圆弧底渠道水力最佳断面及其实用经济断面

介绍了圆弧底渠道水力最佳断面计算公式、圆弧底渠道的外切梯形渠道水力最佳断面及圆弧底渠道的实用经济断面,对比了圆弧底渠道与外切梯形渠道水力最佳断面及梯形渠道实用经济断面的有关指标。结果表明:《渠道防渗工程技术规范》规定的U形渠道断面及弧底梯形渠道断面并不是水力最佳断面,且距水力最佳断面甚远,圆弧底渠道水力最佳断面水深通过圆心,而规范规定的U形渠道水深比半径大得多,弧底梯形渠道水深比半径小很多,这样便使圆弧底渠道的优势大打折扣。圆弧底渠道水力最佳断面比梯形水力最佳断面优越,规范规定的圆弧底渠道实用经济断面偏离水力最佳断面较远。     

基于最小能耗原理的稳定渠道断面形状

基于最小能耗原理,本文提出了一种稳定渠道断面设计的新方法。在构造稳定渠道断面形状求解的泛函极值问题的基础上,利用变分法推导出的稳定渠道断面为形式简单的圆弧形曲线。该圆弧形曲线形状实际上是将水力学中的水力最佳断面推广到考虑边坡稳定的情况。结合渠道阻力关系及临界起动切应力,可得到稳定渠道水力几何形态设计的方法。与其它形式的稳定断面形状比较显示,本文方法与Diplas和Vigilar的断面模型较为接近。同时验证结果表明,本文方法与实测资料相吻合。     

平底抛物线形复合渠道水力最佳断面及实用经济断面统一设计方法

大中型渠道常采用平底抛物线形复合渠道断面形式进行设计,但任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的湿周计算理论上无解析解,致使任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面及实用经济断面无统一设计方法。现有的文献,仅研究了给定幂律指数情况下的平底抛物线形复合渠道断面,并没进行全局范围内的研究。本文首先采用高斯超几何函数给出了任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道湿周的解析计算式,再以水面宽度与水深的比率、渠部底宽与水深的比率及水深为变量,利用拉格朗日乘数法建立了平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面求解方程;进一步根据实用经济断面与水力最佳断面的关系建立了平底抛物线形复合渠道的实用经济断面求解方程。本文不仅给出了全范围内连续变化的任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面及实用经济断面统一设计方法,直接计算公式及数据表格,而且得到了平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面中的最优幂律指数为3,从而取得全局水力最佳断面。本文结果可供大中型渠道规划设计参考应用。     

偏离水力最佳断面渠道运行效益分析计算

根据矩形和梯形断面的水力最佳断面条件,在保持过水断面面积、渠道底坡、边壁粗糙系数不变的情况下,推导出偏离水力最佳断面的矩形渠道和梯形渠道运行效率计算公式,绘出偏离量与效率的变化关系曲线,分析了偏离程度、过水断面面积、运行效率之间的相互变化关系,提出了由于偏离而影响运行效益的一般计算方法,并给出了算例。该方法在渠道设计方案选择时能快速、准确地计算出各方案的运行效益影响值。该方法也可对已建渠道进行评价。     

渠道梯形断面水力计算优化

据渠道水力最佳梯形断面计算方法,对渠道梯形断面水力计算进行了优化,算例表明,效果良好。     

衬砌弧底梯形断面渠道的优化设计

衬砌弧底梯形断面渠道最佳经济断面的设计，是建立其工程量计算模型燃后用系统分析的方法，以总费用最小为目标，建立其最佳经济断面的优化设计模型．并通过计算，得出衬砌弧底梯形断面渠道在工程费用最小时的全部系统设计参数．这种优化设计的方法，解决了用混凝土衬砌孤底梯形断面渠道优化设计问题．使工程设计迅速、准确，节省工程投资，效益显著．     

设计渠道过水断面简捷法

本文着重从渠道断面的安全，经济，施工和水力最佳断面等条件，综合考虑确定合适的宽深比β，利用明渠均匀流公式进行变换，推导出设计渠道过水断面的计算公式，使渠道水力计算过程得到简化。本文介绍的方法，可快速简捷地设计出渠道过水断面。     

弧型底渠道经济断面费用优化设计模型

渠道的输水能力取决于过水断面的形状,由于水力最佳断面为圆形,同时梯形断面在实际中便于施工,综合考虑以上因素,文章将弧形底梯形渠道建立模型,对渠道费用进行优化,运用微积分、拉格朗日乘子法对模型进行优化,提出了模型计算方法。     

梯形断面渠道水力最佳断面函数研究

文中指出两本教材中梯形断面渠道水力最佳断面的宽深比函数关于边坡系数m的取值范围及其与梯形渠道宽深比关系没有详细深入的描述;同时,指出在边坡系数m的取值范围内,即m>0时,根据该函数求得渠道宽深比系数β<1的结论是不合适的。针对上述问题,应用高等数学导数原理,通过对梯形断面渠道水力最佳断面函数求导,证明了该函数为单调递减函数;进而,利用函数的单调性原理,用试算的方法,准确划分了边坡系数m的取值范围及其分别与渠道宽深比系数β的对应关系;结合不同地基土壤种类,进一步确切描述了梯形断面渠道水力最佳断面的适用的地质条件。最后,总结了在渠道工程实践中,当地基土质边坡系数m>0.75时,渠道断面宜采用混凝土或钢筋混凝土等结构型式的矩形或半圆形水力最佳断面;当地基土质边坡系数0相似文献   

