附录M 涵洞流态判别及过流能力计算

    1  进口水深H≤1.2D（D为洞高，H、D单位均为m）时；当出口水深h＜D，为无压流；当h≥D，为淹没压力流。

    2  1.2D＜H＜1.5D时；当h＜D，为半压力流；当h≥D，为淹没压力流。

    3  H＞1.5D时；当h＜D，为非淹没压力流，当h≥D，为淹没压力流。

M.0.2  无压流涵洞流态还与洞身长度有关，分为长洞与短洞，应按下列标准进行判别：L＜8H时为短洞；L≥8H时为长洞。式中的L为洞身长度（m）。

M.0.3  涵洞过流能力可按下列不同流态分别计算：

    1  无压流涵洞过流能力可按下列公式计算：

    式中：Q——涵洞过流量（m³/s）；

          B——洞宽（m）；

          m——流量系数，可近似采用m＝0.36；

          ε——侧收缩系数，可近似取ε＝0.95；

          H₀——包括行近流速水头在内的进口水深（m）；

          g——重力加速度，g＝9.81（m/s²）；

          σ——淹没系数，可按表M.0.3-1查得；

          h_s——洞进口内水深（m），对短洞，可按式（M.0.3-4）计算求得，对长洞需以出口水深为控制水深，从出口断面向上游推算水面线以确定洞进口内水深；

          v——上游行近流速（m/s）；

          a——动能修正系数，可采用a＝1.05。

    2  半压力流涵洞过流能力可按下式计算：

    式中：m₁——流量系数，由表M.0.3-2查取；

          A——洞身断面面积（m2）；

          β₁——修正系数，由表M.0.3-2查取；

          i——洞底坡降。

    3  压力涵洞过流能力可分别按非淹没压力流与淹没压力流进行计算：

      1）非淹没压力流涵洞过流能力可按下列公式计算：

    式中：m₂——流量系数；

          β₂——修正系数，可采用β2＝0.85；

          R——水力半径（m）；

          X——湿周（m）；

          C——谢才系数（m^0.5/s）；

          n——糙率，混凝土洞可采用0.014；

          Σ_ξ——除出口损失系数以外的局部水头损失系数总和；

          ξ₁——进口损失系数，顶部修圆的进口可采用0.1～0.2；

          ξ₂——拦污栅损失系数，与栅条形状尺寸及间距有关，一般可采用0.2～0.3 ；

          ξ₃——闸门槽损失系数，可采用0.05～0.1；

          ξ₅——进口渐变段损失系数，可按表M.0.3-3查得；

          ξ₆——出口渐变段损失系数，可按表M.0.3-3查得。

      2）淹没压力流涵洞过流能力可按下列公式计算：

    式中：m₃——流量系数；

          Σξ——局部水头系数的总和，较非淹没压力流的Σξ值多一个出口损失系数ξ4；

          A_下——出口后下游过水断面面积（m²）；

          ξ₄——出口损失系数。当出口后下游过水断面较大，比值A/A下很小时，ξ₄可近似取为1。