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桥涵水文学:粗糙度不同明渠水力计算

【摘要】: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。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,…

1.断面周界上粗糙度不同的明渠均匀流的水力计算

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Q,Q,Q,…,Qn的总合,即