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天然河道糙率问题的理论探讨

天然河道糙率问题的理论探讨

天然河道糙率问题的理论探讨作者:李东颇刘宏来源:《农业与技术》2014年第12期摘要:糙率是估算河道洪峰流量,计算分析水文要素的一个重要参数。

本文对糙率影响因素以及对糙率的推求,进行了理论探讨,并阐述了糙率的规律性,及其变化,取决于天然河流中的各种水力因素、由于各种水力因素在天然河道中,不但沿程发生变化,而且在同一断面的不同水位时,也是不同的,因此,糙率还随着各种水力因素在不同水位时发生变化。

关键词:河道糙率;影响因素;规律性;理论;探讨中图分类号:TV143 文献标识码:A1 糙率及水力因素衡量河床粗糙程度的糙率,实际上是一个系数。

它的大小对水流运动产生一定的影响。

但就水流运动来说,水流运动,能量也会不断损失,而能量损失主要包括沿程损失、局部阻力损失2部分。

沿程损失反映河道的粗糙程度和流态,天然河流,多属于紊流。

沿程损失又与河床的粗糙程度有着密切的关系。

河床表面粗糙,沿程损失大,反之则小。

所以,糙率也是反映水流沿程摩阻损失的一个系数。

把过水断面形状、大小以及河底沿程变化,深潭、急滩、湾道等造成的局部损失、沿程损失合起来求糙率,会导致糙率含义不清,分析的成果也很不理想,糙率值的精度低。

且因不同情况的天然河道,没有一定规律,给实际应用带来很大困难,因此不宜用这种方法来分析河道的糙率。

糙率的影响因素,主要是河床的组成,以及各种组成的河床粗糙程度,如河床表面平整程度,水生植物生长情况等。

当河槽床面与河岸糙率不同时,其综合糙率随水深变化。

若岸壁糙率较大,综合糙率随水深的增大而增加。

若岸壁较光滑,综合糙率随水深的增加而减小。

因此,河床组成在没有改变的情况下,糙率是随着水深增加而逐渐减小,某一水位后,趋于稳定。

天然河流,各级水位的河床质组成、水生植物生长等情况绝大多数是不一致的,因此,反映各级水位河床平均粗糙程度也有所不同,间接反映这种变化的也是水深。

2 糙率的反求因为糙率是一个系数,所以反求时要考虑采用沿程损失。

不同河流、明渠等的粗糙度-糙率取值n表

不同河流、明渠等的粗糙度-糙率取值n表

大漂石,底坡上均 匀,床面 远,断面尚且规整,水流显出斜 长有杂草,树木,形状尚且整
不平整
流,回流或死水现

象 河段不顺直,上下游有急弯,或下 两侧岸壁为岩石及砂土,长有
游有急滩,深坑
杂草,树木,形状尚且整齐;
等;河段处于S形顺直段,不整 两侧岸壁为石砂质夹乱石,风
齐,有阻塞或岩溶情况发育;水流 化页岩,崎岖不平正,上面生
正常值
最大值
0.030 0.035 0.040 0.045 0.045
0.050 0.070 0.100
0.040 0.050
0.033 0.040 0.045 0.050 0.050
0.060 0.080 0.015
0.050 0.070
0.060 0.100
0.030 0.035
0.030 0.035 0.040
0.050 0.050 0.060 0.070 0.100
0.150 0.040 0.060
0.100 0.120
0.035 0.050
0.040 0.045 0.050
0.070 0.060 0.080 0.110 0.160
0.200 0.050 0.080
0.120 0.160
天然河道糙率表
荒溪
6
呈均匀流的多石滩河段,无杂草的河段
7
中等情况的多石滩河段,25%蔓生杂草的河滩
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
9
75%蔓草杂生的河滩
10
100%蔓草杂生的河滩
注:本表由前苏联玻尔达柯夫编制。 天然河道糙率表—单式断面或主槽(水位较高时) 类型
河段特征

