截流沟不冲水力最优纵横断面设计的探讨

所谓水力最佳断面，就是在渠道的过水断面面积、底坡、糙率一定时，通过流量最大的断面。研究水力最佳断面在渠道设计中的重要意义，提出相应采取的有效措施。     

新疆北疆供水工程渠道糙率计算与分析

新疆北疆供水工程渠道的水力坡降在0.08‰~0.2‰,正确估算渠道的水力损失非常重要。本文通过近几年实测渠道断面过水流量,推算渠道糙率系数n值,为正在实施渠道加高扩建工程提供数据支持,并与设计值进行对比,为渠道设计糙率的合理选择提供依据。     

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。     

骨干渠道糙率取值合理性测试研究

在满足试验段选取原则的基础上,选取了不同断面形式与砌护材料形式的7个典型渠段进行渠道断面几何参数与水力要素原型监测试验,利用曼宁公式对实测数据进行计算得出渠道实测糙率,将单一衬砌材料糙率结合复合渠道设计与实测数据进行加权平均,计算得出两组糙率数值,并与实测、设计糙率进行对比,结合试验段具体情况对率定糙率值偏大的原因进行了分析。结果表明:率定糙率值偏大的主要原因为断面几何尺寸不标准、渠底比降不连续和渠道淤积。最终得出宁夏引黄灌区不同衬砌材料渠道的糙率,并结合国家及地方规范给出了各种砌护材料糙率的设计取值范围,为宁夏引黄灌区渠道设计糙率选取提供了依据。     

糙率变化对明渠水深影响的探讨

糙率对于明渠水力计算有着重要的影响。工程设计中常采用查表法选取渠道糙率,增大了糙率取值的随意性。通过模拟计算与分析,探讨糙率对明渠水深的影响,同时对明渠上下游断面不同糙率的水面衔接问题进行了分析。结果表明:在相同流量情况下,明渠断面越小,糙率对渠道水深的影响越大;在相同流量、相同明渠断面情况下,渠道底坡越小,糙率对渠道水深的影响越大;在明渠断面相同的情况下,流量越大,糙率对渠道水深的影响越大。     

不同断面形状对人工渠道糙率影响的试验研究

为探究不同断面对渠道糙率的影响,采用2种不同断面的人工渠道,在2种底坡及5种不同流量的条件下研究糙率随流量、底坡的变化规律。试验结果表明:在明渠均匀流条件下,在相同底坡、不同断面的人工渠道中,糙率的变化与流态有关,当Fr<1时,糙率值随着流量的增大逐渐减小;当Fr>1时,糙率值随着流量的增大逐渐增大。人工渠道断面形状发生变化时,糙率与各水力要素之间关系的变化规律基本相同,渠道的断面形状并不是影响渠道糙率变化的因素之一。     

李家岸引黄灌区骨干渠道糙率原型观测

以德州市李家岸引黄灌区为背景,选择灌区10条不同流量等级的骨干渠道进行了原型糙率观测试验,提出渠道不同断面设计形式及衬砌型式下所对应的糙率值.分析结果表明,单一材料衬砌渠道和多种材料复合衬砌渠道的糙率实测值均比设计值大,通过分析原因发现,断面几何尺寸不标准、渠道淤积、渠底比降等水文要素方面的偏差均为造成渠道实际糙率值偏...     

不同加糙方式对明渠水力要素的影响探究

渠道糙率的变化会造成渠道各个水力要素产生相应的改变。通过对梯形渠道进行不同方式的加糙,并用电磁流速仪测量流速,分析在不同加糙方式下流速变化、不同形状的加糙形式对水流流速引起的变化以及糙率和各水力要素之间的关系。分析结果表明：当流量不变、加糙方式一定时,糙率随着设计水深的增大而增大;断面平均流速随着糙体间距的增大而增大;当流量不变、水深一定时,糙体布置间距越小,水流的纵向紊动强度越大;水深和糙体间距不变时,随着流量的增大,水流的纵向紊动强度增大,但变化不明显。     

渠道断面设计的水力计算程序

明渠均匀流的水力计算,首先要满足渠道的过水能力和不冲不淤的基本要求。在此前提下,还要求设计的断面在相同的过水断面面积、底坡、糙率等情况下具有较大的过水能力,并且便于施工,造价较低。为此,计算中不但要确定水力最优断面,而且要在此基础上提供一组可供选择的实用经济断面。     

渭南市涧峪水库灌区东干渠改造优化探析

灌区改造渠道断面优化设计是灌区提升改造的重要内容之一。以渭南市涧峪水库灌区东干渠改造为例,对渠道现状及存在问题等进行分析,并通过流量、糙率、流速、水力最佳断面等分析计算,合理优化确定渠道改造的断面结构。     

灌溉渠道设计中有关问题的探讨

就常规的灌溉输水渠道断面水力设计计算中，在已选定的纵坡降i,糙率 n，边坡系数m，宽深比β等参数的基础上，依据有关工程实践，结合当地自然条件和工程实际要求，将渠道的超载系数、超高、渠道不冲流速及其与设计过水断面尺寸的关系进行阐述和探讨，从而使灌溉渠道设计达到经济合理、安全可靠的目的。     

标准断面测流资料的数学分析及应用

利用水力学曼宁公式对标准梯形断面进行分析,将渠道综合糙率n分解为渠底糙率和边坡糙率的加权平均值,运用最小二乘法原理,对渠道过水断面实际测流资料进行数学分析处理,针对一次放水的实测数据求出与边坡糙率、渠底糙率、底宽、边坡系数、及水力坡降相关的两个系数y1、y2.得出水位一流量关系式,将一次放水过程的实际记录水位代入到水位一流量关系式中,利用此关系式结合水位历时通过EXCEL软件计算一次放水的总水量.     

