不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是流体的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。

流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A∙lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A∙lgy+B+πk∙ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

河道水深流速水利计算

河道水深流速水利计算河道水深和流速是水利工程中重要的参数，对于河流的管理和水利设计具有重要的影响。

在河道水深和流速的计算中，可以采用多种方法进行，下面将介绍两种常用的方法，分别是经验公式法和水力计算法。

经验公式法是一种简化的方法，根据大量的实测数据和经验公式，通过河道的特征参数来直接计算水深和流速。

这种方法适用于平缓、直线和均匀的河道，而且需要有一定的实测数据作为基础。

其中，薛缪斯公式（Chezy formula）是最常用的经验公式之一，其公式如下：V=C*R^(2/3)*S^(1/2)其中，V表示河道的流速(m/s)，C是摩擦系数，R是河道的水力半径(m)，S是水流的比降(m/m)。

通过该公式，可以计算出河道的流速。

然后，可以根据流速和河道的横截面积来计算河道的水深。

水力计算法是一种较为准确的方法，它基于流体力学原理，通过一系列的方程和计算方法，来计算水深和流速。

这种方法适用于各种不规则和复杂的河道，但需要了解河道的几何形状、边界条件和流体的物理特性。

其中，積分型一维水动力学方程（St. Venant equations）是最常用的水力计算方法之一，其方程如下：∂A/∂t+∂Q/∂x=0∂Q/∂t+∂(QU)/∂x+gA∂Z/∂x=Sf-gA∂h/∂x其中，A表示河道的横截面积(m²)，Q是过河道横截面的流量(m³/s)，U是平均流速(m/s)，g是重力加速度(m/s²)，Z是水面高程(m)，Sf是河道摩擦力(m/s²)，h是河道水深(m)，x和t分别是河道距离和时间。

通过求解这组方程，可以得到河道中各点的水深和流速分布。

在实际的水利工程中，根据具体的情况和目的，可以选择合适的方法来计算河道的水深和流速。

经验公式法简单快捷，适用于简化的情况；水力计算法准确可靠，适用于复杂的情况。

同时，还可以结合实测数据和经验公式，通过调整参数来提高计算的准确性。

总之，河道水深和流速的计算是水利工程设计和管理的重要内容，需要根据具体情况选择合适的计算方法，并结合实测数据进行验证和调整。

(完整版)不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是流体的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。

流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A∙lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A∙lgy+B+πk∙ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

水力学常用计算公式

水力学常用计算公式水力学是研究液体流动的力学学科，其中包含了一系列常用的计算公式。

以下是一些水力学常用计算公式的介绍：1.流速计算：流速是流体通过一个截面的体积流量与该截面的面积之比。

常用的流速计算公式有：-海明公式：V=K*R^2/3*S^1/2，其中V表示流速，K为常数，R为液体通过管道、河道等的湿周长度，S为这段的坡度。

-曼宁公式：V=K*R^(2/3)*S^(1/2)，其中V表示流速，K为摩擦系数，R为水流断面湿周和湿径的比值，S为水流的坡度。

2.流量计算：流量指的是单位时间内流经其中一截面的液体体积，常用的流量计算公式有：-面积乘以流速：Q=A*V，其中Q表示流量，A为液体流动截面的面积，V为流速。

-引伯定理：Q=Cd*A*dH^1/2，其中Q表示流量，Cd为管道或孔洞的流量系数，A为流动截面的面积，dH为压力差。

3.湿周计算：湿周是液体通过管道、河道等截面时湿润的周边长度，常用的湿周计算公式有：-圆形截面的湿周：P=π*D，其中P表示湿周，π为圆周率，D为圆的直径。

-矩形截面的湿周：P=2*(L+H)，其中P表示湿周，L为矩形的长，H 为矩形的高。

-圆形管道的湿周：P=π*D，其中P表示湿周，π为圆周率，D为管道的直径。

4.重力控制流量计算：重力控制流量是指由重力作用下，液体流经管道、河道等截面时的流量。

-拉金方程：v=C*(2g*H)^1/2，其中v表示流速，C为拉金系数，g为重力加速度，H为压力头。

5.水头计算：水头是流体流动过程中的压力能。

常用的水头计算公式有：-静水头：H=h+P/ρg+V^2/2g，其中H表示总水头，h为液面高度，P 为压力，ρ为液体密度，g为重力加速度，V为速度。

-压力头：P/ρg，其中P为压力，ρ为液体密度，g为重力加速度。

-速度头：V^2/2g，其中V为速度，g为重力加速度。

以上只是水力学中一些常用的计算公式，还有很多其他的公式在不同的具体问题中也会使用到。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计(。

