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水利专业常用计算公式
一、枢纽建筑物计算
1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH03）1/2
式中：m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数 2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下： 流速公式： u＝CRi 流量公式 Q＝Au＝ACRi
流量模数
K＝ACR
式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即
C＝
11/6Rn
R—水力半径（m）； i—渠道纵坡；
A—过水断面面积（m2）；
n—曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为
2????a2v2av211??h2?2g?????h1?2g??????△x=
i-if式中：△x——流段长度（m）；
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g——重力加速度（m/s2）；
h1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）； v1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）； a1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；
if——流段的平均水里坡降，一般可采用
222?hfv1n21?-1?n1?2v2???4/3 if??if1?if2?或if?4/3?2??x2?R1R2???? ?； 式中：hf——△x段的水头损失（m）
n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n1=n2=n； R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径（m）； A1、A2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）； 4、各项水头损失的计算如下： （1）沿程水头损失的计算公式为
222v1n2?x?n12v2?hf??4/34/3?2?R1R2??? ?（2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：
2?v2??v12 hω?hc?hf?fc??2g?2g???ifL
??5、前池虹吸式进水口的设计公式
（1）吼道断面的宽高比：b0/h0=1.5—2.5； （2）吼道中心半径与吼道高之比：r0/h0=1.5—2.5； （3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A1/A0=2—2.5； （4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A0/AM=1—1.65；
（5）吼道断面底部高程（b点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m—0.2m； （6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9； 6、最大负压值出现在吼道断面定点a处，a点的最大负压值按下式确定：
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hB、a??????h0???202g??hw?p*?
式中：?—前池内正常水位与最低水位之间的高差（m）；
h0—吼道断面高度（m）；
?h*w—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m）；
p/?—因法向加速度所产生的附加压强水头（m）。
附加压强水头按下式计算：
??2???*?001??p/??2g?h???0?0??2????????2??? ???式中：?0—吼道断面中心半径（m） 计算结果，须满足下列条件：
hB、a?ha?hv
； 式中： ha—计算断面处的大气压强水柱高（m） Hv—水的气化压强水柱高（m） 最小淹没深度S，可按下式估算：
S/h0?（1~1.75）F?0
式中：F?0—吼道断面的水流弗劳德数，F?0?V0/gh0。 虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现： （1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型； （2）自发动； （3）水力真空装置； （4）水箱抽气装置。
断流装置常采用真空破坏阀。在已知hB、a值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算：
Q???a?2ghB、a ?a式中：?—真空破坏阀系统的流量系数；
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?a—真空破坏阀的断面面积（㎡）； ?、?a—分别为水河空气的密度。 7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式
（1）根据库区尺寸初佑： V=BLH/K V—水库总库容，104·m3(万立米)。
B—坝址处的河谷宽度(相当于坝顶的部仪)，m。 L—蓄水后库区延伸长度(回水长度)，km(公里)。 H—最大坝前水深，m。
K—按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数：（2）根据淹没面积初估： V=HA/K V—水库总库容，104·m3(万立米)。 A—库区最大水面面积(淹没面积)，亩。 K—按以下原则采用的系数:
库底平坦 K=25~30， 库底坡度陡 K=30~38 2、有效库容估算公式： V=ChoF V—水库有效库容，104·m3(万立米)。
ho—多年平均径流深(查《水文手册》)，mm(毫米)。 F—水库集雨面积(流域面积)，km2(平方公里)。 C—按以下原则采用的系数：
水库为不完全年调节 C=O.2~0.4 水库为完全年调节 C=O.5~1 水库为不完全多年调节 C=l~1.3 水库为完全多年调节 C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式： Q=CA Q—最大灌溉放水流量，m3/s。
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l:lO时，K=32；1:5时，K=27