梯形明渠均匀流标准计算书
七章明渠均匀流ppt课件
0.24n 0.24 0.03
Q k i 76.55 0.0005 1.71m3 / s
§ 7-3 明渠水力最优断面和允许流速 §7-3 明渠水力最优断面和允许流速
1、水力最优断面
Q Ac Ri Q f i, n,断面形状，尺寸
水力最优断面：当 i、n 及 A 大小一定时，使渠道能通过的
A 为相应于正常水深 h 时的过水断面面积
正常水深（h0）：明渠均匀流的水深，沿程不变的水深。
在明渠均匀流中，断面尺寸和n一定， k f h
h0 f 断面尺寸, n,Q,i
对某一给定的渠道，则有 Q f h0
⑴曼宁公式（爱尔兰）
V
1
21
R3J 2
n
C
1
1
R6
n
§ 7-2 明渠均匀流的计算公式
§ 7-4 明渠均匀流水力计算的基本问题
解： Q Ac Ri k i
k Q 40 2305 m3 / s
i 0.0003
5
又 k Ac
R
A
1 n
1
R6
1 R 2
A
R
2 3
n
A3
2
n 3
A b mhh b 1.5 2.65 2.65 b 3.97 2.65
b 2h 1 m2 b 2 2.65 11.52 b 9.54
i z 0.5 0.0005 L 1000
A b mhh 3 1.5 0.8 0.8 3.36m2
b 2 1 m2 h 3 20.8 11.52 5.88m
第五章 明渠恒定均匀流
n Q ? AC Ri
.
假设一系列的水深 h，计算值列于下
h (m)
2.0 2.2 2.4
A (m2)
22.4 25.3 28.3
χ (m)
15.4 16.1 16.8
R (m)
1.5 1.6 1.7
根据上表的数据绘制Q～h曲线，如下
40
C (m0.5 /s)
88.7 89.8 90.9
Q ? Av ? 5.05? 1.32 ? 6.65m3 / s
.
5-4 一梯形混凝土渠道，按均匀流设计。已知 Q为35m3/s，b 为8.2m，m为1.5，n为0.012及i为0.00012，求h（用试算— —图解法和查图法分别计算）。
解：(1)试算 — —图解法 计算公式如下： A ? (b ? mh )h ? ? b ? 2h 1? m2 R? A
.
（2）用查图法求b
K ? Q ? 800 ? 61900
i
1
6000
h 2.67 ?
6 2.67
? 0 .0 7 7
n K 0 .0 2 5 ? 6 1 9 0 0
m ? 3查 附 表 I,得
h ? 0 .0 8 5 b 故 b ? h ? 6 ? 71m
0 .0 8 5 0 .0 8 5
校核渠道中的流速 取 b ? 71 m
? ? 1,则
4
1
R? ? 4.94 ? 1.49 则V ? R? ? 0.95 ? 1.49 ? 0.95 ? 1.41m/ s 显然，v ? 1.5m/ s大于v`? 1.41m / s,故不满足 冲刷要求，需要修改设计。
.