），(水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：u=A?lgy+Bμy其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与?k sδ?值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

y意义同前，h为断面水深。

(五)实际应用在实际中，通常将对数区的流速分布公式推广到全部水深，根据全部水深上的流速分布资料来确定对数流速分布公式中的系数，再将对数流速分布公式用到全部水深上去。

在宽深比介于6至10之间的的河槽中，断面上任一点的水流不仅受到来自河底紊动涡体的作用，还同时受到来自河岸紊动涡体的作用。

纵向流速不仅沿水深变化，沿断面横向分布也是不均匀的，接近河岸的垂线与河心的垂线流速分布相差较大，岸边垂线的最大流速往往不在水面上。

河槽过于窄深时，河中心垂线的最大流速也不在水面。

（六）六点实测法计算垂线平均流速一般的流速垂线分布形式如右图所示。

设六点法测量的水深位置分别为h0 h1h2h3h4h 5,对应的流速分别为VV1V2V3V4V5,从表层到底层两层之间面积为分别为S0 S1S2S3S 4 S5，则用积分方法得到的垂线平均流速V计算公式如下：V=1H (S+S1+S2+S3+S4+S5)在传统的六点法测流中，通常是h0=0,h1=0.2H,h2=0.4H,h3=0.6H,h4=0.8H,h5=H,则上式可优化为V=110[V0+2（V1+V2+V3+V4）+V5]。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑。

流体的在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A?lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与?k sδ?值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

静水顺水逆水水流的公式

静水顺水逆水水流的公式
水流的公式可以根据不同情况而定。

一般来说，静水的流动可
以使用斯托克斯公式来描述，即流速v等于重力加速度g乘以水深
h的平方除以8乘以粘度系数η。

公式为v = (1/8) g h^2 / η。

这个公式适用于静水的情况，其中重力加速度g约为9.8米/秒^2，
水深h以米为单位，粘度系数η以帕斯卡秒为单位。

对于顺水和逆水的情况，我们需要考虑水流对于物体的影响。

当物体顺水运动时，水流会对物体施加一个阻力，这个阻力与物体
的形状、水流速度和密度有关。

根据流体力学的相关理论，可以使
用不同的公式来描述顺水和逆水情况下的阻力。

一般来说，这些公
式会涉及到物体的表面积、流体密度、流速等因素。

总的来说，水流的公式涉及到流体力学、牛顿运动定律等多个
领域的知识，具体公式会根据具体情况而定。

希望这个回答能够全
面回答你的问题。

水深的计算公式

水深的计算公式
水深是指垂直方向上从水面到水底的距离。

在物理学中，可以使用以下公式来计算水深：
水深 = 压强 / 密度 / 重力加速度
其中，压强是指单位面积上垂直于该面的力的大小，密度是指物质的质量与体积的比值，重力加速度是地球上物体受到的重力加速度。

水深的计算公式可以应用于多种情况，下面将针对不同场景进行详细介绍。

1. 计算水槽或容器中的水深：
当我们需要知道水槽或容器中的水深时，可以通过测量压强来计算。

首先，需要知道水的密度和重力加速度的数值，然后将测得的压强值代入公式，即可计算出水的深度。

2. 计算水中物体的深度：
水深的计算公式也可以用于确定水中物体的深度。

首先，需要测量物体所受的压强，然后根据公式计算出水的深度。

这对于潜水员来说非常重要，他们可以通过测量压强来确定自己所处的深度。

3. 计算水下的压强：
水深的计算公式还可以用来计算水下的压强。

根据公式，压强与水深成正比，因此水深越大，压强也就越大。

这对于研究海洋生物和
水下环境非常重要，科学家可以通过测量压强来了解水下环境的特点。

除了上述应用场景，水深的计算公式还可以在其他领域中使用。

例如，工程设计中需要考虑水的深度对建筑物或结构物的影响，渔业也需要了解水深对鱼类生存的影响等等。

水深的计算公式是物理学中的基本概念，它可以帮助我们计算水的深度、压强等重要参数。

在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的方法来测量和计算水深，以便更好地理解和探索水的特性和行为。

