糙率表4
各类型渠道糙率
良好的干砌石渠道，养护条件中等的土渠 0.025
养护条件低于一般标准的土渠 0.0275
各类渠道或管道糙率表
渠道表面特征 率糙n 管道 率糙n
抹光的水泥抹面 0.012 新铸铁管 0.013-0.014
光滑的砼护面 0.015 旧铸铁管 0.014-0.035
粗糙的砼护面 0.017 石棉水泥管 0.012-0.014
紧密黄土或细
"紧密粘土、黄土、壤土的渠道，养护条件
在中等以上的渠道" 0.02 钢筋砼管 0.014
"条件较差的土渠（如有的地方有水草，渠
底有卵、砾石、局部岸坡崩塌）" 0.03
条件很恶劣的渠道（如断面不规则等） 0.035
条件异常恶劣的渠道（如有塌岸石块等） 0.04
农田水利学—渠道灌溉系统
第四章渠道灌溉系统§1 灌排渠系规划布置灌溉系统是指从水源取水并输送分配到田间的灌溉工程。
按输水方式的不同可分渠道灌溉系统和管道灌溉系统两大类。
本章介绍渠道灌溉系统。
管道灌溉系统将在第五章中介绍。
一、灌排渠系的组成及布置原则（一）灌排渠系的组成1、灌溉系统:（1）渠首工程（2）灌溉渠道：干、支、斗、农渠等固定渠道（3）渠系建筑物（4）田间渠系工程：毛渠(临时渠道)、灌水沟哇等2、排水系统（1）田间排水工程：毛沟、腰沟、墒沟等（2）排水沟：干、支、斗、农沟（3）排水建筑物：排水闸、涵、站等（4）排水容泄区：大江、大湖、大海等（二）灌排渠系的布置的原则（1）满足作物灌排要求。
1）渠道应布置有高处，排水沟应布置在低处。
2）渠道和排水沟的长度和间距应当适宜，保证灌得上排得出。
（2）灌溉渠道必须与排水沟统一规划布置在规划布置渠道时，必须同时考虑到排水沟的位置，在平原地区、圩区，渠道一般要服从排水沟布置（因为在平原地区，排水问题更为突出）。
（3）安全可靠如渠道要避免深挖高填，山丘区渠系上方必须修撇洪沟（截洪沟）。
（4）经济合理渠道要尽量短直，以减少土方量；要尽量减少压占耕地；排水沟要尽量利用天然河道。
（5）便于管理便于用水管理和工程管理，布置时要考虑行政区划；也要考虑机耕方便；建筑物尽量联合修建，形成枢纽，以便于管理。
（6）综合利用如渠道落差较大可布置水电站，较大的渠道或排水沟要考虑通航，水产养殖等。
二、丘陵山区灌排渠系的规划布置山丘区的水利特点是：排水比较通畅，但干旱问题比较突出。
在山丘区虽然可以修建水库塘坝蓄水灌溉，但是由于其蓄水能力有限，因此干旱问题是山丘区的主要水利问题。
因此山丘区灌排渠系的布置，以灌渠道布置为重点。
山丘灌溉渠道布置的关键是布置干渠。
（一）干渠的两种布置形式（1）干渠沿等高线布置（2）干渠垂直于等高线布置（二）支、斗、农渠布置支渠垂直于干渠，其间距由地形条件决定。
斗渠间距一般为：400～800m农渠间距一般为：100～200m两种布置形式：（1）灌排相邻适用于单一坡向地形（2）灌排相间适用于平坦，或有微起伏§2 渠道建筑物规划布置渠系建筑物指与渠道或排水沟配套的水闸、涵洞、桥梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。
有压隧洞水力计算实例
c
1
0.759
10.50 00.6 2387
则隧洞流量
Q c 2 g 0 H 0 .7 6 5 .12 9 3 9 .8 2 .1 7 1 9 .0 米 0 3秒 8
c
1
i dlii
()2 i
i( i )2
因
8g C2
C 1 R1 6 n
d4R
则
dl C 8g2 dl n128R g13 41R2Rg4n32l
2 9.8 0.014 2 l R 4/3
0.00384 l R 4/3
取 1。于是得
c 1
1
0.003Rl84i/34( i)2
可见图4-1拟定的隧洞尺寸可以满足通 过设计流量的要求。
三、绘制库水位与隧洞流量关系曲线
保证隧洞为有压流的最小洞前水深为 1.5d=1.5×3.5=5.25米
则保证隧洞为有压流的最低库水位为 1.5d＋进口洞底高程=5.25＋96.0=101.25米
或 Scr=cv(d)1/2 c为经验系数(0.55-0.73),取c=0.55;v为闸门断面的 水流流速;d为闸门空口高度,d=2.8米。则 Scr=0.55×108/(2×2.8×1.75)×(2.8)1/2=10.14(米)
• 1.核算库水位为设计洪水位时，隧洞能否通 过相应的设计流量；
• 2.绘制库水位与隧洞流量关系曲线； • 3.当隧洞通过设计流量时，绘制隧洞的总水
头线和测管水头线；
• 4.按设计流量进行隧洞出口的消能计算。
二、核算库水位为设计洪水位时，隧洞能否通过 相应的设计流量
河道水深、流速水利计算知识分享
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)
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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)
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普洞村段波浪爬高、堤高计算表(左岸桩号)
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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)
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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。
复式河槽综合糙率计算方法比较与分析
2005年7月水利学报SHUILI XUEBAO 第36卷第7═════════════════════════════════════════════════════════════期收稿日期：2004-01-15基金项目：国家自然科学基金资助项目（50279024）；高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（2003-0610039）作者简介：杨克君（1973-），男，四川仁寿人，博士生，主要从事复式河槽水沙复杂行为研究。
E-mail ：yangkejun@文章编号：0559-9350（2005）07-0780-07复式河槽综合糙率计算方法比较与分析杨克君，曹叔尤，刘兴年（四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065）摘要：综合糙率是复式河槽水力计算的一个重要参数。
本文系统地总结了推求综合糙率的各种典型方法，包括Pavlovskij 方法，Einstein-Banks 方法，Lotter 方法，Krishnamurthy-Christensen 方法以及Dracos-Hardegger 方法。
运用277组复式河槽水槽实验资料和野外实测资料，验证了上述各种方法的有效性。
通过比较和分析，发现这些方法都不适用于估算复式河槽综合糙率。
本文对这些方法产生误差的原因进行了分析，并指出产生误差的原因在于前四种方法忽略了滩槽动量交换；后一种方法虽然考虑了动量交换，但该方法并不普遍适用。
本文对现有资料的分析，提出了一个滩槽糙率相同情况下的复式河槽综合糙率关系式。