5-9 韶山灌区，某渡槽全长588m，矩形断面，钢筋混凝土 槽身，n为0.014，通过设计流量Q为25.6m3/s时，水面宽b
梯形U型渠道水力计算
湿周：
r (1
90
)
2h2 cos
水力半径： 谢才系数：
R
C 1 n
A
R
过水断面面积A 湿周 2.2 1.39 1.5 0.77
3.17 2.41
水力半径R 谢才系数C 过流能力Q 0.44 58.09 0.75 0.32 55.16 0.44
名称 斗渠 农渠 糙率n 0.015 0.015 比降 倾斜角a 0.000333 8 0.0005 8
Q AC
Ri
A ( b mh 0 ) h 0
b 2 h0 1 m
R
C
2
A
1 n
1
R
6
圆弧半径r/m 0.500 0.350
AC Ri
渠道深/m 0.850 0.650
名称 干渠 支渠
梯形渠道设计断面流量校核 底宽b 渠深 正常水深h0 边坡m 底坡i 糙率n 1.5 1.2 0.8 0.29 0.0002 0.015 1.2 1 0.6 0.15 0.000333333 0.015
注：渠顶超高取为0.4m
明渠均匀流公式： 过水断面面积： 湿周： 水力半径： 谢才系数：
U型渠道设计断面流量校核 渠道水深h/m 0.550 0.350
注：渠顶超高取为0.3m
渠道流量：Q
h 圆弧段高度：
1
r (1 sin )
圆弧以上水深：h
A 过水断面面积：
2
h h1
r
2
[ (1
90
0
2
) sin 2 ] h 2 ( 2 r cos h 2 tan )
第六章明渠恒定均匀流
第六章 明渠恒定均匀流6-1 有一梯形断面渠道，已知底宽b=8m，正常水深h o=2m，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.0225，底坡i=0.0002，试求断面的平均流速及其流量。
6-2 一梯形土渠，按均匀流设计。
已知水深h为1.2m，底宽b为2.4m，边坡系数m为1.5，粗糙系数n为0.025，底坡i为0.0016.求流速υ和流量Q。
6-3 某水库泄洪隧道，断面为圆形，直径d为8m，底坡i为0.002，粗糙系数n为0.014，水流为无压均匀流，当洞内水深h为6.2m时，求泄洪流量Q。
6-4 红旗渠某段长而顺直，渠道用浆砌条石筑成（n为0.028），断面为矩形，渠道按水力最佳断面设计，底宽b为8m，底坡i为1/8000，试求通过流量。
6-5 已知流量Q=3m3/s，i0=0.002，m=1.5，n=0.025，试按水力最佳断面设计梯形渠道断面尺寸。
6-6 一梯形渠道，按均匀流设计。
已知Q为23 m3/s，h为1.5m，b为10m，m为1.5及i为0.0005，求n及υ。
6-7 一引水渡槽，断面为矩形，槽宽b为1.5m，槽长l为116.5m，进口处槽底高程为52.06m，槽身壁面为净水泥抹面，水流在渠中做均匀流动。
当通过设计流量Q为7.65 m3/s时，槽中水深h应为1.7m，求渡槽底坡i及出口处槽底高程。
6-8 有一浆砌石砌护的矩形断面渠道，已知底宽b=3.2m，渠道中均匀流水深h0=1.6m，粗糙系数n=0.025，通过的流量Q=6 m3/s，，试求渠道的底坡i。
6-9 有一棱柱体渠道，断面为梯形，底宽b=7.0m，边坡m=1.5m，为收集该渠道粗糙系数n值，实测渠道流量Q=9.45 m3/s，均匀流水深h0=1.2m，流段长l=200m内的水面降落△z=0.16m，试确定该渠道的粗糙系数n。
6-10 有一土渠，断面为梯形，底宽b=5m，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.020，底坡i=0.0004，今已知渠道中的流量Q=10 m3/s，试分别用试算法和迭代法求渠道中的正常水深h。
明渠均匀流水力计算书
明渠均匀流水力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：计算目标: 计算正常水深。
设计流量Q = 0.150 m3/s，渠底比降i = 1/800，底宽（或半径）b = 0.50 m渠槽为梯形断面：左侧边坡系数m1 = 0.750，右侧边坡系数m2 = 0.750糙率n = 0.0150三、计算依据1．明渠均匀流基本计算公式：Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2R ＝ω/ χC ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率四、计算结果采用试算，拟定正常水深ho = 0.289 m进行流量计算。
过水断面面积ω= 0.208 m2，湿周χ= 1.224 m水力半径R = ω/χ= 0.208/1.224 = 0.170 m谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0150×0.1701/6 = 49.602 m0.5/s过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2= 0.208×49.602×（0.170×1/800）1/2 = 0.150 m3/s当正常水深ho = 0.289 m时，计算流量与设计流量大约相等，ho = 0.289 m即为所求。
