梯形明渠水力计算程序
梯形渠道水力半径公式
梯形渠道水力半径公式摘要：一、引言二、梯形渠道水力半径公式的概念和原理三、梯形渠道水力最佳断面设计的方法四、梯形渠道水力半径公式的应用实例五、结论正文：一、引言梯形渠道是水利工程中非常常见的一种渠槽形式，它具有占地少、施工简单、运行可靠等优点。
在水利工程设计中，如何确定梯形渠道的水力最佳断面，以达到过水面积最大或流量最大的目的，是一个重要的研究课题。
而梯形渠道水力半径公式则是解决这一问题的关键。
二、梯形渠道水力半径公式的概念和原理梯形渠道的水力半径公式是指，在梯形渠道内，水流的半径与渠道的宽度和深度之间存在着一定的关系。
这个关系可以用一个公式来表示，即：R = (b + h) / 2，其中，R 表示水力半径，b 表示梯形渠道的宽度，h 表示梯形渠道的深度。
根据水力半径公式，我们可以知道，当梯形渠道的宽度和深度确定时，水力半径也就确定了。
而水力半径的大小直接影响到梯形渠道的水力性能，如过水面积、流量等。
三、梯形渠道水力最佳断面设计的方法要确定梯形渠道的水力最佳断面，可以采用以下步骤：1.根据工程需要，确定梯形渠道的宽度b 和深度h。
2.根据水力半径公式，计算出对应的水力半径R。
3.利用梯形渠道的水力最佳断面设计方法，求解出最佳断面的水深。
4.根据求解出的最佳断面水深，设计出梯形渠道的水力最佳断面。
四、梯形渠道水力半径公式的应用实例假设某水利工程需要设计一条梯形渠道，宽度为4 米，深度为2 米。
根据水力半径公式，可以计算出该梯形渠道的水力半径为：R = (4 + 2) / 2 = 3 米。
然后，利用梯形渠道的水力最佳断面设计方法，可以求解出最佳断面的水深。
假设该渠道的设计流量为10 立方米/秒，通过计算可得，最佳断面的水深为0.6 米。
根据求解出的最佳断面水深，可以设计出梯形渠道的水力最佳断面，以达到过水面积最大或流量最大的目的。
五、结论梯形渠道水力半径公式在水利工程设计中具有重要作用，它可以帮助我们确定梯形渠道的水力最佳断面，从而达到过水面积最大或流量最大的目的。
梯形渠道水力半径公式
梯形渠道水力半径公式
梯形渠道水力半径公式是用于计算梯形渠道中的水流水力半径的数学公式。
水
力半径在水力学中是一个重要的参数，用于描述水流的流动情况和水在渠道中的阻力大小。
在梯形渠道中，水流通常是非均匀的，即底部宽度大于水面宽度。
这种非均匀
流动条件下，水力半径的计算需要考虑梯形渠道的几何特征。
梯形渠道的几何特征包括底宽b、上底宽t、水深h以及底宽和上底宽之间的夹角θ。
梯形渠道水力半径公式如下：
Rh = (b + t*h)/(2*(b + h*sin(θ/2)))
其中，Rh表示水力半径，b表示底宽，t表示上底宽，h表示水深，θ表示底宽
和上底宽之间的夹角。
通过使用这个公式，我们可以计算出梯形渠道中的水流水力半径。
水力半径的
数值越大，表示流体的阻力越小，流速越大。
因此，水力半径的计算对于渠道设计、水流分析和水力性能评估非常重要。
需要注意的是，在使用梯形渠道水力半径公式时，所有长度单位需要保持一致。
同时，该公式仅适用于非均匀流动条件下的梯形渠道，对于其他类型的渠道需要使用相应的公式进行计算。
综上所述，梯形渠道水力半径公式是计算梯形渠道中水流水力半径的数学公式，通过该公式可以有效评估梯形渠道的水力性能和流动特性。
在工程实践中，合理应用该公式能够提高渠道的设计质量和水流的安全性。
渠道水力计算
0.068611328 9.12
8.476 0.929386 47.19416011 14.398045 3.806583286
0.068611328 9.12
8.476 0.929386 47.19416011 14.398045 3.806583286
综合糙率（n)
nmax/nmin＜1.5 nmax/nmin＞
定了渠底宽度b，设一系列h，做出K=f(h)曲线图，再由已知流量Q和底坡i算出相应的流量模数K已知，在曲线图上查出
湿周（χ）
水力半径 （R）
谢才系数 流量模数 已知流量模数
（C)
（K)
（K已知）
6.52 0.693251534 37.6306567 141.620346 18.76091434 1.453306673 47.3017302 1554.77278 23.41640786 2.049844719 50.0923003 3442.49006 27.88854382 2.58170525 52.055736 6022.18949 32.36067977 3.090169944 53.6390663 9429.14667
相对稳定断面 （β）
水深 （h）
底宽
(b)
38
0.007