关键词：复式河槽；综合糙率计算方法；比较与分析；相对误差；方法改进中图分类号：TV133文献标识码：A在水利设计和水槽实验中，常常会遇到糙率随断面湿周改变而改变的问题。
在天然复式河槽的水力计算时，也会遇到由于滩槽物质组成的差异，使得滩地糙率比主槽大的问题。
在解决这些问题时，人们往往想办法推求断面的综合糙率。
自1931年，Pavlovskij ［1］第一个提出综合糙率公式以来，Einstein 和Banks ［2］，Lotter ［3］，Krishnamurthy 和Christensen ［4］，Dracos 和Hardegger ［5］也分别提出计算综合糙率的公式。
浅谈山区中小河流糙率分析方法
浅谈山区中小河流糙率分析方法摘要：正确选用糙率，对估算天然河道流量十分重要，本文通过对糙率的影响因素分析，来阐述糙率的一般分析方法。
关键词：天然河道；影响因素；糙率1 概述当河渠水流为恒定均匀流时，可用曼宁公式推算过水断面流量，曼宁公式是一个经验公式，表达式如下：2 糙率影响因素分析曼宁公式中，糙率对流量的推算精度影响非常大，因此，对糙率的影响因素进行分析，对于提高流量的推算精度十分必要。
如前所述，在天然河道中，影响糙率的因素较多，既有河床方面的，也有水流方面的。
河床方面主要有河道断面的几何形状、河床组成、岸壁特征和水生植物等；水流方面主要有流速、流量、含沙量和水藻等。
复式河床的河槽和滩地，糙率不相同；不同季节河床的水生植物不同，糙率不相同；不同的水位流量，糙率不相同；不同的含沙量，糙率不相同；水流中有无水藻，糙率不相同。
由此可见，天然河道糙率是一个影响因素相当复杂，对流量推算又举足轻重的综合系数。
2.1 河床对糙率的影响1、选择适合于曼宁公式的河段曼宁公式要求天然河流应尽量符合恒定均匀流。
所以要求测验河段要顺直，河段内水流断面基本一致，且冲淤变化小。
测验河段须选择在顺直河段。
在测验断面上、下游6倍于河宽的河段内，弯曲部分与顺直部分的交角在20°以下者为顺直，在20°至70°之间者为缓弯，在90°左右者为急弯。
测验河段须选在交角20°以下的河段。
测验河段须选择在无扩散河段或无收缩河段。
在测验河段内，扩散角或收缩角（岸边线与水流方向线之交角）在15°以下者为无扩散段或无收缩段，在15°以上者为有扩散段或有收缩段。
测验河段须选在扩散角或收缩角小于15°的河段。
测验河段须选择在没有或较小冲淤变化的河段。
河段内，各断面的冲淤变化与汛前大断面比较，小于±3%者为冲淤变化较小，否则为较大。
测验河段须选在冲淤变化小于±3%的河段。
糙率表-全
天然河道糙率表
类别 河槽特征 平均水深（m） 2 1 半山区河流的平整河槽（砾石，卵石的河床） 4 6 10 2 2 半山区河流中等弯曲的河槽，平原河流的平整河流槽（土质河 床） 4 6 10 2 3 半山区河流极弯曲的河槽，有支流和岔河，平原河流的中等弯曲 的河槽 4 6 10 2 4 平原河流极度弯曲的河槽，有支流和岔河，山区河流的河槽（砾 石，大砾石河床） 4 6 10 2 5 平原河流极度弯曲的河槽，河岸有杂草，山区河流具有大砾石的 河槽，浅的荒溪 4 6 10 2 6 呈均匀流的多石滩河段，无杂草的河段 4 6 10 2 7 中等情况的多石滩河段，25%蔓生杂草的河滩 4 6 10 2 8 具有大砾石的石滩段，个别部分水流方向特别不规则，50%蔓生杂 草的河滩 4 6 10 2 9 75%蔓草杂生的河滩 4 6 10 2 10 100%蔓草杂生的河滩 4 6 10 注：本表由前苏联玻尔达柯夫编制。 n （曼宁公式） 0.024 0.023 0.023 0.023 0.026 0.025 0.025 0.024 0.031 0.029 0.029 0.028 0.035 0.033 0.032 0.030 0.045 0.040 0.038 0.036 0.069 0.058 0.051 0.048 0.092 0.077 0.065 0.060 0.115 0.095 0.080 0.073 0.150 0.122 0.101 0.092 0.240 0.195 0.160 0.142
0.025-0.029
0.025-0.029
河段不够顺直，上下游附近 细沙，河底中有稀疏水草 1 弯曲，有挑水坝，水流不畅 或水生植物 通 Ⅳ 河床由砾石或卵石组成， 顺直段距上弯道不远，断面 2 底坡上尚均匀，床面不平 尚且规整，水流尚且畅通， 整 斜流或回流不明显 顺直段夹于两弯道之间，距 河底由卵石，块石组成， 离不远，断面尚且规整，水 间有大漂石，底坡上均 流显出斜流，回流或死水现 匀，床面不平整 象 河段不顺直，上下游有急 弯，或下游有急滩，深坑 等；河段处于S形顺直段，不 整齐，有阻塞或岩溶情况发 育；水流不通畅，有斜流， 河床由卵石，块石，乱石 回流，漩涡，死水现象；河 或大块石，大乱石及大孤 段上游有弯道或为两河汇 石组成，床面不平整，底 口，落差大，水流急，河道 颇有凸凹状 有严重堵塞，或两侧有深入 河中的岩石，伴有深潭或回 流等；上游为弯道，河段不 顺直，水行于深槽峡谷间， 多阻塞，水流湍急，水声较 大
明渠均匀流计算公式
第六章 明渠均匀流一、一、概念：明渠是具有自由表面液体的渠道 分类（据形成）： 天然渠道→天然河流人工渠道→人工河流、不满流的排水管渠明渠流——明渠中流动的液体又称重力流（依靠重力作用而产生） 也称无压流（自由表面相对大气压为0） 分类： 恒定流 均匀流 非恒定流 非均匀流注意特殊性：A 随θ的变化而变化，故不可能发生非恒定均匀流动。
2、水流运动的影响因素： 过水断面形状过水断面尺寸底坡的大小 2、 据影响把明渠分为： 1、棱柱形渠道 非棱柱性渠道 2、顺坡、平坡和逆坡渠道 二、1、 1、 棱柱形渠道：凡是断面形状、尺寸沿程不变，过水断面仅随水深变化而变化的常直渠道。
过水断面面积随形状沿程变化的渠道，称非棱柱形渠道。
棱柱断面 断面规则的长直人工渠道，同管径的排水管道、涵洞 非棱柱断面 连接两条在断面形状、尺寸，不同渠道的过渡段。
渠道断面类型：矩形、梯形、圆形、半圆形、此外有组合型、三角型（复式）、抛物线型、卵型2、 2、 顺坡、平坡、逆坡渠道：底坡——渠道底面的坡度，用i 表示，通常是指单位渠长。
l 上的渠道高差，即θsin =∆=lz iz∆——渠底高差l ——对应z ∆的相应渠长θ——渠底与水平线的夹角一般渠道底坡都很小，即θ很小，实际中，为方便测量渠长和水深，故常用θtg 代替θsin ，水平渠长代替水流方向渠长，铅垂水深代替垂直于底坡的水深。
底坡分类：顺坡：0>i ，渠底沿程降低的底坡。
平坡：0=i ，渠底水平，平坡 逆坡：0<i ，渠底沿程升高。
意义：底坡i 反映了重力在流动方向上的分力，表征水流推动力的大小，i 愈大，重力沿水流方向分力愈大，流速愈快。
§6-1 明渠均匀流的形成条件和水力特征一、一、明渠均匀流的形成条件：1、 1、 明渠均匀流——水深、断面平均流速沿程都不变的流动。
⑴ 渠底必须沿程降低，即0>i 并且要在较长一段距离内保持不变。
（是重力流，依靠重力分力驱使水流运动，保证流动流向必须有恒定不变的作用力。
215494084_丰乐河“2018.08.20”暴雨洪水调查及分析
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.4丰乐河“2018.08.20”暴雨洪水调查及分析李建伟甘肃省酒泉水文站，甘肃嘉峪关 735100摘要 通过调查分析丰乐河“2018.08.20”暴雨洪水，暴雨中心雨量96.5 mm，暴雨历时4 h；根据暴雨中心及外围雨量站点同步降水资料绘制等雨量线显示，20 mm以上暴雨量笼罩面积2 500 km2；分析计算暴雨的稀遇程度，1 h、3 h雨量的重现期均为100年一遇，6 h雨量的重现期为50年一遇。