明渠均匀流流量计算公式
0.0225 0.0250 0.0275
0.0250 0.0300 0.0250 0.0300 0.0330 0.035~0.045 0.0120 0.0140 0.0150 0.0150 0.0150 0.0170 0.0250 0.0275~0.03 0.0225
形断面)
湿周χ
水力系数 C
校核流量
26.50538 1.935 100.745 1.964 44.65222 100.00
原始数据 常数 过程数据 计算结果
Q＜1 m3/s 毛渠 支渠以下的固定渠道，渠床弯曲，养护一般 岩石 经过良好修整 经过中等修整无凸出部分 经过中等修整有凸出部分 未经修整有凸出部分 各种材料护面 抹光的水泥抹面 不抹光的水泥抹面 光滑的混凝土护面 料石砌护 砌砖护面 粗糙的混凝土护面 浆砌块石护面 干砌块石护面 卵石铺砌
糙率n值
渠道名称 电站尾水段
底宽b 20
水深h 2.3
明渠均匀流流量计算公式(梯形断面)
边坡系数 断面面积
m
A
糙率n
比降i
m2
1.00 51.29 0.025 0.001
1
m=△B/h
渠道糙率n参考值 渠道特征
Q＞25m3/s 平整顺直, 养护良好 平整顺直, 养护一般 渠床多石, 杂草丛生, 养护较差
1＜Q＜25m3/s 平整顺直, 养护良好 平整顺直, 养护一般 渠床多石, 杂草丛生, 养护较差
梯形、矩形渠道水力计算
梯形渠道断面尺寸、水深计算水深底宽边坡过水面积湿周水力半径糙率谢才系数坡比降流速流量h(m)b(m)m A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s) 0.400.30 1.000.280 1.4310.1960.025030.4760.01 1.3480.377 0.64 1.000.410 1.8100.2260.022534.6940.000250.2610.1070.600.600.500.540 1.9420.2780.012067.3270.03 6.150 3.321 0.400.500.500.280 1.3940.2010.018042.5130.03 3.3000.924 0.600.320.400.336 1.6120.2080.012064.1640.03 5.073 1.705 0.750.80 1.00 1.157 2.9150.3970.02534.2920.01 2.1607 2.5004说明：1、计算的范围为尾水（即尾0+000~尾0+017.5）。
2、计算时假设该渠水流为明渠均匀流进行水力计算。
3、该渠道的衬砌为浆砌块石衬砌，其糙率n值取为n=0.025。
水 深过水面积湿 周水力半径糙 率谢才系数底坡比降流 速流 量h(m)A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s)0.6700 1.608 3.740.42994650.022538.6117860.00120.8770 1.41030.40000.16 1.20.13333330.01259.5628140.03 3.76710.6027.0#VALUE!#VALUE!0.014#VALUE!0.0012#######VALUE!0.80000.56 2.30.24347830.01843.9006410.01 2.1662 1.21311.3800 2.208 4.360.5064220.02535.7118290.002 1.1365 2.50950.30000.090.90.10.01256.7743390.03 3.10970.27990 1.600.02500.0020.00000.00001.3770 2.2032 4.3540.50601750.02535.7070720.002 1.1359 2.50271.38002.2084.360.5064220.02535.7118290.002 1.13652.5095201882.400.401.800.70矩形渠道断面尺寸、水深计算底 宽b(m)1.601.600.301.601.60水 位湿 周水力半径糙 率比降h(m)χ(m)R(m)n I 4014 4.188810.064870.0810.0083401524.73240.6629390.0810.0083401641.99927 1.1770520.0810.0083401756.68853 1.7723470.0810.0083401860.01827 2.6099290.0810.0083401963.96554 3.3681810.0810.0083402068.29129 