最新天然河道糙率

最新天然河道糙率

天然河道糙率
表9 天然河道糙率(n)
注:①天然河道糙率表内均列有三个方面的影响因素,河道糙率是三个方面因素的综合作用结果,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,对于含砂大的冲淤变化较严重的砂质河床,由于其糙率值有其特殊性,此表未能包括其特殊性,所以不宜用此表。

③表(1)中的第VI类糙率值是很大的,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,所列糙率值已把局部损失包括在内,所以糙率值就大了。

此次收集的糙率资料中,糙率n值超过0.04的只有长江上游8个站和铁路、公路部门的糙率类型编号中的西南地区有8个,以及中南华东地区1个,为数都是很少的,在使用此糙率表时应予以注意。

④影响滩地糙率很重要的一个因素是植物,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,在应用时应注意此因素。

天然河道糙率及河道整治后糙率的变化

天然河道糙率及河道整治后糙率的变化

天然河道糙率及河道整治后糙率的变化摘要:天然河道的糙率与很多因素有关,如河床沙,卵石的大小和级配,底坡沿程变化及潭深,河道弯曲程度,横断面形状的不规则性,及整治后河道的人工建筑物等。

目前,河道整治后糙率多借用整治前的糙率,河道整治后改变了水流状态、河床形态,糙率也会随之改变。

本文基于河道糙率的确定的基本方法,根据整治后河道水流及河床的变化规律,应用水力学原理,分析河道糙率的变化。

关键词:天然河道‘糙率1、河道糙率的涵义和影响意义糙率又称粗糙系数,水力学的解释是指河床边壁粗糙程度对水流运动影响的一个系数,工程上综合反映管渠槽面粗糙情况对水流影响的一个系数。

运动学角度上水流从上向下游沿程运动引起的能量损失。

影响糙率的主要因素,主要是河床壁面的材料组成(如泥沙、卵石、天然岩石),以及各种材料的粗细结构,床壁表面的平整程度,植物生衰情况,河床的弯曲程度,水位的高低,河槽的冲淤以及整治河道的人工建筑物大小,形状,数量和分布等方面。

因为影响粗糙的因素众多,复杂多变,且糙率又是水力计算的重要参数,因此河道的糙率的确定恰当与否对水力计算成果有很大影响。

2、河道糙率的确定对河道糙率的确定一般采用本河段实测水文资料进行推算,对无实测资料或实测资料短缺的河道,比照类似河道的糙率或用一般经验公式计算确定。

以下主要介绍有实测资料的河道糙率的确定方法。

2.1基于实测水文资料的糙率推算(水力学方法)该方法是利用河道实测水文资料推算糙率,对于某一河段,当流态按恒定均匀流处理时,可根据实测资料(流量Q、断面面积A、水位等)应用谢才公式及曼宁公式推算而得;当流态按恒定非均匀渐变流处理时,可根据河道实测资料的平均值推算糙率初值,然后再通过水面线的反复推算调整糙率值。