此次暴雨研究对研究该流域的防汛和洪水灾害防治工作具有十分重要的意义。
关键词 暴雨洪水；调查分析；丰乐河中图分类号：P426.6 文献标识码：B 文章编号：2095–3305(2023)04–0082-032018年8月20日甘肃省张掖市肃南裕固族自治县祁连乡与酒泉市丰乐镇交界一带发生了1次局部小范围、短历时暴雨，暴雨中心位置在丰乐河水文站（简称：丰乐河“2018.08.20”暴雨）。
暴雨中心雨量为96.5 mm，暴雨历时4 h；最大1 h暴雨量为61.7 mm，最大3 h雨量为87.3 mm，最大6 h雨量89.3 mm，最大24 h雨量96.5 mm，根据暴雨中心和外围雨量站点同步降水资料绘制等雨量线显示，20 mm以上暴雨量笼罩面积2 500 km2。
此次暴雨是自丰乐水文站有降水资料记录以来的最大暴雨量，与该站多年平均降水量192.3 mm相比，其占全年降水总量的50.2%。
通过分析此次暴雨洪水产生的原因和暴雨频率，对指导该区域防汛抢险具有十分重要的意义。
1 流域概况酒泉市肃州区丰乐河流域所处河西走廊祁连山山脉中段，该地区气候干燥，年降雨量少，属于典型的大陆性干旱气候。
丰乐河发源于祁连山北坡，由乌树河与浪头沟汇集而成，源地海拔高程4 400 m，由南向北流经两河岔出口，河流出山后再向北流，即消失于戈壁中。
粘性泥石流体的应力应变特性和流速参数的确定
粘性泥石流体的应力应变特性和流速参数的确定王裕宜1, 詹钱登2, 韩文亮3, 洪 勇1, 邹仁元4(11 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 , 中国科学院东川泥石流观测研究站 , 四川 成都 610041 ;21 台湾成功大学水利与海洋工程学系 , 台湾 台南 70101 ; 31 清华大学水利系 , 北京 100083 ;41 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 , 四川 成都 610041 )摘要 : 文章从粘性泥石流体的组成 , 应力应变特性和减阻作用的观测试验入手 , 揭示了粘性泥石流体运动的阻力特 性 , 探讨了粘性泥石流流速公式中的曼宁糙率系数的表征 。
粘性泥石流体运动的阻力特性主要与沟槽特征以及泥 深和粘附层流变特性有关 。
根据高 、低不同阻力的粘性泥石流浆体的泥砂比 , 浆体介质的流变参数 (ηp 、τB f ) 和 体积浓度 ( C v f ) , 可获得不同阻力介质状态下统一的阻力糙率系数与它们的相关式 , 以此来确定曼宁糙率系数 。
关键词 : 粘性泥石流 ; 应力应变特性 ; 流速公式 ; 糙率系数 文章编号 : 100328035 (2003) 0120009205中图分类号 : P642123 文献标识码 : A3高浓度粘性泥石流体 ( S v = 2100 kg Πm ) 能在坡 度 ( j = 0152～0106) 不大的沟道中高速运动 ( V =10～15 m Πs ) , 其独特的应力应变特性所产生的减阻 作用 , 给泥石流防治工程动力参数的确定带来了困 难 。
本文从粘性泥石流体的组成 , 应力应变特性和 减阻作用入手 , 探讨粘性泥石流流速公式中的不同 阻力类型 、不同流变特性表达的统一通用曼宁糙率 系数的表征 , 为泥石流防治提供简化了的可操作性 粘性泥石流流速计算方法 。
图 1 粘性泥石流的水力强度特征F ig. 1 H ydra u lic strength of viscous debris flo w1 粘性泥石流体的组成和应力应变特征颗粒 ( d < 0105 mm ) , 它约占固体物质总重量的 10 ～18 % 。
山区铁路工程弃渣场沟水治理工程设计分析
安徽建筑中图分类号：TU992文献标识码：A 文章编号：1007-7359（2024）1-0045-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0161工程概况该弃渣场位于工程附近沟谷处，工程开挖弃渣料集中堆存于沟道中，属于拦沟型弃渣场，规划占地面积约9.07hm ²。
弃渣区堆渣容量220.0万m 3（松方），渣顶高程1636m ，渣场堆渣坡比1:1.8，分别在1621m 、1606m 、1586m 、1566m 高程设置马道。
马道宽度4m ，从渣脚1540m 高程起算，累计最大堆渣高度约96m 。
该弃渣场所在沟道沟谷深、容量大，汇水量大，堆渣前需对沟道进行沟水处理，将沟水通过泄水建筑物下泄至下游沟道，确保沟道内弃渣场的安全运行。
2工程自然条件该弃渣场所在区域为中山地貌，地面海拔高程1540～1630m ，最大高差90m ，地形起伏大。
渣场两侧地势陡峻，地表植被茂密，主要以乔木为主，少量灌木。
弃渣区上覆第四系全新统坡洪积（Q 4dl+pl ）粉质黏土、坡残积（Q 4dl+el ）粉质黏土，下伏基岩三叠系上统须家河组（T 3x ）泥岩、砂质泥岩夹页岩。
弃渣区地层单一，无明显构造痕迹，地震动峰值加速度值为0.2g ，地震动反应谱特征周期为0.40s ，工程场地的地震基本烈度为Ⅷ度。
地表水主要为沟水，靠大气降水及上游补给，向下游及地下排泄。
地下水主要为松散堆积体孔隙水、基岩裂隙水地下水主要为第四系覆盖层孔隙水及基岩裂隙水。
漂石层中富含地下水，测区范围内地下水主要受大气降水和地表水补给，与地表水联系密切，雨季水量较丰富。
地下水较发育，水位随季节变化。
弃渣区所在沟道位于四川盆地西部边缘地区，渣场汇流面积较小，为5.68km 2，可划归为小流域范畴，沟道长度约4.76km ，沟口至分水岭平均坡度292‰。
弃渣场所在沟道设计洪水成果见表1。
3沟水处理工程设计3.1设计标准根据《水土保持工程设计规范》（GB51018-2014）[1]，结合弃渣场堆渣量、最大堆渣高度和渣场失事对主体工程或环境造成的危害程度。
HEC-RAS原理
HEC-RAS 程序一维恒定流计算原理1 一维恒定流计算能量方程原理一维恒定流水面线可通过求解能量方程来获得，具体表达式如下：e h gV Y Z gV Y Z +++=++222111122222αα （1）式中：Z 1，Z 2为河道底高程；Y 1，Y 2为断面水深；V 1，V 2为断面平均流速；1α，2α为动能修正系数；g 为重力加速度；h e 为水头损失。
两个断面间的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，水头损失表达式如下：gV gV CS L h f e 22211222αα-+= （2）式中：L 为断面平均距离；f S 为两断面间沿程水头损失坡度；C 为收缩或扩散损失系数。
断面平均距离表达式如下：robch lob robrob ch ch lob lob Q Q Q Q L Q L Q L L ++++=（3）式中：L lob ，L ch ，L rob 分别是两断面间左边滩地、主槽、右边滩地的距离；lob Q ，ch Q ，rob Q 分别是左边滩地、主槽、右边滩地平均流量。
根据不同糙率分界点划分滩地，利用曼宁公式计算每个分区的流量，表达式如下：2/1f KS Q = （4）3/21AR nK =（5） 式中：K 为流量模数；n 为曼宁糙率系数；A 为分区面积；R 为水力半径。