运城市北赵引黄灌区二期工程渠道断面的优化设计与研究

通过对渠道梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算,导出梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算公式,通过理论与工程分析,选用U形断面最为优化的渠道断面设计方案。     

宝鸡峡渠道测流断面流速关系分析

本文以林家村水文站为例,分析了宝鸡峡渠道测流断面流速系数,探讨了水面流速与断面平均流速的关系,为提高宝鸡峡渠道流量测验精度,简化测验方法,实现渠道水位流量的自动化监测奠定了基础。     

弧形底梯形渠道受力特征及设计方法研究

弧形底梯形渠道断面与梯形断面相比,不仅水流条件好,便于输沙,而且结构受力条件好,冻胀力分布均匀,抗冻胀性能好,结构复位能力强,工程耐久性强,是旱寒灌区渠道混凝土衬砌抗冻胀首选断面形式之一。针对弧形底梯形渠道断面设计无明确计算方法。科学合理性差的缺点,将弧形底的圆心设在渠顶宽中心点处,使所有弧形底梯形渠道各水力要素统一为边坡系数的函数,从而简化弧形底梯形渠道的设计过程,并保证输水能力与梯形渠道基本相同。     

灌溉渠道的断面设计

农田灌溉渠道工程断面设计的优劣．直接关系到农田水利工程的质量、投资和效益。介绍灌溉渠道的设计方法,并从几个方面人手计算确定渠道过水断面的大小。     

山区傍山渠道实用经济断面形式浅析

渠道是水利工程的主要建筑物，渠道断面形式直接决定渠道的工程造价，而山区渠道常布置在山脊、山腰等地势相对较高的位置，因地形相对较陡，故渠道开挖工程量较大。本文主要从山区地形较陡的特点出发，通过对水力最优断面和经济断面的对比分析，寻求山区傍山渠道的实用经济断面形式。     

混凝土U型渠道衬砌断面优化设计研究

近年来,由于渠道衬砌工程较多,使渠道衬砌断面型式的优化具有重要的意义。采用结构优化设计中较先进的方法罚乘子法进行设计,并编成可视化软件,可以得到U型混凝土渠道衬砌中合理、经济的断面。     

多种糙率渠道的水力计算

在湿周上有多种糙率的渠道(下称多种糙率渠道),其水力特性对设计渠道断面有重要的影响,在考虑设计渠道的经济效益时,应给予足够的重视。一、单一糙率明渠的水力最优断面和实用经济断面的计算多种糙率渠道的断面常常是不对称的,为     

U型渠道过水断面面积的近似计算

由于U型渠道具有水力条件优越、占地面积小、抗冻胀性能好等优点而被广泛应用于斗渠及其以下田间工程中。在U型渠道测流时,通常要确定U型渠道的过水断面面积。U型渠道过水断面面积的计算有两种,一是精算法:即将U型断面分成圆弧底、直线段梯形两部分,分别计算后相加;由于这种计算方法比较繁琐,于是人们普遍采用第二种算法,即近似法:就是把U型断面近似看作抛物线形,     

几种典型渠道断面的实用经济性对比分析

为了方便工程中对不同渠道断面的选用，解决水力最佳断面不便于施工、经济性较差的问题，对典型渠道断面的相关研究进行总结和分析，结合实例对比了几种渠道断面的优缺点和适用范围。结果表明曲线形渠道断面在水力性能和抗冻胀性能上总体优于折线形渠道断面，其中抛物线形渠道实用经济断面在同等条件下断面面积最小为 12．46ｍ2，最大设计流速为 2．09ｍ／ｓ，设计流速 Ｕ形和抛物线形接近，二者性能较好，但施工难度相对较高。实际工程中，要做好技术投入和经济投入的平衡，需根据具体的工程规模、水文地质情况及施工条件选择合适的断面型式。     

明渠水力最佳断面的极值特性探讨

定床渠道是指渠道边界固定,即：渠道中水流是清水且渠道边界物质的起动流速大于渠道中水流流速或人工衬砌的渠道。关于定床渠道的水力设计一般采用水力最优断面及在此基础上改进得到的实用经济断面。结合水力最优断面的定义、水流运动方程（即阻力方程）和水流连续性方程,可以得到水力最优断面的水力设计参数。     

立方抛物线形渠道水力最优断面研究

根据明渠均匀流理论, 推求了立方抛物线形渠道正常水深与流量的关系的计算公式及其水力最优断面所满足的条件.与其它形式断面渠道的比较结果表明, 立方抛物线形断面渠道也是一种水力较优的输水渠道.