第5章明渠恒定均匀流.ppt

跃峰渠灌区 §5.4 水力最佳断面及允许流速 推导水深公式： §5.4 水力最佳断面及允许流速 计算最佳断面时底宽： 计算渠中流速： §5.4 水力最佳断面及允许流速 校核流速：不冲流速 校核流速：不冲流速 所以： 设计最佳水力断面符合不冲不淤流速。 欢 迎 提 问 如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出 ! In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me ! 水利工程中，梯形断面的渠道应用最广，现以梯形渠道为例，来说明经常遇到的几种问题的计算方法。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 明渠均匀流的基本公式： 对于梯形断面： 由上面的推导可以看出： §5.5 明渠均匀流的水力计算 上式包括六个量即Q，m，b，h，i，n。在计算时，边坡系数m及糙率n是根据明渠的土壤和护面材料的种类以及施工条件，由实测或根据经验预先确定的。因此梯形明渠均匀流的水力计算，实质上是根据明渠所担负的任务和所经地段的地形及地质情况等，先确定己Q，b，h，i四个量中的三个，然后应用公式求另一个量。 验算渠道的输水能力 对已成渠道进行校核性的水力计算，特别是验算渠道的输水能力。 即已知：m,n,i,b,h 确定Q ; 计算方法直接用公式: §5.5 明渠均匀流的水力计算 验算渠道的输水能力 例题：已知：断面为梯形。m=1.5,b=34m,i=1/6500,H=3.2m (1)电站引用流量为Q=67m3/s，计算渠道在超高0.5m的条件 下，还能供给工业用水多少？ (2)当最小水深为1.5m时，是否发生冲刷。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 m=1.5 m=1.5 b 3.2m 验算渠道的输水能力 解：当水深为h=3.2m-0.5m=2.7m时求渠道输水能力。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 m=1.5 m=1.5 b 3.2m §5.5 明渠均匀流的水力计算 2、 已知渠道的设计流量Q、底坡i、底宽b、边坡系数m和粗糙系数n，求水深h。 计算方法：①试算法_图解法；②迭代法。 上面的方程式，是一元多次方，不能用数学方法直接求解，所以用试算法-图解法,或迭代法。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 ①试算法_图解法步骤： 1、根据上面的公式，假设一系列的h值，求出对应的流量Q值。 2、据不同的h值对应有流量值Q绘出h～Q曲线图。 3、然后根据已知流量，在曲线上可查出要求的h值。 ②查图法步骤： 1、计算　　 值。 2、计算值。 3、然后据m的值，在附图Ⅱ曲线上可查出要求的　　值。 ４、再求h值。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 ③迭代法： §5.5 明渠均匀流的水力计算 ②查图法原理： §5.5 明渠均匀流的水力计算 ②查图法原理： 由上式可知 仅为 的函数。可以绘出m为参数的 ～ §5.5 明渠均匀流的水力计算 由上式可知 仅为 的函数。可以绘出m为参数的 ～ 两边同除 §5.5 明渠均匀流的水力计算 例题：已知m=1,i=1/800,b=6m,Q=70m3/s 求渠堤高度（要求超高0.5m）。 水深加上超高就是渠堤高度。所以关键就是计算水深。 （1）试算～图解法。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 例题：已知m=1,i=1/800,b=6m,Q=70m3/s 求渠堤高度（要求超高0.5m）。 水深加上超高就是渠堤高度。所以关键就是计算水深。 （2）查图法。 m=1查图,h/b=0.55。 渠堤高度为3.8m。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 3. 已知渠道的设计流量Q、底坡i、水深h、边坡系数m及粗糙系数n，求渠道底宽b。 计算方法：①试算法-图解法 例题: 已知:h=3.5m,Q=31m3/s,i=1/1000,求b=? n=0.013 §5.5 明渠均匀流的水力计算 ①试算法_图解法步骤： 1、根据上面的公式，假设一系列的b值，求出对应的流量Q值。 2、据不同的h值对应有流量值Q绘出b～Q曲线图。 3、然后根据已知流量，在曲线上可查出要求的b值。 ②查图法步骤： 1、计算　　 值。 2、计算值。 3、然后据m的值，在附图Ⅰ曲线上可查出要求的　　值。 ４、再求b值。 4、确定渠道的底坡 已知渠道的土壤或护面材料、设计流量以及断面的几何尺寸，即已知 n，Q 和b，m，h 各量，确定渠道的底坡i : §5.5 明渠均匀流的水力计算 §5.5 明渠均匀流的水力计算 5、确定渠道的断面尺寸 已知流量Q、流速v、渠道底坡i、边坡系数m 及粗糙系数n，要求设计渠道的断面尺寸，即确定渠道的底宽b 和水深h。 §5.5 明渠均匀流的水力计算 例题：已知流量Q、流速v、渠道底坡i、边坡系数