动能修正系数α可通过滩地和主槽流量来进行计算，表达式如下：()32323232trob robch ch loblob t K A K A K A K A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=α （6）式中：A t 为整个过流断面面积；A lob ，A ch ，A rob 分别为左边滩地、主槽、右边滩地过流面积；K t 为整个过流断面的流量模数；K lob ，K ch ，K rob 分别为左边滩地、主槽、右边滩地流量模数。
沿程水头损失坡度f S 可通过下式求解：22121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=K K Q Q S f （7）2 一维恒定流计算动量方程原理当水面线越过临界水深，能量方程已经不再适用。
桥梁工程对水文测验河段影响分析
2203年第3期2203Number5水电与新能源HYDROPOWERANDNEW ENERGY第35卷Voi.35DOA1033622/43—1.342-/00/m.1671-3354.6021.43.42桥梁工程对水文测验河段影响分析黄攀,彭光辉（湖北省随州市水文水资源勘测局，湖北随州441340）扌摘要：桥梁工程的建设会对河道水文情势带来一定的影响。
以汉十高铁浪河特大桥工程为例，分析计算在桥梁工程建成后遭遇百年一遇暴雨洪水情况下，在测验河段一定范围内引起水沙运动规律、冲淤态势、水力因素、水位流量关系等发生变化。
为此还需要在工程建设期及工程运行初期的几年内继续开展对比观测,掌握工程建设期及建成运行后各水文要素的变化规律，重新分析拟定各项目测验方案。
关键词：桥梁工程;水文测验;测验方案中图分类号:TV218.6文献标志码：A 文章编号：1671-3354（2023）03-0058-06On the Influences of Bridge Project on Rivea Senment fw Hydralogicai TestingHUANG Pan,PENG Guanghul(HuUel SuizOon HyProloap and Water Resovues Investiyation Burear,SuizOon44200,China)Abstrach:The constuctiov of budye wilt impose coUain impact on the hypuloaicot situation of a uvee sefme4Taping the Tielanghe Budye in WuUan-CSiyan high-speed railway as an examptv,the4014X1of the budye during and dee its constuctiov on the uvee sevmext foe hyPuloaicat testing in case of a uinstou loop with20year retuu peuoV are analyzed,incluUing the water and sedimext movemext.scovung and silting situation,-『10x14factors and water W o W discharpe uWtmnship.Thus,comparative oVseuatiov shonld be covtinned duung the constuctiov peuoV and several years afee the completion,to understand the vauatiovs of vauons hypuloaicot factors and revise the scheme of each tests-Key wordt:budyv project;hypuloaicot testing；testing schema1概述1.1分析背景及方法近年来，随着经济社会的发展，涉水工程频繁建设。
一套完整的泵站施工图设计计算算例
一套完整的泵站施工图设计计算算例（水工、结构专业）目录泵站算例 (6)1基本资料 (6)1.1工程概况简介 (6)1.2设计依据 (6)1.2.1主要规范、规程 (6)1.2.2地质资料 (7)1.2.3其它资料 (7)1.3设计标准 (7)1.3.1治涝标准 (7)1.3.2工程等别、建筑物级别及相应洪水标准 (8)2工程规模 (8)2.1设计流量的确定 (8)2.2特征水位、扬程的确定 (9)2.2.1 特征水位的确定 (9)2.2.2泵站特征扬程的确定 (12)3水泵选型 (13)3.1水泵选型的原则 (13)3.2水泵类型与装机台数的确定 (13)3.3方案比较 (14)3.4水泵工况点校核 (15)3.4.1沿程水头损失 (15)3.4.2局部水头损失 (16)3.4.3工况点校核 (17)3.5装置效率复核 (18)4引渠过流能力及过栅流速计算 (18)4.1引渠过流能力计算 (18)4.2过栅流速验算 (19)5泵站抗渗稳定性验算 (19)5.1基底轮廓防渗部分上游边界的确定 (19)5.2可研阶段抗渗稳定性初步验算 (20)5.3初设阶段抗渗稳定性验算 (21)5.3.1基底渗透压力计算 (21)5.3.1.1计算方法 (21)5.3.1.2计算公式 (21)5.3.1.3计算工况 (22)5.3.1.4基底渗透压力计算成果 (23)5.3.2渗流坡降计算 (23)5.3.3算例 (23)6 泵房稳定及应力计算 (24)6.1稳定计算公式 (24)6.2确定计算单元 (25)6.3荷载计算 (25)6.3.1计算工况及荷载组合 (25)6.3.2荷载作用 (26)6.4计算结果分析 (26)7 泵房主要平面尺寸及高程的确定 (27)7.1泵房主要平面尺寸的确定 (27)7.1.1进水室净宽度 (27)7.1.2进水池长度 (27)7.1.3喇叭口中心线与后墙距离 (27)7.1.4喇叭口中心线至进水室进口距离 (27)7.1.5机组间距（立式泵） (28)7.1.6安装检修间长度 (28)7.2泵房主要高程的确定 (28)7.2.1泵房底板面高程▽底的确定 (28)7.2.2水泵联轴层面高程▽联的确定 (29)7.2.3电机层面高程▽电的确定 (29)7.2.4主厂房电动单梁吊车轨道底高程▽轨的确定 (29)7.2.5屋面大梁底高程▽梁的确定 (30)8出水涵洞结构计算 (30)8.1 基本资料 (30)8.2 荷载计算 (31)8.3 内力计算 (31)8.4 配筋计算及裂缝验算 (32)9 泵房下部结构计算 (32)9.1 基本资料 (32)9.1.1主要计算依据规范： (32)9.1.2 计算软件： (33)9.2 完建工况内力计算 (33)9.2.1泵房下部横断形状、尺寸及外荷分布 (33)9.2.2 计算简图（设计值） (34)9.3边孔检修工况内力计算 (35)9.3.1泵房下部横断形状、尺寸及外荷分布 (35)9.3.2计算简图（设计值） (35)9.4中孔检修工况内力计算 (36)9.4.1泵房下部横断形状、尺寸及外荷分布 (36)9.4.2 计算简图（设计值） (37)9.5 内力计算分析 (37)9.6 底板、边墙、中墩配筋及裂缝计算 (38)9.6.1 泵房底板面层跨中 (39)10 地基计算及处理 (41)11各种挡墙计算 (45)泵站算例（以鹅公冲电排站资料为主）1基本资料1.1工程概况简介鹅公冲电排站改建扩建工程位于云浮市郁南县都城大堤鹅公冲堤段的黑河出口处，是集防洪、排涝等多功能为一体的中型水利工程。
