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。......
2023-11-20
由于不同的材料具有不同的粗糙系数,因此,当明渠的渠底和渠壁采用不同的材料时,粗糙系数会沿湿周发生变化。例如边坡为混凝土护坡而底部为浆砌卵石的渠道[图1-17(a)],利用圬工在山坡上所构成的渠道[图1-17(b)]等,其各部分湿周具有不同的粗糙系数。此外,深挖的渠道因其下部与上部的土质不同,其下部及上部的粗糙系数亦各不相同,这种湿周的各部分具有不同粗糙系数的渠道称为非均质渠道。非均质渠道的粗糙系数应采用某一等效的粗糙系数nr(亦称综合粗糙系数)代替。nr与各部分湿周的长度χ1,χ2,…及其相应的粗糙系数n1,n2,…有关。
当渠道底部的粗糙系数小于侧壁的粗糙系数时,nr按下式计算:
图1-17 非均质渠道
在一般情况下,也可按加权平均方法估算,即
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2.复式断面明渠均匀流的水力计算
复式断面明渠均匀流的流量一般按下述方法计算:即先将复式断面划分成几个部分,使每一部分的湿周不致因水深的略微增大而产生急剧的增加。例如图1-18所示的复式断面,通常用a—a及b—b二铅垂线,将它分为Ⅰ,Ⅱ及Ⅲ三个部分,然后再用式(1-30)对每一部分分别计算流量。
图1-18 复式断面
显然,通过复式断面渠道的流量,应为通过各部分流量QⅠ,QⅡ,QⅢ,…,Qn的总合,即
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2023-11-20
当产生明渠均匀流条件不能满足,或者在河渠中修建人工建筑物时,都将引起非均匀流动。在明渠非均匀流中,若流线的曲率半径很大,各流线接近于互相平行的直线,这种水流称为明渠非均匀渐变流,反之为明渠非均匀急变流。在自然界的河流中最多见的是明渠非均匀流,如因自然地形而形成水跃、水跌、壅水旋涡等。......
2023-11-20
一般明渠水流有三种流态,即缓流、临界流和急流。因此有明渠水流的三种流态除了用以上两种方法判别以外,还有其他的判别方法,将在后面提到。试判别龙口处流态,并计算流速和波速。......
2023-11-20
由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。......
2023-11-20
图5-2桥下过水面积示意图桥孔长度的确定,首先应满足排洪和输沙的要求,即保证设计洪水以内的各级洪水及其所挟带的泥沙能从桥下顺利通过,并满足通航、流冰、流木及其他漂浮物通过。目前桥孔长度的计算方法有下列两种,采用最多的是经验公式法。桥孔最小净长Lj是在给定的水文和河床条件下,安全通过设计洪水流量所必须的最小桥孔净长度。因此计算桥孔长度时,常采用天然河槽平均流速作为设计流速。......
2023-11-20
桥孔布设必须考虑河段特点,预见未来河床变形,采取相应措施。通航海轮桥梁的桥孔布设应符合《通航海轮桥梁通航标准》的相关规定。山区河流的桥孔布设要符合以下要求。桥孔和墩台布设应考虑河槽内边滩下移,主槽在河槽内摆动的影响。桥孔布设应预计各汊流流量分配比例的变化,设置同流量分配相对应的导流构造物。试计算最小桥孔长度,并确定桥全长。......
2023-11-20
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