基于MATLAB GUI的天然河道过水断面面积计算
最新河道断面测量要求及控制原则
河道断面测量要求及控制原则 1、断面间距控制在300米以内，若遇断面变化较大（如河道缩窄处、弯道较大或支流入汇处），应在此处增加测量断面； 2、断面编号从下游起编，各支流或分汊应单独编号； 3、若遇过河建筑物（如滚水坝、桥等），应测量3个断面：过河建筑下游断面、过河建筑上游断面及过河建筑物本身的横剖面断面，前两个断面参与河道断面编号，过河建筑物单独编号，桥（或滚水坝）的名称要标明。 4、遇桥梁或居民集中区，应进行洪痕调查（最好有两处以上或两场洪水以上）。查明洪痕发生的时间，并测出洪痕点的高程，洪痕位置应测量断面。 5、位于两整治河段之间的河道，若有滚水坝或其他控制断面，则只需测出控制断面的横剖面及其下游处横断面，否则，应增加测量该河段的横断面，使整治河道断面保持连续性。 6、河道带状图测量应在整治河段范围的基础上适当往上、下游延伸测量100-200m 范围。 7、测量成果应包含以下内容：测量带状图、河道横断面图（含过河建筑物剖面图）、河道纵断面图、断面数据（EXCEL 形式）和断面间 距等相关内容。算术平方根的双重非负性 一般地，如果一个正数x 的平方根等于 a ，即x 2=a ，那么这个正数x 叫做a 的算术平方根。0的算术平方根是0。其中算术平方根有一个非常重要的性质，就是它的双重非负性，即①被开方数0≥a ；②0≥a 。这一性质在解题中有着极其广泛应用，以下举例说明。 一、利用非负性①被开方数0≥a
例1 x 为何值时，下列各式有意义。 ⑴x -； ⑵x x +-1； ⑶ 14+x ； ⑷12+x ； ⑸11 2--x 解：⑴当0≥-x ，即0≤x ，x -有意义； ⑵当01≥-x 且0≥x ，即10≤≤x 时，x x +-1有意义； ⑶当01>+x ，即1->x 时，14 +x 有意义 ； ⑷当012≥+x ，即x 取任意实数时，12+x 有意义； ⑸当012>--x ，即(),012>+-x 012<+x 时，11 2--x 有意义，但 无论x 取任何数，12+x 都不会是负数，故原式无意义。 评注：对于⑶、⑸这样的式子，除了应用被开方数0≥a 的性质外，还要注意分母不能为0。 例2 若x 、y 满足42112=+-+-y x x ，则xy 的值为 。 解：由被开方数0≥a 得， 021,012≥-≥-x x 2 1,21≤≥ x x 所以2 1=x 把2 1=x 代入等式得4=y 故2421=?=xy ，应填2。
面积比法计算设计断面洪水中面积指数的确定
面积比法计算设计断面洪水中面积指数的确定 刘连梅,信增标，王保东,田燕琴(水利部河北水利水电勘测设计研究院,天津3０025０)【摘要】：南水北调中线工程河北段460多ｋm，共与大小河沟20０多条相交,有不少河沟交叉断面设计洪水需要采用面积比法计算。为此，对海河流域部分河流实测降雨洪水资料作了分析，得出了不同时段洪量的面积指数范围,为南水北调中线工程设计提供了依据。 【关键词】: 南水北调中线工程;设计洪水;面积比法;面积指数 1 问题的提出 在设计洪水计算时,当设计断面无实测资料，但其上游或下游建有水文站实测资料,且与设计断面控制流域面积相差不超过3%,区间无人为或天然的 分洪、滞洪设施时,可将水文站实测资料或设计洪水成果直接移用于设计断面;若区间面积超过3%，但小于20％,且全流域暴雨分布较均匀时,常用面积 比法将水文站设计成果进行推算。该方法的关键是面积指数的选取。在海滦河流域以往一般根据经验取值，在只对计算洪峰流量时,面积指数一般选用０．5 ~ ０.7；计算时段洪量时面积指数没有选定范围。南水北调中线工程河北省段460多ｋm，共与大小河沟20０多条相交,有不少河沟交叉断面设计洪水需要采用面积比法计算,为此对海河流域部分河流实测降雨洪水资料作了分析，得出了不同时段洪量的面积指数范围,为中线工程设计提供了依据。 2 河流、水文站及洪水资料的选取２．1 河流及水文站的选取原则 一般讲，一条河的上下游两站流域面积小于20%时，可作为分析对象。但海滦河流域实际上水文站网稀少,因此选取时将区间面积放宽到30%，个别站放宽到３5%。基本满足此条件的河流及水文站见表１所列。 2.２洪水资料的选取 洪水资料的选取应符合以下３条原则：（1）尽量选取较大的洪水资料；(2）选取流域内降雨分布比较均匀的场次洪水；(3）对上游修建大中型水库的河流，应选取建库前的资料。 由于滦河和桑干河流域面积过大,包含了迎风山区、背风山区和高原区,难以出现全流域均匀降雨,未选用洪水资料。其他４条河8个代表站流域面积
河道水面线推求及参数选取方法