4.0660120.0810.0083402171.52681 4.7937480.0810.0083402274.59941 5.4991830.0810.0083402377.67202 6.1762850.0810.0083402480.744616.8282910.0810.008314.0209061270931,401561.9852860896954,4016165.499744002757,40170.0493423963017573,4014水位~流量关系795.6114.02156.643397215.447505277.673195河道流量~水位关系曲线333.978518041592,4018544.493160351384,4019795.610327806321,4020流 量Q(m 3/s)0.05A(m 2)过水面积0.27172916.39606949.435331100.471771479.724499342.881492410.235771437.541816.34551.3476792231.971437.53901810852,40221816.34129695998,40232231.96604967931,402461.99165.50333.981096.43156212984,40211096.43544.49河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线0.2780.466.90.160.2231780.040.2975713 1.1902850.12419166860325393625640高程261577.6 470332.55293136.569967 2.054854796.280.507464530.8910 2.29723770110.9594720.8916220.58413933690.4333332860.2780.552.80.790.1076410.2780.552.80.10.73392高程45128267891096110.58120.413142775 1.250.7224030.043000高程39008400 4400 5450 646.379.27416.379474723.185 4.6378.18547220 895449 1.3842694561011121315.7-0.0079614高程4567891011121314实际堆渣量可堆渣量（万m3）（万m3）1#废石场新建矿区道路下方0.490.52103024m～3034m0.21沟谷地，但坡度较陡、坡度在30°左右。
03第三章 梯形渠道均匀流计算
第三章梯形渠道均匀流计算
一、计算原理
根据华东水利学院编《水力学》（1979年版）下列公式，
Q=A………………连续方程；
A=(b+mh)h………………几何公式；
X=b+2h(1+m2)1/2………………几何公式；
v=C1/2………………谢才公式；
C=（1/n）R1/6………………满宁公式。
其中：Q ………………流量；
A………………过水面积；
X………………湿周；
b………………渠底宽度；
h………………水深；
m………………边坡系数；
v………………流速；
C………………谢才系数；
R………………水力半径；
i………………渠道底坡；
n………………渠道糙率。
实际计算时，根据已知条件的不同，常有四种求解要求，即计算流量、计算底坡、计算水深、计算底宽。
本软件即根据这四种要求，分别做了程序
设计。
二、使用方法
以计算流量为例，其它计算项目与计算流量操作方法类似。
用鼠标选取“水力计算”菜单栏的“梯形渠道均匀流计算流量”菜单项，弹出如下图3-1所示的对话框，在对话框中输入渠道底宽、渠道水深、边坡系数、渠道底坡、渠道糙率等有关参数，点“计算”按钮，系统立即在该对话框的“计算结果”栏中，显示出过水面积、计算流量等结果。
点“取消”按钮，可关闭对话框。
图3-1 梯形渠道均匀流计算流量对话框。
水力学-第5章 明渠恒定均匀流
R/m 1.625 1.866 2.090 2.310
C /( m
1/2
/ s)
Q AC
Ri /( m / s )
42.6 59.3 78.6 100.9
3
21.25 27.00 33.25 40.00
44.5 45.5 46.5 47.0
由上表绘出 h ~ Q 曲线。从曲线查得： 当 Q =70 m3/s 时，h = 3.3 m 。
5
nK
3 8 1 h 3 h m b b
根据上式就可绘出另一组曲线
h b
～
b
2 .6 7
（见附图II）
nK
现应用附图 II 解本例，
K Q i 70 m / s 1 800
3
1980 m / s
3
b
2 . 67
(6 m )
2 . 67 3
第五章
5.5
明渠恒定均匀流
明渠均匀流的水力计算
对于梯形渠道，各水力要素间存在着下列函数关系:
Q AC
Ri f ( m , b , h , i , n )