2.2查表法当河道的实测资料短缺时,可根据河道特征,参照相似河道的糙率,根据河道河床特征,查天然河道糙率表,用经验的方法确定糙率。

该方法给出的糙率值仅反映切应力对水流的阻力,没有考虑局部阻力对水流流态的影响。

糙率表 1

糙率表 1
Байду номын сангаас
天然河道糙率表
河槽类型及情况 第一类 小河(汛期最大水面宽度30m) 1、平原河流 (1)清洁,顺直,无沙滩,无潭 (2)清洁,顺直,无沙滩,无潭,但多石多草 (3)清洁,弯曲,稍许淤滩和潭坑 (4)清洁,弯曲,稍许淤滩和潭坑,但有草石 (5)清洁,弯曲,稍许淤滩和潭坑,有草石,但水深较浅,河堤坡度多 变,平面上回流区较多 (6)清洁,弯曲,稍许:淤滩和潭坑,但有草石并多石 (7)多滞流间段,多草,有深潭 (8)多丛草河段,多深潭,或草木滩地上的过洪 2.山区河流(河槽无草树,河岸较陡,岸坡树丛过洪时淹没) (1)河底:砾石,卵石间有孤石 (2)河底:卵石和大孤石 第二类 大河(汛期水面宽度大于30m)相应于上述小河各种情况,由于 河岸阻力变小,n值略小 1.断面比较规整,无孤石或丛木 2.断面不规整,床面粗糙 第三类 洪水期滩地漫流 1.草地无丛木 (1)矮草 (2)长草 2.耕种面积 (1)未熟庄家 (2)已熟成行庄稼 (3)已熟密植庄稼 3.灌木丛 (1)杂草丛生,散布灌木 (2)稀疏灌木丛和树(在冬季) (3)稀疏灌木丛和树(在夏季) (4)中等密度灌木丛(在冬季) (5)中等密度灌木丛(在夏季) 4.树木 (1)稠密柳树,在夏季,不被水流冲刷,弯倒 (2)仅有树木残株,未出新枝 (3)仅有树木残株,生长很多新枝 (4)稠密树木,很少矮树,有少许生长于大树下的草木 洪水在树枝以下 洪水达到树枝 注:1.本表由美国霍尔顿编制。 2.糙率n用曼宁公式计算 0.080 0.100 0.100 0.120 0.120 0.160 0.110 0.030 0.050 0.150 0.040 0.060 0.200 0.050 0.080 0.035 0.035 0.040 0.045 0.070 0.050 0.050 0.060 0.070 0.100 0.070 0.060 0.080 0.110 0.160 0.020 0.025 0.030 0.030 0.035 0.040 0.040 0.045 0.050 0.025 0.030 0.030 0.035 0.035 0.050 0.025 0.035 0.060 0.100 0.030 0.040 0.040 0.050 0.050 0.070 0.025 0.030 0.033 0.035 0.040 0.045 0.050 0.075 0.030 0.035 0.040 0.045 0.045 0.050 0.070 0.100 0.033 0.040 0.045 0.050 0.050 0.060 0.080 0.015 最小值 正常值 最大值

糙率表 全

糙率表 全

0.025-0.029
河段不够顺直,上下游附近 土质岸壁,一岸坍塌严
细沙,河底中有稀疏水草
重,为锯齿状,长有稀疏
1
弯曲,有挑水坝,水流不畅
或水生植物
杂草及灌木,一岸坍塌,

长有稠密杂草或芦苇

一侧岸壁为石质,陡坡,
河床由砾石或卵石组成, 顺直段距上弯道不远,断面
形状尚且整齐,另一侧岸
2 底坡上尚均匀,床面不平 尚且规整,水流尚且畅通,
植被
糙率n(曼宁公式)
变化幅度
平均值
Ⅰ 平面顺直,纵断平顺, 土,沙质, 基本上无植物或为已收 0.026-0.038
横断整齐
淤泥
割的麦地
0.030
平面,纵面,横面顺直
稀疏杂草,杂树或矮小

土,沙质
0.030-0.050
整齐
农作物
0.040
砂砾,卵石
平面,纵面,横面尚且
稀疏杂草,小杂树,或

滩或为土,
畅通
形状较整齐
0.022-0.026
河床为沙质,河底不太平 上游顺直,下游接缓弯,水 两侧岸壁为黄土,长有杂
1
0.025-0.029

流不够畅通,有局部回流 草

河道顺直段较长,断面较规
河底由砂砾或卵石组成,
2
整,水流较畅通,基本上无
底坡较均匀,床面尚平整
死水,斜流或回流
两侧岸壁为土砂,岩石, 略有杂草,小树,形状较 整齐
0.080 0.100
正常值
0.030 0.035 0.040 0.045 0.045 0.050 0.070 0.100
0.040 0.050

