.1 豎井泄洪洞概況
5.2 環(huán)形堰豎井泄洪洞
5.3 渦流式豎井泄洪洞
第6章 混凝土重力壩及拱壩泄水建筑物的水力學計算
6.1 泄流能力計算公式
6.2 水面波動及摻氣水深
6.3 挑流消能
6.4 跌流消能
6.5 消力池護坦
6.6 水流空化數估算
第7章 渠道水力學計算
7.1 渠道均勻流水力計算
7.2 渠道非均勻流水面線計算
第8章 水電站壓力管道水力學計算
8.1 經濟管徑的計算
8.2 水頭損失的計算
8.3 水錘計算
第9章 城鎮(zhèn)供水長距離輸水管(渠)道水力學計算
9.1 管(渠)道總水頭損失
9.2 管(渠)道沿程水頭損失
9.3 管(渠)道局部水頭損失
9.4 管道水錘分析及防護設計
第10章 水工建筑物水力學計算程序( HYCOM2.0)
10.1 HYCOM程序說明
10.2 軟件功能及運行環(huán)境
10.3 軟件的安裝及注冊
10.4 界面說明
10.5 功能界面
10.6 使用說明視頻
參考文獻