设计洪水水面线推算 根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。 （1）水面线推算的基本公式 水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。 具体如下： 式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速； 2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速； j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失； l R C V h f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失； )22(2221g V g V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失； ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，由于断面逐渐扩大的ζ取 值0.333，桥渡处ζ取值0.05~0. 1。 C ——谢才系数； R ——水力半径； α——动能修正系数。 （2）河道糙率 河道的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系 数可以采用《水工设计手册》第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数x N xn n ∑=1当 ；设总湿周x 的各组成部分1x ，2x ，……N x 及所对应的粗糙系数分别为n 1，n 2……n N 。 1糙率的选取 河道糙率影响因素有河槽方面也有水流方面。河槽边壁及河床粗糙程度，滩地植被，河槽纵横形态的变化是主要因素。大洪水糙率小于小洪水糙率，若附近有大洪水资料时可采用河段附近现状河道纵横断面资料反推综合糙率；若河道纵横断面于大洪水有较大变化时应在河道原貌的基础上反推糙率；反推糙率实际上小于实际糙率。无资料时可根据经验参照水力计算手册确定，偏重于安全考虑，在河道整治工作中糙率适当选小些，在防洪规划中适当大一些。 2起推断面与起推水位的确定
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式 、枢纽建筑物计算 3 1/2 1、 进水闸进水流量计算： Q=B 0 Ss m （ 2gH o ） 式中：m —堰流流量系数 s —堰流侧收缩系数 2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下： 流速公式： u = C . Ri 流量公式 Q = Au = AC .. Ri 流量模数 K = A CR 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即 C = 1R 1/6 n R —水力半径（m ）; i —渠道纵坡； 2 A —过水断面面积（m ）; n —曼宁粗糙系数，其值按 SL 18确定。 3、 水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以 al 型壅水曲线和bl 型落水曲线最为常见。求解明渠 恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为 2、 h 2业 2g i-i f 式中：△ x 流段长度（m ）; g -------- 重力加速度（m/s2）； h 1、h 2 -------------- 分别为流段上游和下游断面的水深（ m ）； v 1、v 2 ---------------- 分别为流段上游和下游断面的平均流速（ m/s ）; a 1、a 2――分别为流段上游和下游断面的动能修正系数； i f ――流段的平均水里坡降，一般可采用 △ x= 2g
式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（ m ）； 2 2 .n 2V 2 R ；/3 或i f fl
式中：h f—△ x段的水头损失（m； n 1、n2――分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则R 1、R2――分别为上、下游断面的水力半径（m）; A 1> A分别为上、下游断面的过水断面面积（m2）; 4、各项水头损失的计算如下： （1）沿程水头损失的计算公式为 式中：0 —吼道断面中心半径（m） 计算结果，须满足下列条件: h B、a H v—水的气化压强水柱高（m m=n2=n; 也x 'n2v2 R473 2 2 n 2V2 R4/3 （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为: 'v；V2 ' - hs= hc+hf =f c———+ if L Q 2g丿 5、前池虹吸式进水口的设计公式 （1）吼道断面的宽高比：b o/h o=1.5 —2.5 ; （2）吼道中心半径与吼道高之比：r o/h o=1.5 —2.5 ; （3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A/A0=2 — 2.5 ; （4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A0/A M=1—1.65 ; （5）吼道断 面底部高程（b点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m （6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7 —0.9 ; 6、最大负压值出现在吼道断面定点a处，a点的最大负压值按下式确定： “2P/ h B、a 二w h°—、h w - 2g 式中：前池内正常水位与最低水位之间的高差（m； h o —吼道断面咼度（m）; h w —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m）; * P /—因法向加速度所产生的附加压强水头（m） 0.2m；