第一章 明渠水力计算
第一章明渠水力计算明渠水力计算分为明渠均匀流计算及明渠非均匀流计算，这不仅是渠道工程设计的主要计算项目，也是灌区水工建筑物设计中最基本的水力计算项目。
在渡槽、涵洞、陡坡等建筑物的设计中，常需推算水面线，水面线的推算属于明渠非均匀流计算。
消能计算中的下游尾水深计算及渡槽槽身的水力计算都是明渠均匀流计算；水面线计算中的正常水深也是按明渠均匀流计算。
因此本书将首先在此简要介绍明渠水力计算。
第一节单式断面明渠均匀流水力计算一、计算公式明渠均匀流的基本计算公式如式(1—1)一式(1—3)；二、计算类型根据设计条件及要求，单式断面明渠均匀流一般可分为以下(种计算情况：(1)已知设计流量、渠底比降及渠底宽，计算水深。
(2)已知设计流量，渠底比降及水深，计算渠底宽。
(3)已知设计流量及过水断面面积、计算渠底比降。
(4)已知过水断面面积及渠底比降，计算过水流量。
上述第(3)、(4)两种情况可由式(1—1)直接求得计算结果，但不是设计中的主要计算情况．第(1)、(2)两种情况，因式(1—1)中的w、R、C 等值均包含有渠底宽及第1页水深两个未知数，因此不可能由式(1—1)简单求解，而需要经过反复试算才能得到计算结果，这两种是设计中常见的情况，为了减少计算工作量，过去多是借助有关的计算图表进行计算，现在则可采用电算。
三、算例现以算例介绍单式断面明渠均匀流不同计算情况的计算方法和步骤。
[例1—1，已知某梯形断面渠槽的渠底宽为b＝1．5m，水深为h--3．2m，边坡系数[例1—2] 已知某梯形断面渠槽的设计流量为Q＝20．07m^3／s，渠底宽为b--1．Sm，边坡系数为m--2．5，渠底比降i=1／7000，糙率为n=0．025。
试计算渠道水深。
解：本倒不可能由式(1—1)一次算出水深，需通过假定不同的水深反复试算才能求得所需值。
计算步骤是首先假定一个水深值，计算相应的w、R、C等值，然后按式(1—1)计算过水流量，如流量计算值小于设计流量，表明假定的水深偏小，再加大水深值重新计算；反之，则表明假定的水深偏大，再减小水深值重新计算，如此反复多次，直至按假定的水深计算的过水流量渐进等于设计流量时，该水深即为所求水深。
流体力学重难点分析（4）
流体力学重难点分析（４）第6章 明槽恒定流动【内容提要和学习指导】这一章是工程水力学部分内容最丰富也是实际应用最广泛的一章。
本章有4个重点：明渠均匀流水力计算；明渠水流三种流态的判别；明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析和计算，这部分也是本章的难点；水跃的特性和共轭水深计算。
学习中应围绕这4个重点，掌握相关的基本概念和计算公式。
这一讲我们讨论前2个问题，后面2个问题将放在第7讲讨论。
明渠水流的复杂性在于有一个不受边界约束的自由表面，自由表面能随上下游的水流条件和渠道断面周界形状的变化而上下变动，相应的水流运动要素也发生变化，形成了不同的水面形态。
6.1 明槽和明槽水流的几何特征和分类（1） 明槽水流的分类 明槽恒定均匀流明槽恒定非均匀流明槽非恒定非均匀流明槽非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。
明槽非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。
（2） 明槽梯形断面水力要素的计算公式：水面宽度 B = b +2 mh （6—1） 过水断面面积 A =（b + mh ）h （6—2） 湿周 （6—3） 水力半径 （6—4） 式中：b 为梯形断面底宽，m 为梯形断面边坡系数，h 为梯形断面水深。
（3）当渠道的断面形状和尺寸沿流程不变的长直渠道我们称为棱柱体渠道。
（4）掌握明渠底坡的定义，明渠有三种底坡：正坡（i ＞0）平坡（i =0）和逆坡（i ＜0。
6.2明槽均匀流特性和计算公式（1）明槽均匀流的特征：a ）均匀流过水断面的形状、尺寸沿流程不变，特别是水深h 沿程不变，这个水深也称为正常水深。
b ）过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变。
212m h b x ++=212)(m h b h mh b x A R +++==c ）总水头线坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，J = J s = I 。
即水流的总水头线、水面线和渠底线三条线平行。
从力学意义上来说：均匀流在水流方向上的重力分量必须与渠道边界的摩擦阻力相等才能形成均匀流。
水力学1第二次作业 (3)
= 29.30l / s Q2 = K 2
hf 2 l2
= 20.7l / s
根பைடு நூலகம்连续性方程
QC = QD + qlCD = 50l / s
QAB = QC + qB = 95l / s
h fCD lCD = 2 (QD + 0.55qlCD ) 2 = 3.43m K
对AB段,d AB = 250mm, 查表得K AB = 618.5L / S
Q2 Z= = 0.82m 2 ( c A) × 2 g
4-5 用水泵提水灌溉,水池水面高程▽179.5m, 用水泵提水灌溉,水池水面高程▽ , 河面水位▽ 河面水位▽155.0m;吸水管为长 ,直径 ;吸水管为长4m, 200mm的钢管,设有带底阀的莲蓬头及 °弯头 的钢管, 的钢管 设有带底阀的莲蓬头及45° 一个.压力水管为长50m,直径 的钢管, 一个.压力水管为长 ,直径150mm的钢管, 的钢管 设有逆止阀( ),闸阀 ),45° 设有逆止阀(ζ=1.7),闸阀(ζ=0.1), °的 ),闸阀( ), 弯头各一个,机组效率为80%;已知流量为 弯头各一个,机组效率为 ; 50000cm3/s,问要求水泵有多大扬程? ,问要求水泵有多大扬程?
k1 = 1.06
k2 =1.05
水泵出水口A点的压强水头为 水泵出水口 点的压强水头为
p A pD HA = = + k1h f1 + k 2 h f 2 + h f 3 ρg ρg
= 4 + 1.06 × 2.69 + 1.05 × 4.06 + 10.4 = 21.5m水柱高
4—8 水塔供水的管道上有并联管道 及2,如图所示.管 水塔供水的管道上有并联管道1及 ,如图所示. 道为铸铁管,水自D点出流时 要求服务水头Hz为 , 点出流时, 道为铸铁管,水自 点出流时,要求服务水头 为8m, 其流量Q 点出流量q 其流量 D为20 l /s;在B点出流量 B为45 l /s;CD段为沿 ; 点出流量 ; 段为沿 程均匀泄流管道,单位长度上的沿程泄流量q为 程均匀泄流管道,单位长度上的沿程泄流量 为 100cm3/s-m,管长 CD为300m,管径 CD为200mm;管 ,管长l ,管径d ; 长l1为350m,管径 1为150mm;管长 2为700m,管径 2 ,管径d ;管长l ,管径d 为150mm;总管长 AB为500m,管径 AB为250mm;D点 ;总管长l ,管径d ; 点 高程▽ 高程▽为100.0m.试决定并联管道内流量分配,并计算 . 决定并联管道内流量分配, 水塔的水面高程. 水塔的水面高程.
