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。     

U形及弧形底梯形渠道断面水力计算的搜索法与程序

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,水深是渠道断面水力计算中重要的水力要素,在设定的水深范围内,以一定的步长搜索最佳水深,并计算其它水力要素,用VC编程语言编制的本算法程序已通过测试。     

U形渠道弧底平板闸门水力性能研究

为解决灌区U形渠道缺少流量测控设施的问题,根据U形渠道断面尺寸设计一种弧底平板闸门,由闸板和闸墩组成。设计1∶1、2∶3、1∶2共3种收缩比的闸门,采用原型试验和数值模拟相结合的方法研究弧底平板闸门的水力性能。结果表明：不同收缩比的闸门水面线变化规律基本一致,但水头损失随着收缩比的减小而增大。优选收缩比为1∶1的弧底平板闸门作为U形渠道测控设施,建立闸孔出流测流公式。通过Flow-3D软件得到渠道弧底平板闸门上、下游断面水流流速和佛汝德数沿程分布规律,不同开度下的闸前流速分布规律一致,最大流速位于中垂线处自由水面中心以下区域。闸门上游佛汝德数小于0.5,符合测流条件,下游佛汝德数最大值的区域集中于闸后贴近渠壁两侧的自由水面。研究结果可作为U形渠道测控设施的设计和优化提供依据。     

底部含圆弧的梯形断面防渗渠道的水力计算

笔者介绍了U形及弧底梯形的通用水力计算公式及简便水力计算法,以供同类工程参考使用。     

弧底梯形明渠水力最佳断面设计

通过数学推导 ,建立了弧底梯形明渠水力最佳断面水深、过水断面面积、水力半径等所有几何要素与水力要素的计算公式 ,并通过算例详细说明其水力计算方法 ,为该类型渠道的断面设计提供了理论依据     

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.     

不同断面形式防渗渠道的应用效果

该文在分析对比了三种断面形式防渗渠道的应用效果后，得出U形渠在防渗效果，抗冻能力，水力条件，工程量和占地以及管理等方面都优于弧底梯形渠，并由此制定出了大力推广采用U形和弧底梯形渠，逐步改造梯形渠的策略。     

不同断面形式防渗渠道的应用效果

该文在分析对比了三种断面形式防渗渠道的应用效果后 ,得出 U形渠在防渗效果、抗冻能力、水力条件、工程量和占地以及管理等方面都优于弧底梯形渠 ,更优于梯形渠。并由此制定出了大力推广采用 U形和弧底梯形渠 ,逐步改造梯形渠的策略     

U形渠道水力计算的图解法

U形渠道是近年来迅速发展起来的一种新的渠道结构型式,优点很多,不少地方都在积极推广和应用。但U形渠道水力计算工作量大,繁琐。本文通过一些公式推导,合理选用参数,制作了一组曲线,便于进行U形渠道水力计算。 (一)公式推导 1.U形渠道的水力计算公式     

抛物线形渠道的水力特性

通过积分和数值积分研究了n次抛物线形渠道湿周的计算,根据明渠均匀流理论研究了n次抛物线形渠道的正常水深;根据明渠临界水深和水跃共轭水深的理论,研究了n次抛物线形渠道的临界水深、弗劳德数以及水跃共轭水深的计算方法。给出了n次抛物线形渠道湿周、正常水深、临界水深、弗劳德数和水跃共轭水深的通用计算式,给出了水跃共轭水深的迭代式,证明了迭代式的收敛性,通过实例验证了计算式的正确性。本研究提出的n次抛物线形渠道的正常水深、临界水深、弗劳德数和水跃共轭水深的计算方法具有通用性,计算简单、精度高,可以应用于实际工程。     

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。     

U形渠道水力最优断面的计算

根据明渠均匀流理论，推求了U形渠道的水溶流量关系和水力最优断面，并通过算例比较证实，U形渠道可以大幅度的节约土地面积。     

U形断面的水力设计

明渠的过水能力与明渠的底坡、糙率以及断面形状和尺寸有关。因此在明渠底坡和糙率已确定的条件下,明渠的过水能力则取决于断面的形状和尺寸。一、U 形水力最佳断面设计渠道断面时,要求工程量小,投资少,即在流量 Q、底坡 i、糙率 n 相同的条件下,应使过水断面面积ω最小,或在面积ω、底坡 i 和糙率相同的条件下,使通过的流量 Q 最大。满足上述条件的明渠断面称为水力最佳断面或水力最经济断面。     

梯形渠道水力最佳断面的一种计算方法

依据明渠水力学均匀流理论,结合梯形断面水力要素,通过引入无量纲参数,推导出一种梯形渠道水力最佳断面水深的直接求解公式;将不同坡角下的无量纲参数制成表,可通过查表方便地计算断面水深和底宽。     

不同水力要素对人工渠道糙率影响的主次关系

对于不同粗糙壁面的人工渠道中的均匀流,选取弗劳德数Fr、底坡比降i、雷诺数Re、流量Q、渠道平均水深h为参数,通过水力模型试验,确定这些因素对糙率系数的影响程度,分析各要素间的主次关系及相关关系。结果表明:对糙率影响较大的水力要素排序依次为弗劳德数Fr、渠道平均水深h和底坡比降i,糙率与流量、雷诺数无关。     

U形渠道水力设计的一种速算法──查图法

U形渠道具有水力条件好和节省占地等优点,因而深受各地欢迎,目前已在全国广泛推广。但由于其水力计算较繁琐,计算时费时费工,为了简化计算过程。笔者在梯形和矩形渠道设计速算的基础上。经分析计算,绘制出在各种设计条件下的水力要素关系图。提出了U形渠道水力计算的查图法,只要查图就能迅速得出所需的水力要素,方法简明,使用方便,现将该法简介如下。     

抛物线形断面明渠的水力计算探讨

从工程实际出发，提出了特殊的渠道断面－抛物线形断面，根据数学分析和水力学原理，给出了抛物线形横断面尺寸，纵坡，糙率等既定条件下其在正常水深求解的收敛迭代公式，同时，水力公式求解精度高，迭代次数少，避免了传统算法反复试算的弊端，在工程设计上具有参考价值。     

梯(矩)形给排水渠道水力计算探讨

本文针对现行《室外给水设计规范》有关梯(矩)形给水渠的水力计算与《室外排水设计规范》梯形排水管道水力计算有矛盾这一问题,提出了解决办法.同时还补充了梯(矩)形渠道在末端自由跌水时临界水深的简易求解方法.     

立方抛物线形渠道水力计算的显式计算式

立方抛物线形渠道正常水深方程是超越方程,通过选择适当的变量及曲线拟合得到了立方抛物线形断面的正常水深的显式公式,可代替图解、试算等方法。该公式形式简洁、准确,特征水深为0.01~2.00 m的最大相对误差约为0.6%。     

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。