弧型底梯形渠道水力计算
弧底梯形明渠恒定渐变流水面线计算的直接算法
（ ，Ｈ ） Ｚ ｈ ｅ ｉ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ａ ｎ ｄ Ｈ ｄ ｒ ｏ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ０ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｊ ｇ ｙ ｙ ｐ ｙ ｇ ｇ ： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈ ａ ｔ ｈ ｏ ｒ ｏ ｕ ｈ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｌ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｎ ｏ ｎ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ ｆ ｌ ｏ ｗ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ － ｕ ｇ ｇ ｇ ｇ
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弧底梯形渠道收缩水深计算方法的简化
弧底梯形渠道收缩水深计算方法的简化滕凯;张丽伟【摘要】弧底梯形断面明渠收缩水深的计算需完成超越方程求解,针对传统算法(图解法、试算法)存在的计算过程繁琐、成果精度不高等问题,对弧底梯形断面明渠收缩水深基本计算方程变形、整理后的超越函数进行优化拟合替代,以最小标准剩余差为目标函数,在工程适用的参数范围内,经逐次逼近拟合分析及计算得到了表达形式简单、求解精度较高的近似公式.利用该公式计算弧底梯形断面明渠收缩水深,明显提高了工作效率,进一步提高了计算精度.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】4页(P55-58)【关键词】弧底梯形断面;收缩水深;优化拟合;近似计算【作者】滕凯;张丽伟【作者单位】齐齐哈尔市水务局,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔市河道管理处,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】TV131.4弧底梯形明渠具有水流条件好，受力性能优越，断面曲线平滑，便于渠面衬砌机械化施工、连续作业［1－6］等优点，因此，该种断面形式也越来越广泛地应用于水利水电供排水工程中［7－8］.由于弧底梯形明渠断面的水力计算涉及高次方程求解问题，常规的试算法、图解法［9］或是计算过程繁琐，或是求解成果精度不高，不便应用;若用计算机编程求解又不便于基层工程技术人员的实际工作［10－13］.因此，有关弧底梯形明渠断面正常水深及临界水深计算方法的研究开展较多［14－18］，无论是公式的表达形式，还是计算精度都取得了令人满意的结果.但截止目前，对于弧底梯形明渠收缩水深计算方法的研究，尚未发现相关成果.因此，研究便于实际工程应用的简化公式，对提高弧底梯形明渠断面收缩水深的设计工作效率及计算精度，具有一定的实际意义.笔者通过对弧底梯形断面明渠收缩水深基本方程变形、整理后的超越函数进行优化拟合替代，得到了表达形式简单、计算过程简洁、求解精度高、使用范围广的简化近似计算式.1 收缩水深的基本计算方程据水力学原理［19］，收缩水深基本计算方程为式中:E0为以收缩断面底部为基准面的过水建筑物上游总水头，m;hc为收缩断面处的水深，m;Q为过水流量，m3/s;g为重力加速度，通常取9.81 m/s2;φ为流速系数;Ac为与收缩水深hc相对应的抛物线形断面面积，m2.弧底梯形过水断面图如图1所示.图中m为坡比系数;h为水深;b为水面宽度;r为弧底圆形半径.其收缩水深计算可分两种情况:弧底圆形断面收缩水深计算(圆弧内)和弧底梯形断面收缩水深计算(圆弧外).图1 弧底梯形断面图1.1 收缩水深计算公式判别由弧底梯形断面过流条件可知，当收缩水深位于弧底曲线与梯形边坡线的切点以下时，收缩水深发生在圆弧内，反之，收缩水深发生在圆弧外.用数学方法可求得水面线通过切点处的收缩水深为因此可得:式中为弧底圆形半径，m;x为无量纲水深;m为梯形断面边坡比.