明渠与天然河道的糙率实例

明渠与天然河道的糙率实例

http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image18.htm[2009-2-22 16:42:33]
142.jpg
1199 14124.2jp.gjpg
明槽河道糙率,n=0.050 在黑色软粘土上挖浚的渠道,边坡、底很不规则,长草,断面变 化不大。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image6.htm[2009-2-22 16:41:05]
130.jpg
771 3103.0jp.gjpg
明渠糙率,n=0.02 灌溉渠道较直,用砂压紧二边坡。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image9.htm[2009-2-22 16:41:31]
133.jpg
1100 13133.3jp.gjpg
明槽河道糙率,n=0.024 该沟渠的两岸和河底都由碎石干砌而成,河道底部不太整齐,分 散有一些卵石,渠中水流较为平缓,河岸两边杂草丛生。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image7.htm[2009-2-22 16:41:15]
131.jpg
881 3113.1jp.gjpg
明渠糙率,n=0.022 该土渠用水泥砂浆衬砌而成,渠内局部地方长有杂草,渠中水流 流速较缓,土渠底部覆有沙层。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image16.htm[2009-2-22 16:42:21]

糙率表-全

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

天然河道糙率

天然河道糙率

表9(n)(1) 单式断(或主槽)较高水部分类型I 河段特征糙率n 河床组成级床面特征平面形态及水流特征岸壁特征河床为砂质组成,床两侧岸壁为水土质或土砂河段顺直,断面规整,水流通畅0.020-0.024面较平整质,形状较整齐河床为岩板,砂砾石两侧岸壁为土砂或石质,0.0220.026 或卵石组成,床面较河段顺直,断面规整,水流通畅形状较整齐平整砂质河床,河底不太上游顺直,下游接缓弯,水流不够两侧岸壁为黄土,长有杂0.025-0.029xx 通畅,有局部回流草河底为砂砾或卵石组河段顺直段较长,断面较规整,水两侧岸壁为土砂,岩石,略0.025-0.029成,底坡较均匀,床面流较通畅,基本上无死水,斜流或有杂草,小树,形状较整齐尚平整回流土质岸壁,一岸坍塌严重,细砂,河底中有稀疏河段不够顺直,上下游附近弯曲, 为锯齿状,长有稀疏杂草0.0300.034 水草或水生植物有挑水坝,水流不顺畅及灌木;一岸坍塌,长有稠密杂草或芦苇一侧岸壁为石质,陡坡,形河床为砾石或卵石组顺直段距上弯道不远,断面尚规状尚整齐,另一侧岸壁为成,底坡尚均匀,床面整,水流尚通畅,斜流或回流不甚0.030-0.034砂土,略有杂草,小树,形不平整明显状较整齐河底为卵石,块石组顺直段夹于两弯道之间,距离不两侧岸壁均为石质,陡坡, 成,间有大漂石,底坡远,断面尚规整,水流显出斜流,回长有杂草,树木,形状尚整0.0350.040 尚均匀,床面不平整流或死水现象齐河段不顺直,上下游有急弯,或下游有急滩,xx等;河段处于S形顺直段,不整齐,有阻塞或岩溶情况两侧岸壁为岩石及砂土,河床为卵石,块石,乱较发育;水流不通畅,有斜流,回长有杂草,树木,形状尚整石或大块石,大乱石流,旋涡,死水现象;河段上游为弯齐;及大孤石组成,床面0.04-0.10道或为两河汇口,落差大,水流急,两侧岸壁为石质砂夹乱不平整,底坡有凹凸河中有严重阻塞,或两侧有深入河石,风化页岩,崎岖不平状中的岩石,伴有深潭或有回流等;整,上面生长杂草,树木上游为弯道,河段不顺直,水行于深槽峡谷间,多阻塞,水流湍急,水II1III2IV12VVI类型IIIIIIIVVVIVIIVIII(2)滩地部分(续表9)滩地特征描述平纵横形态床质植被平面顺直,纵断平顺,横向基本上无植物或为已土,砂质,淤泥整齐收割的麦地平面,纵面,横面尚顺直整稀疏杂草,杂树或矮土,砂质xx 农作物平面,纵面,横面尚顺直整砂砾,卵石滩,稀疏杂草,小杂树,或齐或为土砂质种有高秆作物上下游有缓弯,纵面,横面种有农作物,或有稀尚平坦,但有束水作用,水土砂质疏树林流不通畅平面不通畅,纵面,横面起有杂草,杂树,或为水土砂质伏不平稻田平面尚顺直,纵面,横面起长满中密的杂草及农土砂质伏不平,不洼地,土埂等作物平面不通畅,纵面,横面起地带长满茂密的土砂质伏不平,不洼地,土埂等杂草,灌木平面不通畅,纵面,横面起全断面有稠密的植伏不平,不洼地,土埂阻塞土砂质被,芦柴或其它植物物糙率n变化幅度0.0260.0380.0300.0500.0400.0600.0500.0700.0600.0900.0800.1200.0110.1600.1600.200 平均值0.030.040.050.060.0750.10.130.18 注:①天然河道糙率表内均列有三个方面的影响因素,河道糙率是三个方面因素的综合作用结果,如实际情况与本表组合有变化时,糙率值应适当变化。