各类渠道或管道糙率表
河道顺直通畅，河槽稳定பைடு நூலகம்河床质为砂夹卵石，单式断面，平均水深 0.020～0.025 在2米以上 河段有缓湾，有沙洲，河床质为砂卵石，一般颗粒较大，河岸多石 质，断面不够规整，平均水深在2米以上 0.025～0.030
河段弯曲，有沙洲，河床质为大砂石或有少量灌木，河岸多石质，断 0.030～0.040 面很不规整，平均水深在2米以下的地浅滩 灌木杂草丛生，或为数目高棵庄家，复式河道的滩地，平均水深1.5米 0.040～0.067 以下
各类渠道或管道糙率表 渠道表面特征 抹光的水泥抹面 光滑的砼护面 粗糙的砼护面 紧密黄土或细砾土渠，有薄淤泥层 紧密粘土、黄土、壤土的渠道，养护条件 在中等以上的渠道" 紧密砾石铺面、紧密壤土渠，有薄淤泥 层，开凿的很好的岩石渠道 良好的干砌石渠道，养护条件中等的土渠 养护条件低于一般标准的土渠 条件较差的土渠（如有的地方有水草，渠 底有卵、砾石、局部岸坡崩塌） 条件很恶劣的渠道（如断面不规则等） 条件异常恶劣的渠道（如有塌岸石块等） 天然河道河床特征 河段顺直通畅，河床质为细砂土，单式断面，平均水深在2米以上 糙率n 0.012 0.015 0.017 0.018 0.02 0.0225 0.025 0.0275 0.03 0.035 0.04 糙率n 0.017～0.020 管道 新铸铁管 旧铸铁管 石棉水泥管 钢管 钢筋砼管 糙率n 0.013-0.014 0.014-0.035 0.012-0.014 0.012 0.014
珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞糙率取值范围研究
第4期2021年4月广东水利水电G U A N G D O N G WA T E R R E S O U R C E S A N D H Y D R O P OW E RN o .4A pr .2021珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞糙率取值范围研究秦晓川(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广东广州 510635)摘 要:珠江三角洲水资源配置工程采用泵压输水,长期运行后隧洞内壁受淡水壳菜生长附着影响,过水断面减小,糙率和水头损失增加,在保证设计流量前提下,要求泵组扬程加大,这种由生物生长产生的动态糙率,将对泵组选型产生影响,如何在设计之初确定糙率变化范围,在缺少先例的情况下,需要对输水隧洞的检修条件㊁长度㊁是否有压流等方面综合研究确定㊂关键词:输水隧洞;糙率范围;淡水壳菜中图分类号:T V 672+.1 文献标识码:B 文章编号:1008-0112(2021)04-0031-04收稿日期:2021-01-10;修回日期:2021-02-04基金项目:广东省水利科技创新项目(编号:2015-03)㊂作者简介:秦晓川(1978-),男,本科,高级工程师,从事水利工程设计工作㊂1 工程背景珠江三角洲水资源配置工程输水线路总长为131.2k m ,取水点为佛山市顺德区杏坛镇西江干流中央的鲤鱼洲岛端部,设有3级泵站,其中第一级鲤鱼洲取水泵站 高新沙水库段双线压力输水隧洞长为41k m ,采用D 6.0m 盾构隧洞内衬D N 4.8m 钢管的结构形式㊂泵站前池和交水点水库设计水位分别是0.39m 和4.2m ,几何高差为3.81m ,本工程设计流量为80m 3/s ,最小流量为20m 3/s,按照管道糙率n =0.014计算,设计扬程为42.2m ,隧洞沿程水头损失占总扬程的比例为91.0%㊂小流量和小糙率情况下,最小扬程为10.7m ,因此,隧洞糙率的变化将对泵站设计扬程产生很大影响,该段线路压力坡度线示意见图1㊂第二级泵站高新沙水库 东莞沙溪分水口段单线压力输水隧洞长为28.3k m ,采用D 8.3m 盾构隧洞内衬D 6.4m 预应力混凝土结构形式,泵站前池和沙溪分水口水位分别是4.2m 和44.75m ,几何高差为40.55m ,设计流量Q =60m 3/s,按照管道糙率n =0.014计算,设计扬程为55.5m ,隧洞沿程水头损失占总扬程的比例为26.9%㊂图1 压力输水隧洞压力坡度线示意由于南方地区输水管道中普遍容易附着生长一种淡水壳菜(俗称沼蛤,别名 死不了 或 死不丢 ),导致管道糙率在运行初期和运行一段时间后发生变化,淡水壳菜1a 有3次繁殖,每次繁殖有2个高峰,1a有6个繁殖高峰,幼虫的生长速度大约2mm/月㊂当前采用的防治方法有过滤㊁防生物涂料㊁机械清除㊁化学杀灭等手段,但都存在弊端,效果有限或成本较大,现状研究成果存在以下不足之处:一是目前研究投入及采用的技术手段较为有限,尚未找到能推广应用的有效防治方法,尤其在供水工程中更没有成功案例;二是大部分研究是针对小流量工程进行,其成果㊃13㊃即使成功也可能无法在大流量供水工程中实施或应用;三是相关研究没有结合长距离输水建筑物的经济效益㊁砼(钢)结构安全保护㊁水质安全等需求进行,实用性不强㊂特别是针对长距离大流量输水工程的生物附着目前没有根本的解决办法㊂经过多年的试验表明,淡水壳菜无论对输水钢管还是混凝土管,或者对于涂有普通防腐涂料的管道,均会大面积附着生长,因此,本工程对于鲤鱼洲一级泵站和高新沙二级泵站等输水隧洞,均要考虑输水隧洞的糙率范围㊂由于本工程每年只有1次1个月的检修期,取水泵站必然要面对输水隧洞糙率变化导致的扬程变化问题㊂如果机组选择不当,在每年的后期,有可能使机组处于非最优运行工况,甚至影响供水能力㊂由于输水隧洞距离长,工作区间即相邻工作井之间的距离长达3.5k m,人员进出和长时间管道内作业存在诸多困难,在每年的清理期很难完全清除干净,所以需要在设计之初从泵组设备选型上考虑输水隧洞动态糙率的影响㊂2糙率取值范围考虑到管道内壁随着运行时间的增加和淡水壳菜的繁殖[1-2],管道糙率会逐步增加;经过停水检修期,附着在隧洞内壁的淡水壳菜死亡和脱落,人工对管道内淡水壳菜清理后管道糙率又恢复到或接近最初的糙率,管道糙率需按一定范围进行选择㊂目前规范和有关论文里针对长距离输水工程的糙率范围研究主要是基于施工工艺㊁测量和管材[3-4],针对生物生长的动态糙率未能引起足够的重视㊂对于输水隧洞的最小糙率n m i n,本工程输水隧洞内衬钢管采用熔结环氧粉末作为防腐层,由于涂层非常光滑,根据‘室外给水设计规范“,按照涂塑钢管,糙率最小取n=0.010㊂实际涂层施工后的初期运行工况下,糙率会低于0.010,这就要求系统具有弹性,在更低糙率下,同样能保证系统稳定运行㊂对于输水隧洞的最大糙率n m a x,即输水隧洞设计糙率n,由于当前没有现成的方法计算淡水壳菜繁殖后的输水管道糙率,只能依据现有同类工程经验假定淡水壳菜繁殖后的管道糙率㊂在机组选型过程中,最大糙率如果考虑不足,导致将来整个工程供水量达不到设计规模,严重影响工程效益;选取的隧洞设计糙率越大,意味着隧洞经济洞径和泵站设计扬程增加,会增加工程的建设费用;选取的最大糙率过大,如果实际运行时远远达不到,机组长期运行工况点不在最优点,效率降低,则造成浪费㊂设计糙率与最低糙率范围太大,可能会导致同一种机型无法满足扬程变幅需要,需要配置多种泵型,一方面厂房面积增加,土建和机组设备投资也会增加,另一方面,不同类型机组给运行管理维护带来一定的困难㊂因此,从经济和管理角度考虑,管道设计糙率变化应尽可能选择在合理范围内㊂研究团队结合广东省水利科技创新项目 