水流推力计算公式

水流推力计算公式推力计算公式是由牛顿第二定律得出的。

牛顿第二定律表明，物体的加速度是与作用在物体上的力成正比的，并与物体的质量成反比。

推力是作用在流体（例如水）上的力，由水对物体产生的冲击力引起。

下面将详细介绍水流推力计算的相关公式。

首先，我们需要考虑水流的速度。

水流速度可以通过流量和截面积来计算。

流量是水流通过的体积，通常以每秒流过的立方米表示。

流量通常可以通过用流量计测量的或者通过以下公式计算得出：Q=A*v其中，Q为流量，A为流动截面的面积，v为水流速度。

接下来，我们需要考虑水对物体施加的冲击力。

根据牛顿的第二定律，物体所受的力（推力）等于物体的质量乘以加速度。

因此，水流对物体施加的冲击力可以通过以下公式计算得出：F=m*a其中，F为推力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

根据流体力学的特性，水对物体施加的冲击力与水流速度和截面积有关。

冲击力可以通过以下公式计算得出：F=0.5*ρ*A*v^2其中，F为冲击力，ρ为水的密度，A为物体所受冲击的截面积，v为水流速度的平方。

由于推力等于冲击力，我们可以使用相同的公式来计算推力：T=0.5*ρ*A*v^2其中，T为推力。

在实际使用该公式时，我们需要注意以下几点：1.密度ρ的值通常是已知的，取决于水的温度和压力。

通常情况下，我们可以使用20°C时的水密度值为1000千克/立方米。

2.截面积A可以根据物体的形状和流动截面来计算。

例如，对于圆柱体，截面积A可以通过π*r^2得出，其中r为圆柱体的半径。

3.水流速度v可以通过流速计或者其他流量测量设备获得。

根据以上的公式和注意事项，我们可以计算水流对物体施加的推力。

这个公式在工程设计、水力学等领域都有广泛的应用。

通过计算推力，我们可以了解水流对物体产生的压力，从而设计合适的结构，确保其在水流中的稳定性和安全性。

水深流速计算

设水流单宽流量为，水深为h，则，其量纲为m2/s。

计算水流雷诺数Re的公式可改写成如下形式：(1)为了计算，引入两个参数：一是沿程阻力系数；二是沿程能量梯度坡度。

如假设流程长度为L，沿程水头损失为，则：(2)对于薄层水流，在数值上等于路表的坡度。

根据达西—魏兹巴赫定律，沿程水头损失公式为：(3)式中：R、v分别为水流水力半径（如前所述，对路表径流，R=h，h为水深）及流速，合并公式（2）及（3）可知：(4)因，并将公式（4）改变形式：(5)根据水力学公式，水流为层流或紊流时沿程阻力系数的表达式可表示成另一种形式：水流为层流时：(6)水流为紊流时：(7)联立公式（5）和（6/7），消去沿程阻力系数，可得：水流为层流时：(8)水流为紊流时：(9)改变公式（8/9）的形式，可以得出水流水深的表达式如下：水流为层流时：(10)水流为紊流时：(11)由公式，为水流运动粘度，可按水流温度查取；道路路表坡度，由道路线形设计得到；g为重力加速度，g=9.81m/s2；C为系数，等于0.223；q为单宽流量，即取宽度为单位长度，一定长度的流域，其面积可求，然后按流量计算公式求解q。

由以上分析可知，公式中等号右侧所有参量均为已知量，则水深可求。

值得注意的是，在计算参数中提出了参数—曼宁系数，且其值为0.012。

曼宁系数代表了路表的粗糙度程度，其值大，说明路表较为粗糙；反之则说明路表较光滑。

光滑的路表流速较快，因而相同条件下，路表水流水深较深。

因而当路表粗糙程度不同时，应对水深计算公式（10/11）进行修正。

方法如下：粗糙度不同时，主要影响雷诺数的计算及公式中的C值。

现有材料铺筑的路面结构，其曼宁系数在0.012～0.020之间变化，而公式中C=0.223也是在曼宁系数n=0.012时得出的，因而可以以此为基础进行修正。

结果表明只需在公式的基础上乘以一修正系数F即可。

修正系数F的表达式如下：(12)式中：n—某一材料铺筑的路面的曼宁系数。

河道水深、流速水利计算

麻那村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—2
麻那村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—2
0.050.050.0480.0470.045#DIV/0!
知子村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—6
知子村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—6
0.050.047.000.04#DIV/0!
牙那村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—1
牙那村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—1
0.050.050.050.05#DIV/0!
尕固村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—3
尕固村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—3
33.000.030.03#DIV/0!#DIV/0!
普洞村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—4
普洞村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—4
0.030.03#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!
高杂村段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—5
高杂村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—5
0.040.040.030.03#DIV/0!
沟口段平均水深、平均流速计算表(左岸桩号)
表5—9—7
沟口段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
表5—10—7。