不同河流、明渠等的粗糙度-糙率取值n表

不同河流、明渠等的粗糙度-糙率取值n表
2.糙率n用曼宁公式计算
0.025 0.030 0.033 0.035 0.040 0.045 0.050 0.075
0.030 0.040
0.025 0.035
0.025 0.030
0.020 0.025 0.030
0.035 0.035 0.040 0.045 0.070
0.110 0.030 0.050
0.080 0.100
正常值
0.030 0.035 0.040 0.045 0.045 0.050 0.070 0.100
0.040 0.050
0.030 0.035
0.030 0.035 0.040
0.050 0.050 0.060 0.070 0.100
0.150 0.040 0.060
0.100 0.120
长满中密的杂草及农作 物
0.080-0.120
平面不通畅,纵面横面 Ⅶ 起伏不平,有洼地,土 土,沙质 3/4茂密的杂草,灌木 0.100-0.160
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
全断面有稠密的植被, 芦柴或其他植物
0.160-0.200
0.100 0.130 0.180
一侧岸壁为石质,陡坡, 形状尚且整齐,另一侧岸 壁为砂土,略有杂草,小 树,形状较整齐
河底由卵石,块石组成, 顺直段夹于两弯道之间,距 两侧岸壁均为石质,陡
Ⅴ 间有大漂石,底坡上均 离不远,断面尚且规整,水 坡,长有杂草,树木,形
匀,床面不平整
流显出斜流,回流或死水现 状尚且整齐

河段不顺直,上下游有急
4
6
10
2
4
10
100%蔓草杂生的河滩

天然河道糙率对照表

天然河道糙率对照表

天然河道糙率对照表
天然河道糙率对照表通常是指根据不同的河床材质、水流条件以及河段特征,为河道设计和计算提供相应糙率(n)参考值的一份表格。

糙率是描述水流阻力特性的一个重要参数,在水利水文计算中尤为重要,如洪水演算、河流流量估算、渠道输水能力计算等。

以下是一个简化的示例,仅供参考:
请注意,实际的糙率值会受到多种因素的影响,例如:河床质地、颗粒大小、水流速度、植物覆盖情况、河床形态复杂度等,因此上述数值仅为一般经验数据,具体应用时应结合实际情况通过现场实测或相关研究资料确定。