由式(2)可见，当m→∞时，hc→0，切点逐步接近弧底顶点，渠道断面渐进于一条直线;而当m→0时，hc→r，渠道断面逐步接近于U形明渠.1.2 收缩水深发生在弧底圆弧内当收缩水深发生在圆弧内时，收缩水深按圆形断面条件计算，其水力要素为:式中θ为与收缩水深hc相对应的圆心角的一半，rad.将式(5)，(6)代入式(1)，并设式中:k为无量纲已知综合参数;β为已知中间参数.经进一步整理即可获得无量纲水深x的计算公式:在式(8)中，理论上 x的值域为［0，1］，而在实际工程中，因一般情况下弧底梯形边坡比m≥0.2，则由式(3)可得 x＜0.81，而当 x＜0.10时无实际工程意义.由此可得，工程的适用范围为0.10＜x＜0.81，且有1.3 收缩水深发生在弧底圆弧外收缩水深发生在圆弧外时，其过水断面水力要素为:将式(9)，(10)代入式(1)，经整理即可求得无量纲水深x的计算公式，式中且2 收缩水深近似公式及精度分析2.1 拟合公式的建立式(8)及(11)为含x的超越或高次方程，无法直接获解.为此，笔者采用拟合替代的方法提出简化计算公式.在式(8)及(11)中，设在工程实用范围内，现假定:当收缩水深发生在弧底圆弧内及圆弧外时，函数y1=f(x)及y2=f(βx)可以分别替代式(12)中的y1及y2，并分别展绘y1－x及y2－βx关系曲线(限于篇幅，曲线图略)，依据曲线关系经数值回归分析，以最小标准剩余差为目标函数［20］，即式中:N为拟合计算的数组数;yi为理论值;y'i为拟合计算值.经逐次逼近拟合［21］即可获得如下替代函数，即或将式(13)，(14)分别代入式(8)及式(11)，经整理即可求得无量纲水深x.当k＜k0时(收缩水深发生在圆弧内)，当k≥k0时(收缩水深发生在圆弧外)，式中:A，B，C，D均为中间变量;k0为收缩水面线通过弧底圆弧与梯形边坡切点情况下的渠道综合参数(界限参数)，可由式(1)，(2)，(5)，(6)联立求得:x求出后，即可用下式求得收缩水深hc，即2.2 拟合公式的精度分析为比较式(15)与式(8)、式(16)及式(11)的拟合精度，在给定的实用参数范围内，取不同的xi，βi及mi值分别由式(8)及式(11)计算出与之相对应的 ki，再将 ki，βi及 mi分别代入式(15)，(16)即可求得与之相对应的x'i(x'i为xi的拟合近似替代值)，并由式(18)计算拟合相对误差，进而根据各xi所对应的最大误差值(max(zi))绘制拟合相对误差包络线，如图2所示.式中:zi为拟合相对误差;i为拟合计算的点数.图2 拟合误差包络线由图2 可知，当0.1≤x＜1.0，0.01≤m≤7.00时，式(15)，(16)的拟合误差包络线在x轴的上、下摆动较大，最大正、负相对误差分别为0.727%和－0.741%，而当1.0≤x≤10.0 时，其最大拟合相对正、负误差的绝对值均不大于0.3%，且正、负误差的包络线为趋于平行于x轴的两条直线.可见，公式(15)，(16)具有较好的拟合精度，完全可以满足实际工程的设计精度要求.3 应用举例已知某引水渠道设计横断面为弧底梯形，弧底半径r=2.0 m，边坡比系数m=3.0，进水口为一溢流坝，坝上设有闸控制，流速系数φ=0.95，试计算当闸前总水头E0=10.0 m、引水流量 Q=100.0 m3/s和1.0 m3/s时渠道内的收缩水深 hc值. 1)当 Q=100.0 m3/s时，根据已知参数，由式(7)可求得:β =0.2，k=1.878 74.由式(17)可求得界限参数:k0=0.021 64＜k，因此选式(16)进行计算，因λ =0.324 56，可求得中间变量:B=2.933 57，C=0.186 28，D= －1.892 82.从而求得无量纲水深x=0.772 14，则有:hc=1.544 3 m.本例收缩水深的精确解为hc=1.547 1 m，文中公式计算结果的相对误差为－0.18%.2)当Q=1.0 m3/s时，根据已知参数，由式(7)可求得:β =0.2，k=0.018 787.因 k ＜ k0，选式(15)计算无量纲水深 x.经计算可求得中间变量 A=3.704 07，则无量纲水深 x=0.046 33，由此得:hc=0.093 m.本例收缩水深的精确解为hc=0.093 m，文中公式计算结果的相对误差为0%.4 结语针对目前弧底梯形断面收缩水深传统计算方法存在的问题，采用优化拟合的方法，对公式中超越方程进行拟合替代，获得了表达形式相对简单且具有较高拟合精度的近似计算公式.实际工作仅借助计算器即可完成解算，适合广大基层工程技术人员应用.应用实例的计算结果表明，文中公式计算方法简洁，结果精度可靠.参考文献［1］杨彬.弧底梯形渠道全断面振捣连续滑膜衬砌机设计研究［J］.