矩形断面渠槽水力计算的简化算法

矩形断面渠槽水力计算因涉及高次方程求解,传统算法(图解法、试算法、迭代法)过程繁复而且精度有限。经过对矩形断面渠槽均匀流水力计算公式的整理变形,通过引入中间变量,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,经多组拟合替代函数的逐次逼近,获得了表达形式简单、计算简捷的简化计算公式,由精度分析及算例计算表明,在工程实用参数范围内,简化公式的最大替代相对误差仅为0.497%,具有较高的求解精度,可在实际工程的设计中推广应用。     

几种水面线推算方法的比较

介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法,并对不同河道进行了水面线推算,然后对计算结果进行了对比分析。结果表明:对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道,若下游起始水位对上游河道水位影响较小,则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算;若下游起始水位对上游河道水位影响较大,则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算;对于断面不规整的缓流河道,水位推算结果大体呈天然河道水面线系统>HEC-RAS软件>SOBEK软件的趋势;对于急流河道,HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。     

不同汇流比时支流入汇角对水面线的影响

通过应用动量方程,假定其它水力要素不变,计算分析支流与干流不同汇流比时,支流入汇角度对交汇处上下游水面线的影响趋势和程度。     

矩形明渠水跃段速度分布的理论分析

本文论述了水跃段内水流的特征,对充分扩散段,采用类似射流的分析方法,在相似性的假设下,进行了理论探讨,其分析结果能较好地吻合于Rajaratnam等人的实验资料,从而使理论分析得到证实。     

茶坑水库校核洪水位时的水面线绘制

以茶坑水库溢流坝为研究对象,根据有关公式、规范和资料,分段计算水库校核洪水位时溢流坝泄流前沿、溢流坝坝面各位置的水深,从而绘制校核洪水位时的水面线,为复核溢流坝两侧侧墙高度和复核溢流坝交通桥梁底高程提供依据,也可为该水库以后运行、安全鉴定等提供技术指导,对类似工程水面线的确定具有参考意义。     

泗河水面线计算方法探析

以泗河为例采用非恒定流法模拟计算河道水面线.采用一维水动力模型模拟水位过程,选取泗河场次洪水进行参数率定及模型验证,模型能满足水面线计算精度要求,水面线能反映洪水流量过程变化引起的水位变化,符合实际的洪水演进规律;与传统恒定流法计算的典型频率设计水面线结果基本一致,局部存在一定差异.     

南明河贵阳市城区河段设计洪水水面线的确定

采用水文学的方法，结合南明河“91·7”、“96·7”待大洪水调查资料，对南明河各种频率设计洪水水面线进行推算，取得较精确的成果，为城市建设所采用，并起很好的防洪作用。     

标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的积分算法

标准Ⅱ型马蹄形断面由于几何形状复杂,水面线的计算较为困难,研究其工程设计中的简化计算方法是完全必要的。根据标准Ⅱ型马蹄形断面的几何关系分析了标准Ⅱ型马蹄形断面不同区域内相对断面面积、相对湿周、相对水力半径、相对水深和相对水面宽度的计算方法。根据明渠恒定非均匀流水面线的微分方程,给出了标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的分段试算法公式。根据最小二乘法拟合原理,给出了j′,Fr′²与相对水深h/r₁的近似关系,并以此关系给出了标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的积分公式,积分公式为显函数关系式,计算方便。通过3个算例比较了试算法和积分法的结果,其中试算法的步高取为1 mm,积分法与试算法相比,最大误差为0.965%,计算精度满足工程设计要求。     

U形断面渠槽的实用设计法

本文件对目前Ｕ形断面均匀流计算采用试算法进行逼近进行逼近求解所存在的敏复问题，通过优化拟俣法给出了可直接获解的计算公式。     

矩形断面收缩水深的简化计算法

针对目前矩形断面收缩水深计算方法存在的计算繁复、结果精度不高等问题,经过对矩形断面收缩水深基本方程的进一步整理,引入幂级数展开并经适当简化,获得了形式较为简单的迭代初值函数,经一次迭代后通过数学方法推求出了表达形式简单、容易记忆、计算简捷、便于实际应用、成果精度可靠的近似计算公式,通过精度分析及计算举例表明,在工程实用范围内(即0<α≤0.4,α为无量纲水深),计算相对误差小于0.54%,具有较好的应用推广价值。     

对能量法计算江河水面线几个问题的探讨

该文对能量法计算江河水面线中的特殊地形对计算成果的影响、糙率误差对成果精度的影响、局部水头损失系数的合理选取、水面线推算方向的选择、起算水位的“消噪”处理、计算方法等常见问题进行了初步探讨,可供水利设计同行参考.     