5、河道断面设计
5、河道断面设计
目录 1、综合说明 (3) 1.1天府镇概况 (3) 1.2天府镇场镇河堤现状 (3) 1.3水文气象 (6) 1.3 水文气象 (6) 1.3.1 气象 (6) 1.4工程地质 (7) 1.3.1地形地貌 (7) 1.3.2地质构造及地震 (7) 1.3.3地层岩性 (8) 1.3.4水文地质条件 (9) 1.5河道断面设计 (10) 1.6河道整治建筑物设计 (10) 2、编制依据 (10) 2.1技术依据 (10) 3.4洪水 (11) 3.4.1洪水特性 (11) 3.4.3设计洪水 (11) 4工程地质 (13) 4.1整治河段工程地质条件 (13) 4.2工程主要地址问题 (14)
5、河道断面设计 (14) 5.1河道现状 (14) 5.2河道断面设计 (15) 6.河道整治建筑物设计 (16) 6.1工程等级及建筑物级别 (16) 6.2工程设计 (16) 6.2.1堤身设计 (16) 6.2.2附属设计 (16) 7施工组织设计 (17) 7.1工程业主 (17) 7.2工程材料 (17) 7.3施工顺序 (17) 8投资概算 (18) 8.1编制原则和依据 (18) 8.2 工程总投资 (19) 附：1、天府镇石佛村刘家沟河堤整治工程施工设计图纸。 2、天府镇石佛村刘家沟河堤整治工程工程概算表。
天府镇石佛村刘家沟河堤整治工程
1、综合说明 1.1天府镇概况 天府镇位居川东平行岭谷区，华蓥山脉观音峡背斜中上部份。海拔高度在175米至830米之间。耕地集中在175米至800米地带。山脉为北东—南西走向，南端被嘉陵江切断，海拔低至175米，幅员面积54平方公里。天府镇粮食作物大春以玉米、稻谷、红苕为主；小春以小麦、胡豆为主。多经作物以蔬菜、水果、蚕桑、茶叶为主。镇域的煤矿资源比较丰富，是华莹山煤田的组成部分。辖区内的煤炭开采虽有上百年的历史，但煤炭生产仍是地区经济的重要组成部份，是天府镇的支柱企业。辖区内除有大型国有企业天府矿务局外，乡镇企业的小煤矿也有较快的发展。近年来随着重庆市改革开放的不断深化，经济的迅猛发展。 1.2天府镇场镇河堤现状 根据我公司设计人员与天府镇人民政府的技术人员进行现场勘察河道整治工程位于石佛村杨家沟社。流域形状呈长条形，全流域面积约22km2，主河道长6km，河道平均比降26‰。刘家沟工程河段由于常年淤积，加上河道多处出现垮塌，一到汛期，洪水便会淹没河道周围农田。为了提高该河段的防洪标准，治理水污染，保护国家和生命财产安全，受项目业主的委托，重庆龙禹水利勘察设计有限公司承担了该河道整治工程施工设计方案的编制工作。（河堤现状如下图）
过水断面面积
第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均
水利工程设计常用计算公式
水利常用专业计算公式 一、枢纽建筑物计算 1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH03）1/2 式中：m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数 2、明渠恒定均匀流的基本公式如下： 流速公式： u＝Ri C 流量公式 Q＝Au＝A Ri C 流量模数 K＝A R C 式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即
C ＝ 6/1n 1R R —水力半径（m ）； i —渠道纵坡； A —过水断面面积（m 2）； n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。 3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为 △x=f 21112222i -i 2g v a h 2g v a h ???? ??+-???? ??+ 式中：△x ——流段长度（m ）；
g ——重力加速度（m/s 2）； h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）； v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）； a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数； f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用 ??? ??+=-2f 1f -f i i 21i 或??? ? ??+=?=3/4222 224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ） ； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）； 4、各项水头损失的计算如下： （1）沿程水头损失的计算公式为