在进行水利工程设计时,应查阅最新的技术规范和研究成果以获取准确的数据。

天然河道糙率计算及取值方法

天然河道糙率计算及取值方法
ZHANG n - n Big we
( hn d B ra o d oo ya dWae eore u vyo bi o ic , h n d 6 00 C i ) C eg e u euf rHy rlg n trR su csS re fHee Prvne G eg e07 0 , hn a
摘要: 在洪水计算中 , 河道糙率是一个重要参数 。通过对河道糙率影响因素分析 , 利用李营水文试验站的实测资料 , 阐述 了河道糙率 的计算方法 。糙率确定时影响因素较多 , 不同 的水深 、 植被 、 河床等 因素 , 都会对 糙率值产 生影响 。 在 实际计算 中 , 大部分设计河段没有实测糙 率资料 , 在实际应用 中要借助相 似河道 的参数代 替 , 对计 算精度影 响较 大。收集 了国内外不 同情况下 的河道糙率实验资料 , 可供 河道糙率计算参考 。 关键词 : 同类型河道 ; 不 河道糙 率 ; 计算方法 ; 糙率经验值 ; 李营水文实验站
m e tsain n t to
糙率在水 面线计算 中是一 个重 要 的影 响 因子。如选 用 的糙 率 比实际值偏 小 , 则计算的水面 曲线将 低于实际 的水 面 曲线 。反 之 , 如选用 的糙率 比实 际值 偏小 , 则计 算 的水面 曲
to . eea ema yifu n efco swhi e em iigt er u h e s dfee twae e t v geain,ie ndohe a t r ,l ft m l in Th r r n n le c a t r l d tr nn h o g n s , ifr n t rd p h, e t t e o rv ra t rf co s al he wi o 1
中 图分 类 号 : TV13 3 文献标识码 : A 文 章 编 号 :621 8 ( O 2 O 1O 2一4 17 —6 S l c in e h d o he Ro g e so l u a i n a d Va u ee to M t o ft u hn s fNat r lRie a ne u a v rCh n l

天然河道的糙率确定方法分析

天然河道的糙率确定方法分析
2 0 1 7年第 4 期 ( 总第 1 3 9期 )
E N E R G Y A N D E N E R G Y C 0 N S E R V A T 1 0 N
缸 i i l- 三 ;芋 钍
2 0 1Leabharlann 7年 4月 天 然 河道 的糙 率 确 定 方 法 分析
玛哈沙提 ・ 哈孜哈力 ,努尔夏西 ・ 曼斯尔
( 新疆阿勒泰水文勘测局,新疆 阿勒泰 8 3 6 5 9 9 ) 摘 要: 天然河道糙 率是洪水计算过 程 中一个较 为重要 的参数 ,结合 工作 实际阐述 了天然河道糙 率确 定的原理 与方法 ,
通过分析可 以发现 ,影响河道糙率 的因素非常 多,水深 、植被情 况、河床 断面等都会糙 率的取值 存在不 同程度 的影响 , 在确定河道糙 率的实际工作过程 中 ,必须结合 河道情 况,将所确定 的糙 率值 与参考值进行反复 比对 ,不 断修正 ,才能保 证所确定的糙 率具有较 高的精 确度 。
关键词 : 天 然 河 道 ;糙 率 ; 方 法 中图 分 类 号 : T V 1 2 3 文 献标 识 码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 — 0 8 0 2 一 ( 2 0 1 7 ) 0 4 — 0 0 9 4 — 0 2
An a l y s i s o f t h e Me t h o d s f o r De t e r mi n g t h e Ro ug hne s s o f Na t ur a l Ri v e r Co u r s e
d e t e m i r n i n g r i v e r r o u g hn e s s . Ke y wo r ds : na t u r a l iv f e r c o u r s e ;r o ug h ne s s ;me t ho d s

糙率表3

糙率表3

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
0.022-0.026
1 Ⅲ 2
河床为沙质,河底不太平 上游顺直,下游接缓弯,水 顺 流不够畅通,有局部回流 河道顺直段较长,断面较规 河底由砂砾或卵石组成, 整,水流较畅通,基本上无 底坡较均匀,床面尚平整 死水,斜流或回流
两侧岸壁为黄土,长有杂 草 两侧岸壁为土砂,岩石, 略有杂草,小树,形状较 整齐 土质岸壁,一岸坍塌严 重,为锯齿状,长有稀疏 杂草及灌木,一岸坍塌, 长有稠密杂草或芦苇 一侧岸壁为石质,陡坡, 形状尚且整齐,另一侧岸 壁为砂土,略有杂草,小 树,形状较整齐 两侧岸壁均为石质,陡 坡,长有杂草,树木,形 状尚且整齐
0.030-0.0340.030-0.034 NhomakorabeaⅤ
0.065-0.040