抛物线类断面渠道共轭水深计算通式

采用常规方法求解抛物线类断面渠道共轭水深,不但计算过程繁复,且成果精度不高。而目前有关的简化计算公式仅适用于某种特定形式的抛物线形断面,其公式形式尚不够简化。通过引入无量纲相对水深参数,在对抛物线类型断面渠道共轭水深基本计算公式变形整理的基础上,以保证求解成果精度满足工程设计要求为前提,经对函数高次方程的优化拟合,获得了表达形式简单、计算简捷的近似计算通式,具有实际应用推广价值。     

南水北调中线吴洼东沟排水倒虹吸设计

通过对吴洼东沟排水倒虹吸水力计算结果与模型试验结果的对比,表明所采用的水力计算方法合理,计算结果可靠。采用SAP2000和ANSYS两种方法对管身段的结构进行计算,结果表明两种方法计算结果基本相近,SAP2000计算结果略大,内力趋势基本相同。通过计算发现本工程温度对弯矩的影响幅度小于10%,吴洼东沟排水倒虹吸设计具有一定的代表性,值得类似工程参考。     

女儿河万屯桥上下游段治理工程水面线计算

女儿河发源于兴城市药王庙乡五顶山五股泉,经由南票区暖池塘镇、乌金塘水库进入南票区境内,女儿河南票区段河长27．3km,现有堤防365km。女儿河南票区万屯桥上、下游段综合治理工程充分考虑目前河道的现状和治理后情况,并采用合理的数据。以此为基础对该河段洪水面线进行推算和结果分析,可为河道防洪堤的设计提供技术支撑。     

求解圆形排水管道正常水深的一种新方法

将圆形断面均匀流水深的计算建模为一个非线性约束优化问题,应用混合模式搜索算法加以求解。通过实例计算以及与文献方法的计算结果对比分析,表明混合模式搜索算法求解圆形断面均匀流水深适用性强、计算精度高、算法实现简单,同时验证了算法的有效性和正确性,为圆形排水管道正常水深问题的求解提供了一条新途径。     

空间数据线要素综合的经典算法及其实现

随着地图学家们的不断深入研究,已产生出各种新的地图综合算法,而线要素的综合算法是地图综合的最重要的算法,其中的经典算法且具有代表性的有Douglas-Peucker算法和Li-Openshaw算法。对两种算法进行了比较分析,论述了其在VC环境下具体的实现方法。     

南水北调中线京石河北段大流量低水头渡槽的水力计算

大流量低水头渡槽根据设计流量和给定水头确定过水断面后,通过加大流量时,渡槽内发生非均匀流,工程设计人员需对这种水流情况进行推算,以确定渡槽在通过加大流量时的水面线,由此计算渡槽侧墙高度和结构荷载,确保渡槽的安全.     

六圆弧蛋形断面无压隧洞水面线解析计算模型

六圆弧蛋形断面形式复杂,水力要素为分4个区间给出的超越方程,用常规方法完成水面线计算不但存在误差累积而且计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了由一个简化通用算式替代原积分中的分段且不可积函数(最大拟合误差仅为1.53%),不但实现了由差分逐断面推算改为直接积分获解,而且由于正、负拟合误差的相互抵消,使最终计算成果的精度进一步提高。利用该近似公式完成六圆弧蛋形断面隧洞水面线计算,可使求解过程简化,工作效率明显提高,具有实用推广意义。     

唐马寨水文站低水综合线分析

唐马寨水文站位于辽阳县唐马寨镇唐马寨村。本站于1934年设立,本站历年采用临时曲线法推求,每年整编定线需要定多条曲线,整编工作量大,日常测验任务繁重,探讨唐马寨水文站低水7.50 m以下定综合单一线的可能性,通过对唐马寨水文站2013年Z-Q资料分析,在满足径流总量、最大流量、系统误差等技术指标后,确定了该站2013年综合Z-Q关系曲线。