陕西水利，2010(6):91－92.［2］王虎.不同断面形式防渗渠道的应用效果［J］.防渗技术，2002(3):31－33. ［3］李艳玲.弧底梯形混凝土衬砌渠道施工技术［J］.山西水利科技，2011(1):65－66.［4］银俊梅.弧底梯形渠的冻胀试验研究［J］.中国农村水利水电，2001(12):140－143.［5］王正中，李甲林，郭利霞，等.弧底梯形渠道衬砌冻胀破坏的力学模型研究［J］.农业工程学报，2008，24(1):26－31.［6］宋玲，余书超.弧底梯形渠道受力特征及设计方法研究［J］.人民黄河，2010，32(8):128 －129.［7］冯金祥，朱勤创.弧底梯形断面在宝鸡峡灌区应用的效益［J］.防渗技术，2001(2):33－35.［8］王文龙.弧底梯形断面在夹马口灌区续改工程中的应用［J］.吉林工程技术学院学报，2004，20(3):56 －58.［9］董为民，赵小利，刘卫华，等.底部含圆弧的梯形断面防渗渠道的水力计算［J］.水利与建筑工程学报，2005，3(3):54－57.［10］杨茂松，马子普.一种弧底梯形明渠临界水深的快速解法［J］.吉林水利，2011(11):21 －22，23.［11］赵晨.U形及弧底梯形渠道断面水力计算的搜索法与程序［J］.水利与建筑工程学报，2006，4(3):82 －84.［12］孙铁蕾.EXCEL在常用明渠均匀流水力计算的应用［J］.水利规划与设计，2006(5):71 －72.［13］成铁兵.弧底梯形及弧角梯形断面水力计算电算程序［J］.杨凌职业技术学院学报，2008，7(3):23 －25，29.［14］李风玲，文辉，黄寿生.窄深式U形渠道正常水深的近似计算公式［J］.人民黄河，2006，28(12):75 －76.［15］李风玲，文辉，陈雄.U形渠道水力计算的显式计算式［J］.水利水电科技进展，2010，30(1):65 －67.［16］滕凯，邹伟，王洪波.圆底U形渠道均匀流水深计算方法的进一步简化［J］.灌溉排水，2001，20(1):74 －77.［17］王正中，宋松柏，王世民.弧底梯形明渠正常水深的直接计算法［J］.长江科学院院报，1999，6(4):31 －34.［18］王正中，申永康，彭元平，等.弧底梯形明渠临界水深的直接算法［J］.长江科学院院报，2005，22(3):6 －8.［19］成都科学技术大学水力学教研室.水力学［M］.北京:人民教育出版社，1980.［20］王慧文.偏最小二乘回归法及其应用［M］.北京:国防工业出版社，1999. ［21］阎凤文.测量数据处理方法［M］.北京:原子能出版社，1988.。
梯形明渠水力最优断面尺寸计算书
梯形明渠水力最优断面尺寸计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、基本资料:1.参考书目:武汉水利电力学院编《水力计算手册》中国水利水电出版社《工程流体力学》2.输入参数:设计流量:Q = 3.000m3/s边坡系数:m1 = 1.00边坡系数:m2 = 1.00糙率系数:n = 0.0225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计算流量Q1与设计流量Q比较接近,此时的正常水深h就是所求的渠道水深。
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: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渠道湿周: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:R = A/X = 1.581/3.401 = 0.465m谢才系数:C = 1/n×R1/6 (曼宁公式)代入上式:C = 1/0.0225×0.4651/6 = 39.119计算流量:Q1 = A×C×(R×i)0.5= 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:v = Q1/A = 2.983/1.581 = 1.886m/s。
梯形、矩形渠道水力计算表 ——有用(算出流速和流量)
A(m*m) 0.151 0.392 0.280
χ (m) 1.244 1.568 1.453
R(m) 0.121 0.250 0.193
n 0.016 0.016 0.016
C(m^1/2/s) 43.975 49.606 47.499
I 0.001 0.001 0.001