主要有下列几种类型：
一、已知渠道的断面尺寸b、m、h及底坡i、粗糙 系数n，求通过的流量（或流速）。 二、已知渠道的设计流量Q、底坡i、底宽b、边坡 系数m和粗糙系数n，求水深h。 三、已知渠道的设计流量Q、底坡i、水深h、边坡 系数m及粗糙系数n，求渠道底宽b。 四、已知渠道的设计流量Q，水深h、底宽b、粗糙 系数n及边坡系数m，求底坡i。 五、已知流量Q、流速v、底坡i、粗糙系数n和边 坡系数m，要求设计渠道断面尺寸。
i
（1）试算～图解法
可假设一系列 h 值，代入上式计算相应的 Q 值，并 绘成 h ~ Q曲线，然后根据已知流量，在曲线上即可查 出要求的 h 值。
梯形明渠水力最优断面尺寸计算书
具体计算过程如下:
渠道底部宽度b =β×h = 0.828×0.930 = 0.770m
断面面积：ห้องสมุดไป่ตู้
A = b×h+(m1+m2)/2.0×h×h
= 0.770×0.930+(1.00+1.00)/2.0×0.930×0.930 = 1.581m2
= 1.581×39.119×(0.465×0.00500)0.5= 2.983m3/s
三、计算结果：
所以，正常水深计算值h = 0.930m
渠道底部宽度b =β×h = 0.828×0.930 = 0.770m
平均流速：
渠道湿xx：
X = b+h×[(1+m1×m1)0.5+(1+m2×m2)0.5]
= 0.770+0.930×[(1+1.00×1.00)0.5+(1+1.00×1.00)0.5] = 3.401m
水力半径：
xx系数：
C = 1/n×R(xx公式)
代入上式：
×0.465= 39.119
计算流量：
Q1 = A×C×(R×i)0.5
渠底坡度：
i = 0.00500
二、计算过程：
水力最优断面的宽深比：
β= (1+m1×m1)0.5+(1+m2×m2)0.5-m1-m2 = 0.828程序采用试算法求解，正常水深h从0.1米开始以0.01米的步长递增取值。
通过程序试算，当h = 0.930m时，计算流量Q1 = 2.983m3/s
梯形
项目名称_______日期_______
02 明渠均匀流断面尺寸设计
专题2. 明渠均匀流断面尺寸设计梯形渠道在工程中应用广泛，梯形断面的水力计算在实际工作中使用频繁。
图2-1 梯形断面图()A b mh h =+ (式2-1)221b h m χ=++ (式2-2)AR χ= (式2-3)1/61C R n= (式2-4) 我们将以上公式其代入谢才公式，并整理得 []5/32/31/222/3()(21)b mh h A i Q CA Ri R i n n b h m +===++ (式2-5) 由式2-4可知，流量Q 可表示为其他参数的函数(,,,,)Q f b m h m i = (式2-6)由上式可以看出，流量Q 与断面尺寸b ，m ，h 具有一定的函数关系。
粗糙系数n 主要决定与渠道材料，边坡系数m 主要决定于土质，渠道流量Q 是根据其所承担的输水任务确定的。
因此，在已知流量和渠道底坡的情况下，可根据土实际情况，设计渠道的横断面尺寸。
梯形渠道断面尺寸设计的任务主要包括以下几个方面：（1）已知流量Q 、渠道底坡i 、边坡系数m 、渠道糙率n 、渠道底宽b 的条件下，计算正常水深h 0。
（2）已知流量Q 、渠道底坡i 、边坡系数m 、渠道糙率n 、正常水深h 0的条件下，计算渠道底宽b 。
（3）已知流量Q 、渠道底坡i 、边坡系数m 、渠道糙率n 和渠道宽深比β，计算渠道的底宽b 和正常水深h 0。
（4）已知流量Q 、渠道底坡i 、边坡系数m 、渠道糙率n ，设计水力最佳断面。
【工程任务】某土渠拟设计成梯形断面，采用浆砌块石衬砌，已知设计流量Q=17m 3/s ，底宽b=4m 。
根据地形地质情况，底坡i 取1/2500，边坡系数m 取2.0，试按明渠均匀流设计渠道的正常水深h 0。
【分析与计算】1. 试算法求解这是一个典型的计算梯形断面正常水深的问题。
由式子2-4可知，当Q 、m 、i 、n 、b 已知时，由谢才公式整理得到一个关于最高次幂为8/3的h 多项式，不易求解h 的解，应用试算法求解。
明渠均匀流水力计算书
明渠均匀流水力计算书
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、示意图：
二、基本设计资料
1．依据规范及参考书目：
武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）
中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：
计算目标: 计算流量。
正常水深ho = 3.20 m，渠底比降i = 1/7000，底宽（或半径）b = 1.50 m
渠槽为梯形断面：
左侧边坡系数m1 = 2.500，右侧边坡系数m2 = 2.500
糙率n = 0.0250
三、计算依据
1．明渠均匀流基本计算公式：
Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2
R ＝ω/ χ
C ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）
以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；
χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率
四、计算结果
过水断面面积ω= 30.400 m2，湿周χ= 18.733 m
水力半径R = ω/χ= 30.400/18.733 = 1.623 m
谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0250×1.6231/6 = 43.362 m0.5/s
过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2
= 30.400×43.362×（1.623×1/7000）1/2 = 20.071 m3/s。
水力学-第五章明渠恒定均匀流
v
56
第五章 明渠恒定均匀流
5.6粗糙度不同的明渠及复式断面明渠的水力 计算 一、断面周界上粗糙度不同的明渠均匀流的水 力计算
当明渠的渠底和渠壁采用不同材料时，粗糙系数 会沿湿周发生变化，这种渠道称为非均质渠道。 非均质渠道的水力计算通常按均质渠道的方法处 理，求得等效的粗糙系数 n
57
第五章 明渠恒定均匀流
26
1、不冲流速 渠道中的流速 v应小于不冲允许流速 v ，以保证渠
道免遭冲刷。不冲允许流速 v 与渠道建筑材料的物理
特性(如上渠中土壤的种类、级配情况、密实程度等)和 渠道水深有关。
27
28
2、不淤流速 渠道中的流速 v应大于不淤流速 v ，以保证水流中
悬浮的泥沙不淤积在渠槽中。不淤流速 v 与水流条件
18
第五章 明渠恒定均匀流
5.4 水力最佳断面及允许流速
把曼宁公式代入明渠均匀流的基本公式可得：
19
讨论：
1）具有水力最佳断面的明渠均匀流，当i，n， A 给定时，水力半径R 最大，即湿周 最小的
断面能通过最大的流量。
2）i，n，A 给定时，湿周 最小的断面是
圆形断面，因为半圆形的过水断面断面与圆形 断面的水力半径相同，所以，在明渠的各种断 面形状中，半圆形断面是水力最佳的。
39
40
41
5/3
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8/3
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47
3. 已知渠道的设计流量Q，底坡i，水深h， 边坡系数m和粗糙系数n，求底宽b 。
这一类问题的计算方法，与前一类求h的方 法类似，也是采用试算—图解法或查图法。
例5.4某灌溉渠道上有一渡槽，
拟采用混凝土(用刮泥刀做平)
水力学2(28)
Q 40 K 设= = = 2309.4m 3 /s i 0.0003 再假设三、四个适当的b 代入上（ 再假设三、四个适当的b值，代入上（b）式右端求得相应的 见下计算表），并绘制K=f(b)曲线。 ），并绘制K=f(b)曲线 K值（见下计算表），并绘制K=f(b)曲线。
最后由K /s，点入图中查得b=10.2m b=10.2m。 最后由K设=2309.4m3/s，点入图中查得b=10.2m。即所求的 底宽b=10.2m b=10.2m。 底宽b=10.2m。
可见，若将已知的 与 代入上式 则可由上式解得b值 代入上式， 可见，若将已知的Q与i代入上式，则可由上式解得 值。由 于上式为一高次方程，直接求解b值是很困难的 值是很困难的。 于上式为一高次方程，直接求解 值是很困难的。现采用图解法 求解如下： 求解如下： 首先将已知的Q与 值代入上 值代入上（ ） 首先将已知的 与i值代入上（b）式左端求得
当给定了h 当给定了h0或b后，则 K =
Q = f(b) 或 i
求得设计流量模数
关系式求得相应的K值（假设的b值不必过多，只需使求得的K 关系式求得相应的K 假设的b值不必过多，只需使求得的K 值在K 附近，并包含大于和小于K 共三、四个值即可）， ），并 值在K设附近，并包含大于和小于K设共三、四个值即可），并 绘制K=f(b)曲线（如图a）；由求得的K设在K 绘制K=f(b)曲线（如图a）；由求得的K设在K～b关系曲线上 K=f(b)曲线 由求得的 查得所求的b 查得所求的b求。
h0 v C Ri R 23 v= = = ( ) = fv ( ) = f（α） v v 0 C0 R 0i R 0 d Q= h Q AC Ri A R 23 = = ( ) = fQ ( 0 ) = f（α） Q Q 0 A 0C0 R 0i A 0 R 0 d
明渠均匀流公式及流量计算ppt课件
1
R6
1
1
2.356 38.43
n
0.03
利用明渠均匀流流量公式计算得：