输水工程水生物侵蚀防治技术研究 的科研成果,调研了多个引水工程,包括本工程取水口附近的右滩水厂㊁均安水厂,广州市南洲水厂原水输水管工程㊁东深供水改造工程㊁广州蓄能水电厂引水管道㊁深圳市供水系统㊁深圳市东江引水工程等㊂广州市南洲水厂原水输水管,某次测量得出水量下降3.05%,泵站出口压力上升2.77%,推算糙率上升约4.2%~5%[5-6];深圳市东江水源工程连续2~3a不清洗管涵,淡水壳菜成体充分生长并将缩减有效管径的5%[7],推算糙率上升约15.4%;据了解,上海某原水工程隧洞糙率也一度达到了0.018~0.022,高出设计糙率(n=0.015)约22% ~39%;东深供水改造工程司马双孔有压箱涵设计糙率为0.015,冯文涛根据东深供水工程监测数据,反算出2011年1 11月司马箱涵等效糙率为0.0137~ 0.0159,随着运行时间的增加,预测司马箱涵年中不清理淡水壳菜的情况会增加至0.0175以上[8];李代茂等于2004年11月 2005年11月在东深供水工程太园反虹涵段进行了水力试验,结果显示不同月份的糙率变化较大,最小值为0.0114,最大值为0.0167[9]㊂通过对淡水壳菜的有关特性进行研究表明,淡水壳菜以水体中的有机质颗粒为食,需要消耗水体中的氧气,具有显著的趋暗性[10]㊂由于输水管道中有机质㊁氧气等淡水壳菜生长要素的含量随管道长度递减,淡水壳菜附着密度也随距离发生变化㊂通过对深圳东江水源工程和东深供水改造工程沿线淡水壳菜统计发现,前者淡水壳菜主要分布在距离取水口10k m之内的输水管道中[11],后者主要集中在倒虹吸和压力箱涵中,如距离桥头镇太园泵站取水口200m的太园反虹涵,距离取水口600m的潼湖反虹涵,直至距离取水口7.34k m的司马有压箱涵,生长厚度为1~3c m,㊃23㊃2021年4月第4期秦晓川:珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞糙率取值范围研究N o.4 A p r.2021局部聚集处达4~5c m厚㊂其余53k m的明槽㊁渡槽等光线充足的地方以及压力箱涵均生长很少或没有生长[12]㊂本工程鲤鱼洲取水泵站后压力管道长40k m,根据前述工程,通过假定淡水壳菜生长厚度为2c m,根据雷诺数R e和绝对粗糙度Δ=2c m,由尼古拉兹公式计算水力粗糙区沿程水头损失系数λ=0.0287,根据相对粗糙度Δ/d=0.004查莫迪图所得结果一致,再试算出相当于糙率n=0.0198㊂因此,对于前段10k m隧洞糙率上升到最高0.0198,其余段生长相对较少,糙率取0.013,水头损失基本相当于全线糙率为n=0.014㊂因此,通过以上对同类工程局部最大糙率和综合整条管道的淡水壳菜繁殖分布情况来考虑,确定本工程鲤鱼洲至高新沙段输水隧洞基本糙率为0.012,最低糙率为0.010,设计糙率为0.014,将n =0.015作为系统最大糙率进行校核,即机组要保证在最大糙率的扬程下,仍然能够基本满足设计规模的抽水流量㊂3对机组选型和运行的影响鲤鱼洲取水泵站计入糙率变化后(n=0.010~ 0.014)管道糙率与扬程关系见表1㊂表1管道糙率与扬程关系糙率设计扬程/m扬程增幅/%0.01232.600.01336.812.80.01442.229.40.01546.442.30.01651.858.9水头损失占机组扬程比例/%88~93按高糙率下的扬程选机,管道糙率与机组功率关系见表2,机组功率增加16.67~37.5%,设备投资增加4.01%~12.79%㊂当满足最大糙率n=0.015时,设备增加投资仅占泵站总投资的1.244%,影响很小㊂因此,按高糙率选型虽然水泵的功率增加了,但投资增加有限㊂为适应低糙率情况下的运行需要,需为水泵设置变频装置,降速至约87%,按照水泵性能曲线,变频后的运行功率和运行效率与按基本糙率n=0.012选型基本一致,对运行费用无影响,只是存在一些变频器自身的损耗㊂同时,当管道糙率继续上升至0.015后,根据水泵曲线,设计流量稍有下降,在工程允许范围内,仍然满足工程供水需要㊂表2管道糙率与机组功率关系糙率设计扬程/m设计流量/(m3/s)机组功率比n=0.012增加/%设备投资增加/%变频降速范围/%0.01232.60.01442.20.01546.40.01652.040///16.674.01降速至75~8028.575.69降速至80~8537.512.79降速至85~90 4利用工程措施解决小糙率机组扬程问题在极端工况下,取水口最高运行水位7.78m和末端水库最低水位-1.7m,管道在最小糙率情况下,机组扬程为0m,大大低于目前国内外该种立式离心泵的扬程变幅范围,必须采用工程措施解决㊂通常的做法是在泵站出口增加高位水池,即,将机组的最小扬程限制在一个固定值㊂而高位水池的设置会带来至少2个方面问题:一是增加了小糙率的运行电费;二是小糙率情况下,溢流堰会跌水,将掺气带入隧洞,给运行带来隐患㊂因此,本工程在鲤鱼洲泵站后设置高位水池,通过水力模型试验显示,高位水池的内径尽量大,以便降低池内水流通过的流速,减少掺气潜入输水隧洞数量,增加水池直径,投资会增加,大直径高耸水池采用预应力混凝土结构,也会带来施工不便,因此,应尽可能降低溢流堰与最低水位之间的高差,要求机组的扬程范围尽量宽㊂本工程在水泵和电机招标中,所选中的机组最低可降速至50%额定转速,根据这个范围,取水口水位最高7.78m时,水泵最低扬程为10.7m㊂堰顶高程根据机组适应性降至18m,最大落差降低为14m,最终确定高位水池直径由为24m,同时,在溢流堰高程上,布置特殊结构的整流格栅,很好地解决了高位水池掺气问题㊂5结语1)通过对输水工程中的淡水壳菜调查㊁研究,认为在珠三角水资源配置工程中,将管道设计糙率适当提高,以应付淡水壳菜附着于管道内壁造成的水头损失增加㊂通过对已建工程的糙率反演分析,以及根据本工程特点,将隧洞糙率区间确定为n=0.010~㊃33㊃2021年4月第4期广东水利水电N o.4 A p r.20210.014,并将n=0.012作为基本糙率进行方案比较,将n=0.014作为机组设计点,将n=0.015作为最大糙率来进行系统校核,相对于n=0.012固定糙率情况下,鲤鱼洲取水泵站机组功率和投资增加,但对投资影响和泵站运行费用影响很小,即使长期运行于低糙率,对能耗也无影响㊂从提高工程的抗风险能力方面考虑,按高管道糙率系数进行机组选型是必要的㊂2)长距离输水工程的水生物防治研究也越来越受到重视,2015年度广东省水利科技创新项目 输水工程水生物侵蚀防治技术研究 ,主要是通过现场验证的方式来筛选效果好的防淡水壳菜附着的涂料,从目前试验情况看,低表面能(憎水型)涂料和专门的防贝涂料有效果,效果最好的是仿生涂料,但考虑到淡水壳菜的选择性特性,需要继续跟踪验证涂料的长期防贝效果及物理耐久性㊂3)随着科技的发展,水下机器人可以在线进行洞壁附着生物的清理[13],将为节约整个输水系统的能耗做出贡献㊂参考文献:[1]田勇,张爱静,王树磊,等.输水工程中淡水壳菜生物污损影响及防治对策研究[J].水生态学杂志,2020,41(1):110-116.[2]杨永民,潘志权,蔡杰龙,等.淡水壳菜对大型输水工程混凝土表面侵蚀及防护措施研究[J].广东水利水电,2018(2):50-56.