v(m/s) 0.484 0.784 0.659
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流
量
Q(m^3/s) 7.921 流 量
Q(m^3/s) 0.761
流
量
Q(m^3/s) 0.392 1.69 流 量 适用条件
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适用条件 Q(m^3/s) 0.073 0.307 0.185 r≤0.2 r＜1.0 r≥1.0 水深h 在圆弧 段以上 -1.32
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水力半径 R(m) 0.428 R(m) 0.308
糙 率 n 0.017 n 0.017
谢才系数 底坡比降 C(m^1/2/s) 51.068 C(m^1/2/s) 48.344 I 0.001 I 0.00/s) 0.968
Q(m^3/s) 1.723 Q(m^3/s) 0.702
梯形渠道断面尺寸、水深计算
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。
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_______
U形及弧形底梯形渠道断面水力计算的搜索法与程序
渠道 断 面水 力 计算 是 常 见 的水 力 计算 ， 用 范 应 围广 泛 。水 深是 渠道 断面水 力计 算 中重要 的水 力要 素 ， 通 过流量 与水 深 的相关 方 程求解 水深 参数 时 ， 在 由于 方程 为非线 性 超 越 方程 ［ 常 用 的水 力 要 素 一 ， 般情 况下 很难 获得根 式解 【 。 ２ Ｊ 在渠 道 断面水力 计算 过程 中涉及 到 的有流 量推 求水 深 的计算 ， 由于 相关 方程 不能直接 求解 ， 计算 对 式 中 ： 为 湿周 。
Ｓ ｐ ．， ００ ｅｔ ２ ６
Ｕ 形及弧形底梯形渠道 断面水力计算的搜 索法与程序
赵 晨 徐 睿 ２ ，
（． １ 武汉大学水 利水 电学院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ； ． ３ ０ ０ ２ 山西省运城市水利勘测设计研究 院 ，山西 运城 ０ ４ ０ ） ４ ００
摘
要 ：目前 广泛应用 的 Ｕ形和弧形底梯形渠 的渠道 断面水力计算是 常见 的水 力计算 ， 水深是 渠道 断
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｙ ｒｕｉ ａｃ ｌｔ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ｓｄ ｆｒｃｏ ｓｓｃｉｎｏ ．ｈ ｐ ｄａ ｄｔａ ｅｏｄ ｈ ｎ ｅｓｗｉ ｒ ｅｈ ｄ ａ ｌ ｃ ｌｕａｉ ｕ ｒｎ ｌ ｕ ｅ ｒ ｓ ｅｔ ｆｕｓ ａ ｅ ｎ ｒｐ ｚ ｉａ ｃ ａ ｎ ｌ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｙ ｏ ｏ ｌ ｈ ｂ ｔｏ ｉ ａ ｆｍｉａ ｙ ｒｕｉ ａｃ ｌｔ ｎ．Ｔｈ ｐ ｉ ｌｄ ｐ ｈ ｏ ｔｒｉ ｏ ｔｎ ｂ ｅ ｒｈｎ ｎ ｔ ｅｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｔｍ ａ ｌ ｒ ｈ ｄ ａ ｌ ｃ ｌｕａｉ ｓ ｉ ｃ ｏ ｅｏ ｔ ｍａ ｅ ｔ ｆｗａｅ ｓｇ ｔｅ ｙ ｓａ ｃ ｉｇ ｉ ｈ ａ ｇ ｆ ｄ ｐｈ ｗｉ ｉｅ ｔｐ ｈ ｙ ｒ ｕｉ ｃｏ ｓ ｒ ａｃ ａｅ ｅ ｔ ｔ ａｇｖ ｎｓｅ ，ｔ ｅｈ ｄ ａ ｃｆ ｔｒ ｅｃ ｌｕ ｔｄ，ｔ ｅＶＣ ｐ ｏ ｒｍ ｏａｔ ａｉ ｈ ｇ ｒｔ ｍ ａ ｅｎ ｈ ｌ ａ ａ ｌ ｈ ｒ ｇ ａ ｔ ｃｕ ｚ ｔ ｅａ ｏｉｈ ｈ ｓｂ ｅ ｌ ｅ ｌ
弧形底梯形渠道的实用经济断面计算
弧形底梯形渠道的实用经济断面计算
荣丰涛;荣榕
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】文中推导了有关弧形底梯形渠道水力最佳断面的一套计算公式,在此基础上进一步导出了其实用经济断面的计算公式,给出了相应的计算数据表格,并对<渠道防渗工程技术规范>SL18-91中有关该内容论述的不足和不妥提出了意见.