明渠匀流渠道最有效水力断面简易图解法

在灌溉网渠道设计工作中采用图解法来简化计算,以节约时间和人力,在我国目前技术力量缺乏的情况下,大力进行兴修水利和改善灌溉系统的工作中,是有很大意义的。过去很多书籍都介绍过关于渠道图解的方法,但因为限于渠道糙率 n 及边坡系数 m,要绘制很多图表,才能适合各种不同 n 及 m 时的情况。现仅介绍一种渠道最有效水力断面简易曲线图(见附图),只要绘制不同边坡系数的一组曲线、而用一个系数来解决不同糙率 n 时的流速系数 C 值的变化,这样就可避免绘制大量曲线的麻烦,而实用上精确度也可以达到要求,现将绘制曲线图所根据的原理公式及应用步骤分别简单介绍如后:1.绘制曲线图所依据的公式及改正系数 C_n 的推求曲线图系假定糙率 n=0.025,依据最有效渠(?)水力断面公式求出不同边坡 m 时的流量率绘制而成,即     

抛物线形断面最优水力参数及方程指数计算方法

针对目前抛物线形断面最优水力参数及抛物线方程指数计算尚没有比较系统研究成果的问题,通过对该种断面均匀流方程的变形整理及近似积分计算,得到了抛物线方程指数一定情况下明渠过水断面最优水力参数的简化计算公式,并通过对简化公式的进一步分析整理,给出了当渠道其他参数(流量、比降及糙率)一定情况下抛物线形断面的最优方程指数为3.35。精度分析及算例计算结果表明:最优水力参数的提出将为该类断面的进一步优化设计提供可靠依据;最优抛物线形断面比其他水力最优断面经济指标更好。     

明渠断面设计的无因次形状参数法

本文对明渠设计中的“水力最佳断面”、“实用经济断面”、“经济断面”和“经济工程”等概念作了比较说明，力图确立正确的设计方法，提高设计水平，重点推荐用“无因次断面形状参数法”设计渠道横断面，该法把形参与断面设计变量（如湿周ｘ、水深ｈ、水面宽Ｂ、过水面积Ａ以及衬砌量、填挖方量）联结在一起，可由已知的渠道设计参数（如流量Ｑ，流速Ｖ、度坡ｉ、糙率ｎ）与形参ＩＰ直接确定断面设计变量，它简化了明渠的设计工作，     

渠道糙率率定误差分析

本文研究了渠道糙率率定误差与水力测量误差的函数关系。根据水力学原理,提出了计算渠道糙率率定误差的公式,然后计算分析了南水北调中线京石段应急供水工程实测流量、水深误差产生的渠道糙率率定的误差.得到重要结论:(1)微小的水力测量误差可能产生较大的渠道糙率率定误差,现有南水北调中线典型渠道原型观测糙率误差可达11%;(2)糙率的流量误差分量相对值与流量测量误差基本相同;(3)糙率的进出口水深误差分量绝对值非常接近,两者绝对值大小不仅与水深测量误差成正比,而且与渠道长度有关,当渠道过短时,糙率的水深误差分量将成倍增加。     

提高渠道糙率率定精度的方法

渠道糙率的现场率定是水力学研究的重要课题.由于水力量测时流量和水深测量值不可避免的会存在随机误差,如何减少测量误差对糙率率定的影响是必须解决的关键问题.在系统研究了测量误差、渠长及雍水对糙率率定误差影响的基础上,给出了计算渠道糙率率定误差的简化公式,提出了减小糙率率定误差的方法:1)使渠道进出口目测水深(水位)具有相同方向误差;2)合理的布设渠道测点;3)控制闸门开度减少渠道雍水坡度,另外,尽可能在设计等大流量工况率定糙率,因为这些工况雍水坡度较小.     

矩形渠道人工加糙壁面阻力规律试验研究

为研究矩形渠道水流的阻力规律,采用了3种不同粗糙度的人工加糙渠道进行试验。研究结果表明在均匀流条件下,对同一粗糙度明渠,水力条件变化时糙率系数不是恒定不变的,它会随着流量的加大而呈对数减小,随着渠道宽深比的增大而呈对数增大,同时随着雷诺数Re和弗汝德数Fr的增加而呈幂函数减小。同时表明,不同的壁面粗糙度对糙率系数影响很大,进而影响水流的水力特性。即流量相同条件下,当壁面粗糙度增大时,断面水深增大,平均流速减小,雷诺数和弗汝德数均减小。并根据试验资料拟合出了糙率系数和等效粗糙度之间的关系式。     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。     

明渠均匀流渠道断面设计公式推导

根据文中推导出的明渠均匀流渠道断面设计公式，对渠道断面进行设计。若渠道流量Ｑ、糙率ｎ、底坡ｉ、边坡ｍ，宽深比ａ均为既定，则渠道断面尺寸ｈ，ｂ可一次直接求解。