[3]任强.跨流域调水工程输水建筑物糙率研究[J].水利规划与设计,2010(3):43-45.[4]孙万功.输水管道设计中的糙率选取问题研究[J].太原理工大学学报,2003,34(3):371-371.[5]刘哲,陈朝湘,吴婉华,等.次氯酸钠消毒和水力冲刷在去除输水管道中淡水壳菜的应用[C]ʊ技术学会水工业电工专委会年会暨技术交流会,2015.[6]洪洁.输水管道中淡水壳菜的危害特性及控制措施研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.[7]李名进,苏学敏.长距离输水管涵贝类生长成因分析及防除对策[J].人民珠江,2007(3):29-30,34. [8]冯文涛.淡水壳菜对东深供水工程司马有压箱涵糙率影响分析[J].甘肃水利水电技术,2016,52(4):10-13. [9]李代茂.淡水壳菜对输水建筑物输水能力的影响研究[J].给水排水,2009,35(S1):94-96.[10]刘冬梅.输水管道中淡水壳菜控制理论研究[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2014.[11]叶宝民,曹小武,徐梦珍,等.沼蛤对长距离输水工程入侵调查研究[J].给水排水,2011,37(7):99-103. [12]潘志权.输水建筑物内壁砼面保护及淡水壳菜防治研究报告[R].深圳:广东粤港供水有限公司,2012. [13]陈耀闽.水下机器人检查在跨海供水管道工程中的应用[J].福建水力发电,2020,67(1):14-15,26.(本文责任编辑马克俊)S t u d y o n t h e V a l u e R a n g e o f R o u g h n e s s o f W a t e r C o n v e y a n c e T u n n e li n t h e P e a r l R i v e r D e l t a W a t e r R e s o u r c e s A l l o c a t i o n P r o j e c tQ I N X i a o c h u a n(G u a n g d o n g H y d r o p o w e r P l a n n i n g a n d D e s i g n I n s t i t u t e C o.,L t d,G u a n g z h o u510635,C h i n a)A b s t r a c t:W a t e r r e s o u r c e s a l l o c a t i o n p r o j e c t o f t h e p e a r l r i v e r d e l t a b y p u m p i n g w a t e r,a f t e r t h e l o n g r u n n i n g t u n n e l w a l l a f f e c t e d b y f r e s h w a t e r m o u l e a d h e s i o n,w a t e r c r o s s s e c t i o n i s r e d u c e d,r o u g h n e s s a n d h e a d l o s s i n c r e a s e,u n d e r t h e p r e m i s e t h a t g u a r a n t e e s t h e d e s i g n d i s c h a r g e,i n c r e a s i n g r e q u i r e m e n t s p u m p g r o u p h e a d,t h i s k i n d o f d y n a m i c r o u g h n e s s p r o d u c e d b y b i o l o g i c a l g r o w t h,w i l l a f f e c t t h e p u m p g r o u p s e l e c t i o n,h o w t o d e t e r m i n e t h e s c o p e o f t h e r o u g h n e s s c h a n g e e a r l y i n t h e d e s i g n,i n t h e c a s e o f l a c k o f p r e c e d e n t,n e e d c o m p r e h e n s i v e r e s e a r c h.K e y w o r d s:w a t e r c o n v e y a n c e t u n n e l;r o u g h n e s s r a n g e;l i m n o p e r n a f o r t u n e i㊃43㊃2021年4月第4期秦晓川:珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞糙率取值范围研究N o.4 A p r.2021。
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注：1.表中均列有三个方面的影响因素，河道糙率是三个方面因素和综合作用结果。如实际情况与 本表组合有变化时，糙率值应适当变化。2.本表只适用于稳定河道。对于含沙量大的且冲淤变化较 严重的沙质河床，由于糙率值具有特殊性，而本表位能包括其特殊性，因此不宜使用本表。3.表 （1）中第Ⅵ类糙率值很大，已超出了一般河道的糙率值，这种河段的水流实质上已为非均匀流， 所列的糙率值已包含了局部损失在内。由于所依据的糙率资料较少，在次使用此表时应予以注意。 4.影响滩地糙率很主要的一个影响因素是植物，植物对水流的影响随水深与植物高度比有着密切的 关系，表中没有反映此种关系，在应用时应注意。
天然河道糙率表—滩地 类型 滩地特征描述 平纵横形态 床质 植被 糙率n（曼宁公式) 变化幅度 0.026-0.038 平均值 0.030
Ⅰ
平面顺直，纵断平顺， 土，沙质， 基本上无植物或为已收 横断整齐 淤泥 割的麦地
Ⅱ
平面，纵面，横面顺直 土，沙质 整齐
稀疏杂草，杂树或矮小 农作物
0.030-0.050
0.040
Ⅲ
砂砾，卵石 平面，纵面，横面尚且 稀疏杂草，小杂树，或 滩或为土， 顺直整齐 高秆作物 沙质 上下游有缓弯，纵面横 面尚且平坦，但有束水 土，沙质 作用，水流不通畅 平面不通畅，纵面横面 土，沙质 起伏不平 平面尚且顺直，纵面横 面起伏不平，有洼地， 土，沙质 土埂等 平面不通畅，纵面横面 起伏不平，有洼地，土 土，沙质 埂等 平面不通畅，纵面横面 起伏不平，有洼地，土 土，沙质 埂阻塞物 种有农作物，或有稀疏 树林
0.040-0.060
0.050
Ⅳ
0.050-0.070
0.060
Ⅴ
杂草，杂树，或为水稻 田
0.060-0.090
0.075
Ⅵ
长满中密的杂草及农作 物
0.080-0.120
0.100
Ⅶ
3/4茂密的杂草，灌木
Байду номын сангаас
0.100-0.160
0.130
Ⅷ
全断面有稠密的植被， 芦柴或其他植物
0.160-0.200
0.180