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桥涵水文学：明渠均匀流水力计算成果

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：明渠均匀流水力计算的基本公式有两个，一个为恒定流的连续方程式：Q=vA=常数另一个则为谢才公式。1769年谢才分析明渠实测资料后提出了断面平均流速v与水力坡度J之间关系的经验公式，称为谢才公式。谢才公式可写为谢才—曼宁公式：某公路路段两侧的排水沟在设计排水量时，具备了明渠均匀流的条件，排水沟断面如图1-16所示，沟壁为不抹面的浆砌石块，沟渠糙率n=0.017，排水沟底坡i=0.00315，求设计排水量。

明渠均匀流水力计算的基本公式有两个，一个为恒定流的连续方程式：

Q=vA=常数

另一个则为谢才公式。2025年谢才分析明渠实测资料后提出了断面平均流速v与水力坡度J之间关系的经验公式，称为谢才公式。谢才公式的形式为

式中　v——流速，m/s；

R——水力半径，m；

J——水力坡度；

C——谢才系数，m1/2/s。

对于明渠均匀流，因为水力坡度J等于底坡i，即J=i，因此，谢才公式可变为

2025年，爱尔兰工程师满宁提出了计算谢才系数的经验公式，后被称之为满宁公式，即

式中　R——水力半径，m；

n——糙率或粗糙系数，一般不写单位，各种不同粗糙面的糙率或粗糙系数见表1-2、表1-3。

谢才公式可写为谢才—曼宁公式：

【例1-4】某公路路段两侧的排水沟在设计排水量时，具备了明渠均匀流的条件，排水沟断面如图1-16所示，沟壁为不抹面的浆砌石块，沟渠糙率n=0.017，排水沟底坡i=0.00315，求设计排水量。(https://www.chuimin.cn)

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图1-16　公路两侧排水沟横断面

表1-2　各种不同粗糙面的粗糙系数n

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表1-3　各种人工渠道的粗糙系数n

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解：过水断面面积

湿周

水力半径

明渠做均匀流时的流速

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设计排水量Q=vA=2.20×2.50=5.50（m3/s）