流水推力流速计算公式

流水推力流速计算公式在水力学中，流速是指单位时间内流体通过某一截面的体积。

而流水推力是指流体对于物体施加的推动力。

在水流中，流速和流水推力是两个重要的物理量，它们的计算可以帮助我们更好地了解水流的特性，对于水利工程、船舶设计等领域具有重要意义。

本文将介绍流水推力流速计算公式，并结合实际案例进行分析。

流速的计算公式为：\[ V = \frac{Q}{A} \]其中，V表示流速，Q表示单位时间内通过某一截面的流量，A表示截面的面积。

流水推力的计算公式为：\[ F = \rho \cdot g \cdot A \cdot h \]其中，F表示流水推力，ρ表示流体的密度，g表示重力加速度，A表示物体所受流体的截面积，h表示流速。

接下来，我们将结合一个实际案例来说明流水推力流速计算公式的应用。

假设有一条宽度为3米，高度为2米的水槽，水槽中的水深为1.5米。

现在我们想要计算水流对于槽壁的推力以及水流的流速。

首先，我们需要计算水流的流速。

根据流速的计算公式，我们可以得到：\[ A = 3m \times 1.5m = 4.5m^2 \]假设单位时间内通过水槽的流量为5m³/s，那么根据流速的计算公式，我们可以得到：\[ V = \frac{5m³/s}{4.5m²} \approx 1.11m/s \]接下来，我们需要计算水流对于槽壁的推力。

根据流水推力的计算公式，我们可以得到：\[ F = \rho \cdot g \cdot A \cdot h \]假设水的密度为1000kg/m³，重力加速度为9.8m/s²，那么根据流水推力的计算公式，我们可以得到：\[ F = 1000kg/m³ \times 9.8m/s² \times 4.5m² \times 1.5m = 66150N \]通过以上计算，我们得到了水流的流速和水流对于槽壁的推力。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一)直线层水流为层流（层流是的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑。

流体的在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：=√ghJμyJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用、千分比、万分比表示。

(二)过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：u=A?lgy+Bμy其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与?k sδ?值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是流体的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。

流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A?lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与?k sδ?值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑。