两侧岸壁为岩石及砂土, 长有杂草,树木,形状尚 且整齐;两侧岸壁为石砂 质夹乱石,风化页岩,崎 岖不平正,上面生长杂 草,树木

天然河道糙率表

天然河道糙率表
类型
Ⅰ Ⅱ
1 Ⅲ
2
天然河道糙率表—单式断面或主槽(水
河床组成及床面特性 河床为沙质,床面平整 河床由岩板,砂砾或卵石组成
河段特征
河床为沙质,河底不太平顺
河底由砂砾或卵石组成,底坡较均匀,床面尚平整
1 Ⅳ
2
细沙,河底中有稀疏的水草或水生植物 河床由砾石或卵石组成,底坡尚均匀,床面不平整

河底由卵石,块石组成,间有大漂石,底坡上均 匀, 床面不平整
两侧岸壁为黄土,长有杂草
河道顺直段较长,断面较规 整,水流较畅通, 两侧岸壁为土砂,岩石,略有杂草,小
基本上无 死水,斜流或回流
树,形状较整齐
河段不够顺直,上下游附近弯曲,有挑水坝,水 流不畅通
土质岸壁,一岸坍塌严重,为锯齿状, 长有稀疏杂草及灌木,一岸坍塌,长有
稠密杂草或芦苇
顺直段距上弯道不远,断面尚且规整,水流尚且 畅通,斜流或回流不明显
一侧岸壁为石质,陡坡,形状尚且整 齐,另一侧岸壁为沙土,略有杂草,小
树,形状较整齐
顺直段夹于两弯道之间,距离不远断面尚且规 两侧岸壁均为石质,陡坡,长有杂草,
整,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,回流,漩 两侧岸壁为岩石及砂土,长有杂草,树
0.030-0.034 0.065-0.040
0.040-0.100
涡,死水现象;河段上游有弯道或为两河汇口, 木,形状尚且整齐;两侧岸壁为石砂质
落差大,水流急,河道有严重堵塞,或两侧有深 夹乱石,风化页岩,崎岖不平正,上面
入河中的岩石,伴有深潭或回流等;上游为弯
生长杂草,树木
道,河段不顺直,水行于深槽峡谷间,多阻塞,

天然河道糙率的探析

天然河道糙率的探析

天然河道糙率的探析摘要:本文通过采用能量方程来考虑流速水头变化和扣除局部损失推求糙率,同时采用水面比降代入曼宁公式中,从实测资料中来反求糙率,两种方法进行对比分析,得出结论,符合糙率的涵义;经过分析,此方法应用于天然河道糙率的推求,具有一定作用。