Q AC Ri 102.74 38.43 2.35 1 75.08(m3 ) 6500
4
小结
➢ 理解掌握明渠均匀流流量公式及流量计算。 ➢ 注意公式中各水力要素的含义及计算方法。 ➢ 牢记明渠均匀流水深叫正常水深。
明渠均匀流流量公式及应用
1
1 明渠均匀流流量计算公式 明渠均匀流流量计算公式由谢才公式v C RJ 推导得出
Q AC Ri
A —— 过水断面面积 C —— 谢才系数 R —— 水力半径
C
1
1
R6
n
i —— 底坡
通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。
2
2 明渠均匀流流量计算举例
【案例】：某水电站引 水渠如右图，横截面为 梯形断面，边坡系数 m=1.5，底宽b=34m，糙 率n=0.03底坡i=1/6500， 求当正常水深为2.7m时 该引水渠的流量。
3
【案例分析与计算】：· 判断该问题是求解明渠均匀流流量，可以直接利用 Q AC Ri 计算
首先求解断面水力要素：
A (b mh)h (34 1.5 2.7) 2.7 102.74(m2 )
b 2h 1 m2 34 2 2.7 1 1.52 43.74(m)
R A 102.74 2.35(m)
5
3.明渠均匀流公式及流量计算.
计算
b 2h 1 m 2 34 2 2.7 1 1.52 43.74(m)
1 102.74 1 1 1 6 R 2.35(m) C R 2.35 6 38.43 43.74 n 0.03
A
利用明渠均匀流流量公式计算得：
Q AC Ri 102.74 38.43 2.35 1 75.08(m 3 ) 6500
【案例】：某水电站引 水渠如右图，横截面为 梯形断面，边坡系数 m=1.5，底宽b=34m，糙 率n=0.03底坡i=1/6500， 求当正常水深为2.7m时 该引水渠的流量。
【案例分析与计算】：·
判断该问题是求解明渠均匀流流ห้องสมุดไป่ตู้，可以直接利用 Q AC
首先求解断面水力要素：
A (b mh)h (34 1.5 2.7) 2.7 102.74(m2 )
明渠均匀流流量公式及应用
主讲教师：王 宇
1
明渠均匀流流量计算公式
明渠均匀流流量计算公式由谢才公式 v C
RJ 推导得出
Q AC Ri
A —— 过水断面面积 C —— 谢才系数
R —— 水力半径 i —— 底坡 通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。
1 1 C R6 n
2 明渠均匀流流量计算举例
小结
理解掌握明渠均匀流流量公式及流量计算。
注意公式中各水力要素的含义及计算方法。 牢记明渠均匀流水深叫正常水深。
梯形、矩形渠道水力计算
梯形渠道断面尺寸、水深计算水深底宽边坡过水面积湿周水力半径糙率谢才系数坡比降流速流量h(m)b(m)m A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s) 0.400.30 1.000.280 1.4310.1960.025030.4760.01 1.3480.377 0.64 1.000.410 1.8100.2260.022534.6940.000250.2610.1070.600.600.500.540 1.9420.2780.012067.3270.03 6.150 3.321 0.400.500.500.280 1.3940.2010.018042.5130.03 3.3000.924 0.600.320.400.336 1.6120.2080.012064.1640.03 5.073 1.705 0.750.80 1.00 1.157 2.9150.3970.02534.2920.01 2.1607 2.5004说明：1、计算的范围为尾水（即尾0+000~尾0+017.5）。
2、计算时假设该渠水流为明渠均匀流进行水力计算。
3、该渠道的衬砌为浆砌块石衬砌，其糙率n值取为n=0.025。
水 深过水面积湿 周水力半径糙 率谢才系数底坡比降流 速流 量h(m)A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s)0.6700 1.608 3.740.42994650.022538.6117860.00120.8770 1.41030.40000.16 1.20.13333330.01259.5628140.03 3.76710.6027.0#VALUE!