流体的在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A?lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2ysx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流;湍流是一种高度复杂的非线性流体运动,在空间中不规则、时间上无秩序,具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性;实际中流速计算一般根据实测数据进行推导,具有代表性的是“六点测流法”,2014年之后,声学多普勒流速剖面仪开始被采用,随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”;水流由于受到层间切应力的作用,其流速沿水深而变化,河底流速小,水面流速大,河底流速受河床的粘滞作用,基本为零;理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区,其相应的计算公式如下：一直线层水流为层流层流是的一种流动状态,它作层状的流动;流体在管内低速流动时呈现为层流,其质点沿着与管轴平行的方向作平滑;流体的在管中心处最大,其近壁处最小;管内流体的平均流速与最大流速之比等于;,只受粘滞切应力,此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%;水力坡度,又称比降,是指河流水面单位距离的落差,常用、千分比、万分比表示;二过渡层水流由层流向紊流过度,既受粘滞切应力,又受紊动切应力;计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算;三对数区水流为紊流,主要受紊动切应力影响,流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=Algy+B其中A和B是系数,与床面粗糙情况有关,通过实际资料确定,y为计算点至河床的距离;爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度,可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数,与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度;直线层、过度层、对数区合称为内层区,区内流速分布主要受床面的影响;四外层区水流为紊流,其流速分布除受床面的影响外,还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响,因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值,计算公式的一般计算形式为：μμ∗=Algy+B+πkω(yh)式中,π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定;y 意义同前,h为断面水深;五实际应用在实际中,通常将对数区的流速分布公式推广到全部水深,根据全部水深上的流速分布资料来确定对数流速分布公式中的系数,再将对数流速分布公式用到全部水深上去;在宽深比介于6至10之间的的河槽中,断面上任一点的水流不仅受到来自河底紊动涡体的作用,还同时受到来自河岸紊动涡体的作用;纵向流速不仅沿水深变化,沿断面横向分布也是不均匀的,接近河岸的垂线与河心的垂线流速分布相差较大,岸边垂线的最大流速往往不在水面上;河槽过于窄深时,河中心垂线的最大流速也不在水面;六六点实测法计算垂线平均流速一般的流速垂线分布形式如右图所示;设六点法测量的水深位置分别为h0 h1h2h3h4h5,对应的流速分别为V0 V1V2V3V4V5,从表层到底层两层之间面积为分别为S0 S1S2S3S4S5,则用积分方法得到的垂线平均流速V计算公式如下：V=1H S+S1+S2+S3+S4+S5在传统的六点法测流中,通常是h0=0,h1=,h2=,h3=,h4=,h5=H,则上式可优化为V=110[V0+2V1+V2+V3+V4+V5;如需计算某一点的流速,则根据上述测得值所汇出的函数图像,可以粗略估计某一点的流速;利用传统六点法计算垂线流速平均值或是某一点流速时,因这种数据处取用的原数据较少,因此会损失垂线平均流速计算值的精度;而声学多普勒流速剖面仪可以测得一条垂线上没1m甚至小于1m一层的流速数据,对于水深10m以上的水域,在一条垂线上可以测得10层以上的数据,因此对应于上述六点分析法,可以类似地推导出多点分析法,从而大大提高计算结果的精度;二、水流力计算一水流推动力水流推动力作用方向为顺水流方向,作用位置为水流底部,水流推动力反应了河床面物体是否被推移,可用来计算河床冲刷;具体计算公式为：P1=γw HJ式中,P1为水流推动力；γw为水的容重；H为水深；J为水力坡度;图2 水流推移力示意图图3 河床不同土质的临界推移力二水流对阻流面的冲击力图4 水流冲击力示意图作用方向：水平向：作用位置：阻流面高度的一半;P2=k?γw h υ2g(1−cosα)sinα式中：P2---水流推动力kN/m；k---绕流系数,对实体坝而言,坝身宽度与坝长相比小得多时取,宽度与长度大致相等时取；γw---水的容重kN/m3；h---阻流面高度m,不漫水时为阻流面前的水深,漫水时为阻流物的高度；g为重力加速度：α---水流冲击方向与阻流面间的夹角：υ为靠近阻流面处水流断面的平均流速m/s,与水流的压缩程度有关,可按下式进行计算：υ=η?υp,υp---水流未压缩时的断面平均流速,可参考第一节计算,η---由于建筑物挤压水流断面而使流速增大的系数,取值见下表：图5 压缩断面流速增大系数。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，(一(二μy其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与?k sδ?值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。

y 意义同前，h为断面水深。

(五)实际应用在实际中，通常将对数区的流速分布公式推广到全部水深，根据全部水深上的流速分布资料来确定对数流速分布公式中的系数，再将对数流速分布公式用到全部水深上去。

在宽深比介于6至10之间的的河槽中，断面上任一点的水流不仅受到来自河底紊动涡体的作用，还同时受到来自河岸紊动涡体的作用。

纵向流速不仅沿水深变化，沿断面横向分布也是不均匀的，接近河岸的垂线与河心的垂线流速分布相差较大，岸边垂线的最大流速往往不在水面上。

河槽过于窄深时，河中心垂线的最大流速也不在水面。

（六）六点实测法计算垂线平均流速一般的流速垂线分布形式如右图所示。

设六点法测量的水深位置分别为h0 h1h2h3h4h5,对应的流速分别为V0 V1V2V3V4V5,从表层到底层两层之间面积为分别为S0 S1S2S3S4S5，则用积分方法得到的垂线平均流速V计算公式如下：V=1H (S+S1+S2+S3+S4+S5)在传统的六点法测流中，通常是h=0,h=0.2H,h=0.4H,h=0.6H,h=0.8H,h=H,则上式可优化为V=110[V0+2（V1+V2+V3+V4）+V5]。

不同水深流速分布及推力计算

一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。

湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。

实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。

水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。

理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是的一种流动状态，它作层状的流动。

流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑。

流体的在管中心处最大，其近壁处最小。

管内流体的平均流速与最大流速之比等于。

），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。

水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用、千分比、万分比表示。

(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。

计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。

（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：u=A?lgy+Bμy其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。

爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度。

直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。

（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ∗=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。