拦河闸设计计算书
目录 1 基本资料错误!未定义书签。 工程概况错误!未定义书签。 地质资料错误!未定义书签。 水文气象错误!未定义书签。 建筑材料错误!未定义书签。 批准的规划成果错误!未定义书签。 2 闸孔设计错误!未定义书签。 闸址的选择错误!未定义书签。 闸型确定错误!未定义书签。 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度错误!未定义书签。校核泄洪能力错误!未定义书签。 3消能设计错误!未定义书签。 消能防冲设计的控制情况错误!未定义书签。消力池尺寸及构造错误!未定义书签。 海漫设计错误!未定义书签。 防冲槽设计错误!未定义书签。 上下游岸坡防护错误!未定义书签。 4防渗排水设计错误!未定义书签。 闸底地下轮廓线的布置错误!未定义书签。 排水设备的细部构造错误!未定义书签。 防渗计算错误!未定义书签。
5闸室布置错误!未定义书签。 底板和闸墩错误!未定义书签。 闸门与启闭机错误!未定义书签。 上部结构错误!未定义书签。 闸室的分缝与止水错误!未定义书签。 6闸室稳定计算错误!未定义书签。 设计情况及荷载组合错误!未定义书签。 完建无水期地基承载力验算错误!未定义书签。 正常挡水期闸室抗滑稳定验算错误!未定义书签。7上下游连接建筑物错误!未定义书签。 上下游连接建筑物的作用错误!未定义书签。 上游连接建筑物错误!未定义书签。 下游连接建筑物错误!未定义书签。 8 附图错误!未定义书签。 水闸半平面布置图错误!未定义书签。 水闸纵剖面图错误!未定义书签。 9.结束语错误!未定义书签。
1 基本资料 工程概况 某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩，河流平均纵坡1/6200。本工程属三级建筑物。 本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。地质资料 (一)根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下： 1、湿重度r湿=m3 =／m3 土壤干重度r 干 饱和重度r =／m3 饱 =／m3 浮重度r 浮 2.自然含水量时，内摩擦角φ=230 饱和含水量时，内摩擦角φ=200 土壤的凝聚力C=／m2 3.地基允许承载力[P地基]=150KPa 4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f= 5.地基应力的不均匀系数[η]=～ 6.渗透系数K=×10-3cm／s (二)本地区地震烈度为60以下 水文气象 (一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。 (二)风速：最大风速V=20m／s，吹程D=0.6Km。 (三)降雨量：非汛期(1～6月及10～12月)9个月河流平均最大流量为10m3/s；汛期(7～9月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。年平均最大流量36.1 m3/s，最大年径流总量为亿m3。年平均最小流量15.6 m3/s，最小年径流总量为亿m3。 (四)冰冻：颖河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。 (五)上下游河道断面 建筑材料 本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给，距京广线很近，交通条件较好。经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。闸址处有足够多的砂料。 批准的规划成果
河道工程土方计算及断面图绘制
瓯江口新区起步区河道工程 土方量、断面图 申报单位：市政总公司新区分公司 绘图软件：《易算土方》
