对天然河道糙率问题的探讨

对天然河道糙率问题的探讨

摘要:本文通过对推求天然河道糙率值的阐述，说明了糙率资料在推求流量资料中的重要性，并且对不同的河段及测验断面糙率的值取用作了要求。对基层队（站）的实际工作起到了指导性的作用。

关键词:天然河道糙率比降

1 导言

天然河道糙值是推求流量的一项重要资料。是在洪水调查中作高水延长的重要参数，对计算洪峰流量成果起着重要的作用。当用比降～面积法进行流量测量计算时，糙率（n）值也是一个十分重要的影响因素，取不同的糙率（n）值，则会计算出不同的流量结果，它直接影响流量成果的真值；选取合适的糙率（n）值，对流量的计算极为重要。所以天然河道的糙率（n）值的推求，有着十分重要的意义。

2、糙率的经验值

河床糙率也就是我们常说的曼宁粗糙系数。对顺直河道，若断面形态沿程没有明显的变化，天然河道的断面平均流速与水力半径、河流比降及曼宁粗糙系数有关。类似于地面摩擦系数，糙率越小流速越大。糙率越大流速越小。用糙率（n）值表示均匀流条件下阻力平方区内水流边界粗糙程度的经验系数，它反映了河床的粗糙程度对水流

的影响作用。通常天然河道的糙率情况见下表：

天然河床糙率情况表

序号河床特性河床糙率（n）1顺直、清洁、水流通畅的河道0.0252一般河道（具少量石块或杂草）0.0353不规则、弯曲的河道，石块或水草较多0.0404淤塞、有杂草、灌木或不平整河滩的河道0.0675杂草丛生，水流腾0.0876多树、宽广河滩、具有较大面积死水区或沼泽型河流0.140表中的糙率值，是在均匀流的条件下用曼宁公式推求的河床糙率，它不适合非均匀流条件下的河床。

3、用天然河道的流量资料反求糙率

曼宁公式：

式中Q—断面流量（m3/s）；

A—断面面积（m2）；

R—水力半径；

I—比降；

N—糙率；

V—断面平均流速（m/s）。

我们在实践中通常使用天然河道的流量资料反求糙率（n）值，下表是五道沟水文站通过实测流量反推出的糙率成果，通过下表可以看出求出的n值变化幅度很大，究其原因有三：

五道站水文实测糙率成果表

施测时间水位（m）流量（m3/s）水面比10-4糙率1994.8.18.9:00271.9030803.000.0291994.8.18.16:30272.0330704.000.03 41995.7.30.9:40271.9930602.250.0241995.7.30.18:00273.5741702.690.0 341995.7.31.15:30275.9692102.810.0241995.8.1.6:20275.5790903.500.0 281995.8.1.17:20274.5461002.500.028 3.1糙率（n）值是在稳定均匀流条件下，且n∠0.02和R∠0.5的情况下试验得出的。我们使用的分析资料又都来源于天然河道，且天然河道又多属非均匀流。

3.2大多数天然河道不符合曼宁公式的边界条件，边界条件差别越远，糙率（n）值差别就越大。

3.3糙率（n）值与水深、比降、河床质组成、断面几何形状、水流平面形态等诸多水力因素有关。水流内部影响流速变化的各水力因素之间的关系并不是固定不变的，随着时间的变化，水流边界条件包括河床质组成、水草兴衰、断面几何形状、河底纵坡、人类活动等诸多因素都要发生不同程度的变化，所以在相同的水位、比降条件下，反算出的糙率（n）值也有差别。

4、结语

从上述分析糙率（n）值不难看出，只有在稳定均匀流和其水流边界条件及各水力因素变化很小的情况下，用天然河道的流量资料反求出的糙率（n）值变化幅度才会小，趋于一个稳定值,所以说糙率（n）值是表述某一测验河段及测验断面河床稳定程度的一项重要指标。不同测验河段及断面的糙率值是不同的，所以天然河道的糙率值要根据测验河段及测验断面的实际情况经过反复实验确定。

参考文献

[1] SL247—1999《水文资料整编规范》