【总页数】3页(P7-9)
【作者】荣丰涛;荣榕
【作者单位】山西省水利科学研究所;山西省水利科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TV314
【相关文献】
1.关于弧形底梯形渠道的实用经济断面计算公式的再探讨——《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004中计算方法的修正 [J], 许文华
2.弧形坡脚梯形渠道实用经济断面计算方法的改进 [J], 徐文秀
3.弧形坡脚梯形渠道实用经济断面计算公式的改进及计算结果的修正 [J], 荣丰涛
4.梯形渠道改弧底梯形渠道实用经济断面水力计算 [J], 惠永智
5.弧形底梯形渠道实用经济断面计算方法 [J], 高玉芳;张展羽
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渠道梯形断面水力计算简化
渠道梯形断面水力计算简化
张文倬
【期刊名称】《四川水利》
【年(卷),期】2001(022)001
【摘要】依据明渠水力学恒定均匀流理论,利用断面形状几何要素,对渠道梯形断面水力计算,寻求了新的简化计算方法--查表法计算,并经算例表明,效果良好.
【总页数】3页(P41-42,47)
【作者】张文倬
【作者单位】国家电力公司昆明勘测设计研究院,昆明市,650051
【正文语种】中文
【中图分类】TV13
【相关文献】
1.底部含圆弧的梯形断面防渗渠道的水力计算 [J], 董为民;赵小利;刘卫华;刘崇选
2.渠道梯形断面计算简化 [J], 张文倬
3.渠道梯形断面临界水深计算简化 [J], 张文倬
4.渠道梯形断面水力计算优化 [J], 张文倬
5.土地整理中三种非梯形断面渠道的水力计算 [J], 沈鹏;蔡志峰;纵岗;陈栋
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梯形类渠道水力最佳断面统一公式的推求
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梯形、矩形渠道水力计算
bb
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算
流 量 Q(m^3/s) 0.680
算
流 量 Q(m^3/s) 0.392
算
流 量 适用条件 Q(m^3/s) 0.073 0.307 0.185 r≤0.2 r＜1.0 r≥1.0 水深h 在圆弧 段以上
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弧形渠道断面尺寸、水深计算
水 深 h(m) 0.5000 0.5000 0.5000 半径 R(m) 0.20 0.50 0.35 外倾角 弧度rad 0.248 0.364 0.496 角度° 15.00 22.00 30.00 过水面积 A(m*m) 0.151 0.392 0.280 湿 周 χ (m) 1.244 1.568 1.453 水力半径 R(m) 0.121 0.250 0.193 糙 率 n 0.016 0.016 0.016 谢才系数 C(m^1/2/s) 43.975 49.606 47.499 底坡比降 I 0.001 0.001 0.001 流 速 v(m/s) 0.484 0.784 0.659
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U型渠道断面尺寸、水深计算
水 深 h(m) 0.5000 半径 R(m) 0.40 过水面积 A(m*m) 0.291 湿 周 χ (m) 1.400 水力半径 R(m) 0.208 糙 率 n 0.016 谢才系数 C(m^1/2/s) 48.112 底坡比降 I 0.001 流 速 v(m/s) 0.694
梯形渠道断面尺寸、水深计算
水 深 h(m) 0.50 底 宽 b(m) 1.00 边坡 m 1.00 过水面积 A(m*m) 0.750 湿 周 χ (m) 2.414 水力半径 R(m) 0.311 糙 率 n 0.016 谢才系数 C(m^1/2/s) 51.435 底坡比降 I 0.001 流 速 v(m/s) 0.907
弧形坡脚梯形渠道实用经济断面的计算
弧形坡脚梯形渠道实用经济断面的计算
荣丰涛
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】文中导出了弧形坡脚梯形渠道实用经济断面水力计算的公式、计算步骤,并给了出断面计算的数据表格,可供渠道规划设计中参考应用.