52.7 填=0.000挖=134.088设计高=-1.000地面高=3.820填挖高=-4.820左坡 脚:-16.747/4.547右坡脚:15.472/3.272 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 62 填=0.000挖=53.823设计高=-1.000地面高=0.540填挖高=-1.540左坡 脚:-14.055/1.855右坡脚:14.055/1.855 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 80 填=0.000挖=107.256设计高=-1.000地面高=1.720填挖高=-2.720左坡 脚:-15.855/3.655右坡脚:15.915/3.715 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 120 填=0.000挖=107.045设计高=-1.000地面高=1.250填挖高=-2.250左坡 脚:-16.331/4.131右坡脚:15.819/3.619 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 160 填=0.000挖=105.688设计高=-1.000地面高=1.240填挖高=-2.240左坡脚:-16.114/3.914右坡脚:15.951/3.751 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 200 填=0.000挖=103.091设计高=-1.000地面高=1.330填挖高=-2.330左坡脚:-15.932/3.732右坡脚:15.772/3.572 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 填=0.000挖=95.363设计高=-1.000地面高=1.490填挖高=-2.490左坡脚:-15.195/2.995右坡脚:15.728/3.528 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 280 填=0.000挖=93.442设计高=-1.000地面高=1.490填挖高=-2.490左坡脚:-14.975/2.775右坡脚:15.719/3.519 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
工程设计中天然河道水面线计算
=水文勘测> 工程设计中天然河道水面线计算 吴树煌,华智敏,王文彬 (内蒙古水利水电勘测设计院,内蒙古呼和浩特010020) 1摘要2 天然河道水面线计算的方法及建议。 1关键词2 水面线;计算;建议 中图分类号:TV131.4文章标识码:C文章编号:1009-0088(2008)03-0013-03 天然河道水面线的计算多采用不计局部水头损失 的能量方程(差分形式)逐段推算,计算中常遇的问题 是初始计算断面的选择及其水深的确定。当河段内或 距离不远处设有水文测站时,当然应以其实测断面为 初始计算断面,可从实测水位流量关系确定其计算水 深。但中小河流的许多河段没有测站或测站距离较 远,这种情况下,经多年实践,我院采取的计算方法是 将计算河段的最下端河段当做均匀流计算其水深,并 作为最下游端初始计算断面的水深,由下游往上游逐 段计算河道水面线。并在多次计算过程中认识到,即 使初始计算断面水深有一定误差,推算若干段后,均可 趋近正确。 对于上述认识,在此做简单的论证,提出其运用条 件并对如何使各种水面线计算更为准确提出一些建 议。 1流态为缓流的天然河道 绘制其水面线所依据的基本方程式为恒定、非均 匀缓变流的能量方程,其差分形式如公式(1)。 i-i f=v E s v L (1) 式中i)计算分段纵坡; v L)计算分段长度(m); v E s)计算分段上、下游断面的断面单能量差; v E S=E sn-E sn+1=(h n+av n2 2g )-(h n+1+ av n+12 2g ) 具有下标n和n+1分别表示各计算分段下游断 面和上游断面的水力要素。 i f)单位长度的摩阻损失。 近似按均匀流计算i f= v2 c2 R (2 ) 图1符号及下述运算符号的下标说明: 0-0表示计算河段正确的水面线; I-I表示初始计算断面1-1,假设水深h11
河道整治的分析与计算
河道整治的分析与计算 摘要：近年来，随着城镇建设的快速发展，各地区需要更多的建筑原材料，例如水泥、石灰等工矿企业，为了取水和就地取材方便，这些企业一般选在离河道近，地势平整的小山沟里。为了充分利用地势，符合建厂规划，一般都要对建厂位置弯曲的河流进行改道整治。本文引入工程实例，进行了详实分析，最后设计出利于河道行洪的明渠，为项目顺利实施提供了科学的依据。 关键词：行洪；明渠；水深；流量 abstract: in recent years, with the rapid development of urban construction, the region needs more and more building materials, such as cement, lime and other industrial and mining enterprises, in order to convenient for water and local materials, these enterprises are generally selected on near the river, level off hill terrain ditch. in order to make full use of the terrain, conform to the planning