#VALUE!0.014#VALUE!0.0012#######VALUE!0.80000.56 2.30.24347830.01843.9006410.01 2.1662 1.21311.3800 2.208 4.360.5064220.02535.7118290.002 1.1365 2.50950.30000.090.90.10.01256.7743390.03 3.10970.27990 1.600.02500.0020.00000.00001.3770 2.2032 4.3540.50601750.02535.7070720.002 1.1359 2.50271.38002.2084.360.5064220.02535.7118290.002 1.13652.5095201882.400.401.800.70矩形渠道断面尺寸、水深计算底 宽b(m)1.601.600.301.601.60水 位湿 周水力半径糙 率比降h(m)χ(m)R(m)n I 4014 4.188810.064870.0810.0083401524.73240.6629390.0810.0083401641.99927 1.1770520.0810.0083401756.68853 1.7723470.0810.0083401860.01827 2.6099290.0810.0083401963.96554 3.3681810.0810.0083402068.29129 4.0660120.0810.0083402171.52681 4.7937480.0810.0083402274.599415.4991830.0810.0083402377.672026.1762850.0810.0083402480.744616.8282910.0810.008314.0209061270931,401561.9852860896954,4016165.499744002757,40170.0493423963017573,4014水位~流量关系795.6114.02156.643397215.447505277.673195河道流量~水位关系曲线333.978518041592,4018544.493160351384,4019795.610327806321,4020流 量Q(m 3/s)0.05A(m 2)过水面积0.27172916.39606949.435331100.471771479.724499342.881492410.235771437.541816.34551.3476792231.971437.53901810852,40221816.34129695998,40232231.96604967931,402461.99165.50333.981096.43156212984,40211096.43544.49河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线0.2780.466.90.160.2231780.040.2975713 1.1902850.12419166860325393625640高程261577.6 470332.55293136.569967 2.054854796.280.507464530.8910 2.29723770110.9594720.8916220.58413933690.4333332860.2780.552.80.790.1076410.2780.552.80.10.73392高程45128267891096110.58120.413142775 1.250.7224030.043000高程39008400 4400 5450 646.379.27416.379474723.185 4.6378.18547220 895449 1.3842694561011121315.7-0.0079614高程4567891011121314实际堆渣量可堆渣量（万m3）（万m3）1#废石场新建矿区道路下方0.490.52103024m～3034m0.21沟谷地，但坡度较陡、坡度在30°左右。
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梯形均匀流水力计算程序（JSY-SJS-SL01）
程 序 1.公式采用水力计算手册（武汉水利电力学院）P74有关公式。 说 明
程 序 发 布 日 期 ： 2001 年 03 月 1 日 编制：石维新 校对：王雷 审核：王晓娟
工 程 名 单 项 工 程 名 计 算 内 工 程 编 计 算 时 一、设计条件 序号 名 1 明渠底宽 2 明渠水深 3 边坡 4 明渠造露 5 明渠底坡 称
称 称 容 号 间
高井节制闸工程 梯形过流能力及水面计算 S06039 设计阶段 初 步 设 计 2015年3月1日 3:56:47 PM
代号 单位 b m h m m n I
数
值
备
注
2 1 0 0.017 过水面积 2 湿周 3 水力半径 4 谢才系数 5 断面平均流速 6 流量 代号 单位 计算结果 w 2.00 m2 x m 4.00 R 0.50 c 52.41 v m/s 2.62 3 Q m /s 5.24 计算公式 (b+mh)h b+2h(1+m2)^0.5 w/x R1/6/n c*(Ri)^0.5 W*v
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