【总页数】3页(P4-6)
【作者】荣丰涛
【作者单位】山西省水利科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TV131
【相关文献】
1.关于弧形底梯形渠道的实用经济断面计算公式的再探讨——《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004中计算方法的修正 [J], 许文华
2.弧形坡脚梯形渠道实用经济断面计算方法的改进 [J], 徐文秀
3.弧形坡脚梯形渠道实用经济断面计算公式的改进及计算结果的修正 [J], 荣丰涛
4.弧形底梯形渠道的实用经济断面计算 [J], 荣丰涛;荣榕
5.弧形底梯形渠道实用经济断面计算方法 [J], 高玉芳;张展羽
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弧底梯形渠道实用经济断面计算及施工
弧底梯形渠道实用经济断面计算及施工摘要:水流比较稳定,水深变幅小,不易淤积或冲刷,在适当的地形条件下,挖填方量可以平衡,但在相同的水位下所需的过水断面较大。
根据弧底梯形渠道的水力最佳断面计算公式介绍了实用经济断面的计算方法和实际应用中的计算步骤及该断面的衬砌方法。
关键词:弧底梯形渠道;经济断面计算;渠道衬砌1弧底梯形渠道实用经济断面计算方法弧底梯形渠道的水力最佳断面是指断面面积一定而通过流量最大的断面。
按以下各式计算:Ho=1.542r0=H0b0=2H0/ω0= +mH02式中,H0 为水力最佳条件下的渠道水深;r0 为水力最佳条件下的渠底圆弧半径;b0 为水力最佳条件下的弧形底的长(即弦长);ω0 为水力最佳条件下的过水断面面积;X0 为水力最佳条件下的湿周;θ为圆心角;i 为渠道纵坡;Q为渠道设计流量;n 为糙率系数;m为渠道内边坡系数。
在弧底梯形渠道实用经济断面计算实际设计时多采用即符合水力最佳断面的要求又能适应各种具体情况需要的实用经济断面。
这种断面,其渠道设计流速比水力最佳断面的流速增加2%～4%,即过水断面面积较水力最佳断面面积减小2%至增加4%,在此范围内仍可认为基本符合水力最佳条件。
但流速在增加2%至减少4%的范围内,其水深变化范围则为水力最佳断面水深的68%～160%,其相应的底宽(即弦长) 范围则为29%～40%。
当流量Q、纵坡i、糙率n、边坡系数m 为已定时,弧底梯形渠道水力最佳断面与实用经济断面之间关系公式为:AKr2+BKr+C=0A=2(2m-2 )-2α4(2m+θ) +2m-B=4 (2m-2 +θ)-4α4(2m+θ) +2m-C=4(1+m2)-2α4(2m+θ)m式中, Kr 为实用经济断面与水力最佳断面的过水断面面积之比;α为实用经济断面对水力最佳断面偏离程度的系数,等于实用经济断面面积与水力最佳断面面积之比。
实用经济断面计算步骤:①根据已知条件Q 、i、m、n,计算水力最佳断面的水深H0、过水断面面积ω0、湿周X0 。