establishment, typically for factory location curved river diversions. introduce engineering examples, this paper has carried on the detailed analysis, finally designed for flood discharge in river channel, for the project smooth implementation provides a scientific basis. key words: flood passage; open channel; the depth of the water; traffic
过水断面面积
精心整理 第三章 给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节 基本概念 定在2000流，当Re 但是，且而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。 五、水流的水头和水头损失 水头是指单位重量的流体所具有的机械能，一般用符号h 或H 表示，常用单位为米水柱(mH 2O)，
简写为米(m)。水头分为位置水头、压力水头和流速水头三种形式。位置水头是指因为流体的位置高程所得的机械能，又称位能，用流体所处的高程来度量，用符号Z 表示；压力水头是指流体因为具有压力而具有的机械能，又称压能，根据压力进行计算，即p γ(式中的p 为计算断面上的压力， γ为流体的比重)；流速水头是指因为流体的流动速度而具有的机械能，又称动能，根据动能进行 计算，即22v g （式中v 为计算断面的平均流速，g 为重力加速度）。 位置水头和压力水头属于势能，它们二者的和称为测压管水头，流速水头属于动能。流体在流动过程中，三种形式的水头(机械能)总是处于不断转换之中。给水排水管道中的测压管水头较之流速水头一般大得多，在水力计算中，流速水头往往可以忽略不计。 实际流体存在粘滞性，因此在流动中，流体受固定界面的影响（包括摩擦与限制作用），导致 称为水当行计算。式中f h —v C R l —管渠长度，m 。 对于圆管满流，沿程水头损失也可用达西公式计算： 2 2f l v h D g λ=（m ）（3-2） 式中D —圆管直径，m ； g —重力加速度，m/s 2 ； λ—沿程阻力系数，28g C λ=。 沿程阻力系数或谢才系数与水流流态有关，一般只能采用经验公式或半经验公式计算。目前国内外较为广泛使用的主要有舍维列夫（Ф·Α·ЩевеЛев）公式、海曾－威廉（Hazen-Williams ）
河道设计
2.5桥梁跨越处输水河道设计 1、河道断面设计 水城大道工程跨越小运河工程处输水河道断面为梯形衬砌单式断面，河道设计桩号为35+456，输水河底比降1/10000，河底高程28.74m，河道底宽25m，设计水位34.01m，设计水深5.27m，边坡1:2.5；河道左堤堤顶高程35.01m，堤顶宽7.0m，堤顶设有4.5m宽的管理道路，路面采用水泥混凝土结构；河道右岸堤顶高程35.01m，堤顶宽度4.0m。 桥梁跨越处输水渠道断面采用防冻胀、防扬压、防渗漏的“三防”设计，具体衬砌结构型式为：采用聚苯乙烯保温板+复合土工膜（一布一膜）+现浇混凝土板。为了增加护坡稳定性，防止河道局部冲刷对衬砌结构的破环，在河底两侧坡脚处设置混凝土齿墙。 （1）防冻胀设计 经冻胀量计算，阴阳面均采用3cm厚聚苯乙烯保温板防止冻胀破坏。采用边坡全断面铺设保温板方案，保温板长度为两侧衬砌边坡长度。 （2）排水减压设计 1）排水方案 在输水河两侧坡脚处的混凝土板下设暗管集水，每隔一定河段，设一逆止式集水箱，集水箱出水管的出口高程超过河底的垂直高度为15cm；对于地下水位超过河底2.0m以上的河段，需在河底以上115cm
处再增设一道排水设施。 2）暗管自流内排系统的结构及布置 暗管排水系统由集水暗管及其反滤材料、逆止式集水箱及出水管组成。 3）集水暗管和反滤材料 整个衬砌河段均需要设置双排集水暗管，集水暗管沿左右两侧河坡布置，比降与河底一致；下排暗管中心在河底以上0.15m，其上、下排暗管间距为1.0m。集水暗管采用内径为φ150软式透水管，管间采用对接，外侧包裹一层300g/m2土工布，土工布沿管周长的搭接长度25cm，周围用中粗砂填充。 4）逆止式集水箱和出水管 逆止式集水箱采用工程塑料箱体，设有集水室和排水室。集水暗管和集水箱连续间隔埋设，集水暗管两端分别插入集水室，当地下水位高于河内水位即外水压力大于内水压力时，逆止式阀门开启，地下水进入排水室，通过出水管排到输水河内，以降低地下水位，减少浮托力；反之阀门关闭。集水箱出水管采用硬质聚乙烯塑料管，出水管径为6cm，管长为76cm，以1/50坡降坡向输水河一侧。 根据排水量计算，整个衬砌河段均需要设置两排逆止式集水箱，间距在60m，上下排梅花状间隔布置。集水箱安装高程及水平位置，要求集水孔中心与排水暗管中心重合，集水箱水平安放。 （3）衬砌结构设计 1）渠坡衬砌
过水断面面积