关键词:能量方程;糙率推求;应用天然河道糙率是估算洪峰流量及在其他水文分析中的一个重要参数。

若不考虑水流流态和边界情况,一般用水面比降代入曼宁公式,用实测资料来反求,将一切影响水流的因素归并在内,以致分析的糙率缺乏规律,精度不高。

如何正确去理解糙率的实质及影响它的因素,并根据不同流态和水流边界条件,采用恰当的方法来分析,是本文所要探讨的。

1、河道糙率的涵义和影响它的因素糙率就其原义来讲,是衡量河道边壁粗糙程度对水流影响的一个系数。

从水流运动来看水流向前推动,能量不断损失,一般又可分为沿程损失和局部阻力损失。

沿程损失决定于水流边界粗糙程度和流态,对于天然河流来讲,都属于充分紊流。

在此条件下,沿程损失只与相对糙率有关。

水流周界表面越粗糙,沿程损失越大,反之则小。

以此衡量河流床壁粗糙程度对水流影响的糙率,实质上是反映沿程摩阻损失的一个系数。

至于把过水断面形状、大小和底坡沿程变化,以及深潭、急滩、弯道等等造成的局部损失,与沿程损失合并来求糙率,结果不但使糙率涵义不清,分析成果关系往往散乱,精度低。

且因各个河段情况不一,无一定规律可循,给综合归纳和实际引用带来很多困难。

因此不宜用这种合并处理的方法来分析糙率。

影响糙率的因素,主要是床壁材料的组成(如泥沙、卵石、天然岩石),以及各种材料的粗细构成,床壁表面平整程度,包括植物生长情况等。

关于水深对糙率的影响,尚有争议,不过一般来说,低水位时水深小,床面凹凸度占水深比例相对较大,对水流影响也大。

另外阻力大小跟水流与河床的接触面有关。

在同一断面中,水位低多属于宽浅式河槽,接触面积相对较大。

但随着水深的增加,湿周的增率是逐渐减小的,或者趋于不变。

各类渠道或管道糙率表

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

糙率系数(可编辑修改版).

糙率系数(可编辑修改版).

糙率系数
你所说的河流糙率应该指曼宁(Manning)粗糙系数,准确地说应该叫河床糙率。

对顺直河段,若断面形态和流量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(Manning)粗糙系数有关。

有点类似于地面摩擦系数,糙率越低流速越大。

通常糙率情况见下表:
天然河床糙率简表
序号. 河床特性河床糙率n
1 顺直、清洁、水流通畅的河道0.025
2 一般河道(具少量石块或杂草)0.035
3 不规则、弯曲的河道,石块或水草较多0.040
4 淤塞、有杂草、灌木或不平整河滩的河道0.067
5 杂草丛生,水流翻腾0.087
6 多树、宽广河滩、具有较大面积死水区或沼泽型河流0.140。

1.6明渠与天然河道的糙率实例

1.6明渠与天然河道的糙率实例

河道糙率n=0.026 134
河道糙率n=0.028 135
河道糙率n=0.029 136
河道糙率n=0.030 137
河道糙率n=0.035 138
河道糙率n=0.040 139
河道糙率n=0.040 140
河道糙率n=0.045 141
河道糙率n=0.050 142
河道糙率n=0.060 143
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image4.htm[2009-2-22 16:40:49]
128.jpg
5 128.jpg 5 128.jpg
明渠糙率,n=0.018 粘土中开挖的土渠,底部有泥沙淤积。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image13.htm[2009-2-22 16:42:01]
137.jpg
14 137.jpg 14 137.jpg
明槽河道糙率,n=0.030 大卵石铺底渠道,卵石滩地、台地。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image16.htm[2009-2-22 16:42:21]
140.jpg
17 140.jpg 17 140.jpg
明槽河道糙率,n=0.040 粘土、砂中的沟渠,边坡底与过水断面均不规则,坡上长草。
http://166.111.92.13/data/shuilixue/wlkc1/image/image6/imagepages/image14.htm[2009-2-22 16:42:09]
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表9 天然河道糙率(n)
注:①天然河道糙率表内均列有三个方面的影响因素,河道糙率是三个方面因素的综合作用结果,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,对于含砂大的冲淤变化较严重的砂质河床,由于其糙率值有其特殊性,此表未能包括其特殊性,所以不宜用此表。

③表(1)中的第VI类糙率值是很大的,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,所列糙率值已把局部损失包括在内,所以糙率值就大了。

此次收集的糙率资料中,糙率n值超过0.04的只有长江上游8个站和铁路、公路部门的糙率类型编号中的西南地区有8个,以及中南华东地区1个,为数都是很少的,在使用此糙率表时应予以注意。

④影响滩地糙率很重要的一个因素是植物,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,在应用时应注意此因素。

(注:素材和资料部分来自网络,供参考。

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