本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流 (又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。 对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水
断面法在河道沟渠土方量计算中的应用
171 断面法在河道沟渠土方量计算中的应用 范俊武 河南省水利第一工程局 李婷婷 河南水利建筑工程有限公司 摘 要：本文针对河道、沟渠等土方计算常使用的断面法的特点进行了分析介绍，并结合工程中的实际 情况对该方法所采用的不同的计算公式进行了分析，并通过实例对算法的实用性及优越性进行了说明。 关键词： 断面法；土方量； 精度 引言 随着我国水利建设的快速发展，特别是南水北调重大战略性工程的快速推进，在水利工程的规划设计和施工中，常常需要进行填、挖土方量的概预算和精确计算，土方的测量和计算工作越来越多。由于土方量的多少直接影响着工程的造价，因而要求土方量的计算具有一定的准确度。同时土方数量的多少也是河道、沟渠设计中重要技术经济指标。 由于河道、沟渠填挖方不是简单的几何体，所以土方数量的精确计算是一项繁琐复杂的工作。通常采用的计算方法有方格网法、三角网法、面积形心法、数值法、断面法等。而真正在实际工程中，根据水利工程的特点，多采用断面法来近似计算土方数量。本文根据工作实践认识，从断面法的特点及本质入手进行分析，针对不同的实际情况得出相应的计算公式，并对结果进行比较分析。 1 断面法原理 所谓断面是指与线路走势相交的有界竖平面，其下周界是与原地面及边坡相交的曲(折)线，上周界是与规定高程相交的直线。线路上的断面应选在线路平面形态显著变化处,断面应垂直于线路方向(或河道中心线)。其目的是为了控制地形变化，从而满足计算土方量精度要求。由于在曲线段上，相邻断面并不平行，且断面的间距采用河道中心轴线曲线的长度，因此在曲线段上，计算的工程量与该段的实际工程量有一定的差异。所以针对这种情况要采用不同的计算方法，尽可能使计算的工程量趋近于实际的工程量。断面法：在地形图上，根据土方计算的范围，以一定的间距等分线路，将线路划分为若干个相互平行的横截面。按照设计高程与地面线所组成的断面图，计算每条断面线所围成的面积，由相邻两断面面积及之间的间距算出相邻两断面间的体积，将各相邻断面的体积加起来，求出总体积，这种方法称为断面法。它不仅适应于面状地形，更适应于带状地形和有坎地形。 2 实际操作流程 随着测量仪器的不断更新换代，测量精度和自动化程度越来越高，利用全站仪和 RTK 可以快速获取控制点的三维坐标，然后把测量结果自动的传输给计算机，利用南方 CASS 测图软件实现数据采集、数据传输、断面绘制、面积查询以及土方量的计算。使得这项工作全过程基本实现了自动化。 2.1 全站仪和RTK采集断面数据 首先测量施工坐标系统，断面测量是在施工坐标系下进行的，所以要将测站点的大地坐标通过坐标转换换算成施工坐标系坐标。然后利用全站仪和 RTK 的自动数据采集功能测量多个断面，获取断面上各个特征点的位置坐标并自动记录，并将坐标数据传输到计算机中，将断面数据按照一定的格式进行组合排列，使其满足 CAD 自动绘图的需要。2.2 自动生成断面 将上述转化好的数据利用南方 CASS 测图软件进行绘图。首先生成里程文件，里程文件用离散的方法描述了实际地形。然后利用里程文件根据设计要求自动成纵、横断面图。 2.3 土方量的计算 在 CASS 软件中用鼠标点取“工程应用\断面法土方计算\图面土方计算”。 择要计算土方的断面图：拖框选择所有参与计算的横断面图，指定土石方计算表左上角位置：在屏幕适当位置点击鼠标定点，系统自动在图上绘出土方计算表。 3 断面法计算原理 计算出断面面积和确定了断面间距以后，选择相应的公式来计算断面间的体积。下面就有关公式的适用性和建立相应的实用公式作一些探讨。3.1 截锥公式 由棱台体积计算公式得出截锥公式如下 ： （1） 式中 V i 为截锥公式计算的两断面间的容积；d i,i+1为A i 、A i+1两断面的间距；A i 、A i+1为两断面面积。截锥公式是有严格立体几何定义的公式,要求两底面平行且相似，各条侧棱延长后交于一点(顶点)，并且两底面的面积与顶点到各自底面的距离(锥高)的平方成比例。实际线路上的断面间几何体很难符合这些条件,但其立体概念明确,理论严谨,工程中常被近似地使用。 3.2 梯形公式 梯形公式又称平均平均断面法它是将两相邻断面面积之和的二分之一乘以断面间距来计算体积，然后以各部分体积 的总和来计算工程量，它是一种近似的工程量计算方法。此
淋水面积的计算
一、简述 如上图，冷却塔放于层间，运行时冷却塔进/排风大致可分为6个区间（图中箭头表示风向，其长度表示风量大小）；它们分别是： a 区——冷却塔在A轴方向的主要进风面，该处装有1250mm高百叶3层。 b1/b2——冷却塔入风回流区，在这两个区很可能出现负压；回流在b2区会较多出现。 c 区——冷却塔高速排风区。 d 区——冷却塔在1/A轴方向通风区，该区为负压区，风速较a区高，且以乱流出现居多。 e 区——热风扩散区；冷却塔排风经过一段距离（冷却塔排风口到建筑顶部百叶约4000mm）后，动压明显下降，静压上升，该区属正压区，其间大部分热风经建筑顶部百叶排入大气，少部分弥散后排风受阻会滞留一段时间，但，由于上下（e 区~b区）空间随机存在着压差，使得部分e区弥散的热风回流。 二、冷却塔的选型 1、设计条件 温度：38℃进水，32℃出水，27.9℃湿球； 水量：1430M3/H；水质：自来水； 耗电比：≤60Kw/台，≤0.04Kw/M3·h， 场地：23750mm×5750mm； 通风状况：一般。 2、冷却塔选型 符合以上条件的冷却塔为：LRCM-H-200SC8×1台。 （冷却塔[设计基准]37-32-28℃，此条件下冷却塔处理水量为名义处理水量） 其中，LRC表示良机方形低噪声冷却塔，M表示大陆性气候适用，H表示加高型，200表示冷却塔单元名义处理水量200M3/H，S表示该机型区别于一般冷却塔，C8表示该塔共由8个单元并联组合而成，即名义处理总水量为1600M3/H。 冷却塔的外观尺寸为：22630×3980×4130。
冷却塔配电功率：7.5Kw×8=60Kw，耗电比为60÷1600=0.0375Kw/M3·h。 三、校核计算 1、已知条件： 冷却塔LRCM-H-200SC8在37-32-28℃温度条件下单元名义处理水量L=200 M3/H；冷却塔风量G=1690M3/min。 2、设计条件： 热水温度：T1=38℃； 冷水温度：T2=32℃； 外气湿球温度：T w=27.9℃； 大气压：Pa=76mmHg； 处理水量：L=179 M3/min； 水气比：L/G=1.605； 热负荷：Q=1074000Kcal/h； 组合单元数：N=8。 3、冷却塔特性值 依照CTI标准所给出的计算公式 Ka·V/L= 近似计算为 Ka·V/L=× 代入数据得，Ka·V/L=1.251。 其中
小河道治理水文计算
2 水文 2.1 流域概况 XX县位于AA省中部，地处东经106°13′48″至106°38′48″、北纬25°38′48″至26°17′30″，北同贵阳接壤、西与安顺、紫云毗邻，南接罗旬，东连惠水，属黔南布依族、苗族自治州辖县。县城距省城贵阳市87km，距黔南州府都匀市178km，全县东西宽43.2km，南北长71.04km，全县总面积1554km2。县境内地势北高南低，最高海拔1597.5m，最低海拔660m，处于长江流域与珠江流域的苗岭分水岭。 大地河位于XX县境内，属珠江流域，红水河干流、蒙江一级支流、摆所河一条支流，摆所河流域面积1.85km2，在县境内穿越XX城南规划区。河流沿线共计影响人口1.8万人。 本次治理工程范围内大地河河道总长1.9km，河道平均坡降2.105‰。治理河道段地理参数见表2-01。 河道地理参数表 表2-01 2.2 气象 本流域属北亚热带季风湿润气候区，大多数地区气候温和，冬无严寒，夏无酷暑。冬季主要受西伯利亚冷气流的影响，夏季受印度孟加拉湾的西南暖湿气流和西太平洋的海洋性气候的影响。由于地处云贵高原，地势较高的高原面与地势较低的河谷，气候有明显差异。年平均气温16℃，最热月为7月，平均气温23.9℃，最冷月为1月，平均气温6.1℃，全年大于或等于10℃积温为4699℃（80%的保证率）。年日照时数为1227.6h，日照百分率为27%，太阳辐射量为85.38KKa/mm2。无霜期长达285d。多年平均降雨量为1360mm。该区域属高海拔、低纬度地区，
热量丰富，气候宜人，春暖早、秋凉迟，冬无严寒，夏无酷暑。充裕的热量能满足稻麦一年两熟或旱地一年三熟农作物生长对热量的需求。 2.3 水文基本资料 设计流域内有XX县气象站，流域内无其它水文测站和雨量测站。XX 县气象站基本上处于流域下游，XX县气象站建站于1944年，从1977年至2008年有完整资料系列，从1977年起资料精度较高，因此本次设计利用1977～2008年资料作为设计暴雨计算依据。本次水文分析计算采用暴雨洪水法进行推求设计洪水。 2.4 洪水 2.4.1 暴雨特性 大地河流域暴雨的主要天气系统是冷锋低槽和两高切变，其次是长江横切变，本区域暴雨天气系统以冷锋低槽为多。流域处于珠江上游大暴雨区的过渡地带，一般是5月份进入雨季，10月份结束。大暴雨主要集中在5～7月份，8～10暴雨的量级较小。 2.4.2 洪水特性 设计流域洪水由暴雨形成，洪水的主要特点是：峰高量大，历时不长，一般在1d以内，主要集中于12h之内，洪水陡涨陡落，多呈单峰型。洪水量级主要受暴雨量、暴雨强度控制，前期降雨和前期土壤含水量等亦起一定作用。洪水主要发生5～10月，尤以6～9月份的发生洪水量级大而频繁。流域地形地貌特征，造成该流域洪水不仅具有山区河流洪水峰高量大的特点，而且汇流集中，洪水涨势凶猛。 2.4.3 设计暴雨 1、暴雨调查 1967年8月28日暴雨，降雨量145.2mm，部分地区受灾。 1972年5月12日特大暴雨，全县受灾较重，河谷地区尤重。 1977年6月13日～15日连降大雨、暴雨，三天降雨量达235mm，山洪暴发，河水猛涨，局部地区山崩地裂，造成洪灾。 1983年6月18日暴雨下了7个小时，县城地区降雨量149.4mm，造成严重灾害。 2002年6月7日下午6时至6月8日上午9时，XX县遭受了特大洪