0 0.0209 7.448471389 1.162294654 8.657318479
(3)实用经济断面宽深比
计算方法： （1）拟定偏离系数α：α=A经/A优（一般取α=1.01～1.4） （2）计算γ： γ=h经/h优 γ=α5/2-(α*（α4-1）)1/2 （3）计算宽深比β：β=(α*（2（1+m2)1/2-m)-m)/r2
0.0225 0.020932018 0.020932018
梯形明渠均匀流标准计算书
梯形均匀流水力计算程序（JSY-SJS-SL01）
程 序 1.公式采用水力计算手册（武汉水利电力学院）P74有关公式。 说 明
程 序 发 布 日 期 ： 2001 年 03 月 1 日 编制：石维新 校对：王雷 审核：王晓娟
工 程 名 单 项 工 程 名 计 算 内 工 程 编 计 算 时 一、设计条件 序号 名 1 明渠底宽 2 明渠水深 3 边坡 4 明渠造露 5 明渠底坡 称
称 称 容 号 间
高井节制闸工程 梯形过流能力及水面计算 S06039 设计阶段 初 步 设 计 2015年3月1日 3:56:47 PM
代号 单位 b m h m m n I
数
值
备
注
2 1 0 0.017 过水面积 2 湿周 3 水力半径 4 谢才系数 5 断面平均流速 6 流量 代号 单位 计算结果 w 2.00 m2 x m 4.00 R 0.50 c 52.41 v m/s 2.62 3 Q m /s 5.24 计算公式 (b+mh)h b+2h(1+m2)^0.5 w/x R1/6/n c*(Ri)^0.5 W*v
1
梯形渠道水力最佳断面设计的简单方法
宽深 比
一
詈＝２ 一 一 （ 十
＾
（ １ ）
（） ２
圈 １ 梯 形 渠 道 断 面 罔
面 积
Ａ 一 （ ６＋ ） ｈ
水 力 半 径
． Ｒ
湿 周
＝
ｂ＋ ２ √１＋ ｈ
按 水 力 最 佳 断 面 设 计 梯 形 渠 道 的 断 面 尺 寸
由 （ ）可 知 １
ｂ一 口 ｈ
—
ｌ ｆ 丘＋ ２ Ｖ ， ＾ Ｔ＋ ， Ｈ
（ ＋ ２ １＋ Ⅲ。 ＾ 卢 ）
＝
Ｑ＝ Ａ 瓶 Ｃ 一 Ｒ
¨
：
，
Ａ
，
２ 水 力最佳断面水深与底宽的求解
如 图 １ 示 梯 形 渠 道 ， 底 宽 为 ｂ 水 深 为 ｈ 所 其 ， ， 边 坡 系 数 为 ｍ， 率 为 ｎ 底 坡 为 ｉ 则 糙 ， ，
Ｇ
０ ９ ７ ０ ９ ２ ０ ９ ６ ０ ９ ４ ０９ ８ ． １ ． ５ ． ６ ． ６ ． ４
整 理 后 得
瓦
＝
：
Ｉ Ｊ 【 筹） ㈣
将 式 （ ） 人 式 （ ） 整 理 后 可 得 １代 ９，
１． ７ Ｋ ５８ ｎ
２．Ｔ＋ ｍ ／
令 则
（ ） ３ 计算举例 １ ０
某梯 形 断面渠 道 ， 坡 系数 ／ 边 ＇ １ ２ ， 率 ｎ一 ． ５ 糙
＝ ０ ０ ５ 底 坡 ｉ一 ０ Ｏ ０ ４， 过 的 流 量 Ｑ ＝２ ２ ２ ， ． ０ 通 ．
收稿 日期 ： ０ １ １ — ８ ２ ０—２２ 即
√ ｉ 一 尺
式 中 ， 一 ０／
ｉ称为 流量 模数 ， 位 ： 单
梯形明渠水力最优断面尺寸计算书
具体计算过程如下:
渠道底部宽度b =β×h = 0.828×0.930 = 0.770m
断面面积：ห้องสมุดไป่ตู้
A = b×h+(m1+m2)/2.0×h×h
= 0.770×0.930+(1.00+1.00)/2.0×0.930×0.930 = 1.581m2
= 1.581×39.119×(0.465×0.00500)0.5= 2.983m3/s
三、计算结果：
所以，正常水深计算值h = 0.930m
渠道底部宽度b =β×h = 0.828×0.930 = 0.770m
平均流速：
渠道湿xx：
X = b+h×[(1+m1×m1)0.5+(1+m2×m2)0.5]
= 0.770+0.930×[(1+1.00×1.00)0.5+(1+1.00×1.00)0.5] = 3.401m
水力半径：
xx系数：
C = 1/n×R(xx公式)
代入上式：
×0.465= 39.119
计算流量：
Q1 = A×C×(R×i)0.5
渠底坡度：
i = 0.00500
二、计算过程：
水力最优断面的宽深比：
β= (1+m1×m1)0.5+(1+m2×m2)0.5-m1-m2 = 0.828程序采用试算法求解，正常水深h从0.1米开始以0.01米的步长递增取值。
通过程序试算，当h = 0.930m时，计算流量Q1 = 2.983m3/s
梯形
项目名称_______日期_______
运用EXCEL软件计算梯形渠道流量
运用EXCEL软件计算梯形渠道流量在渠道流量的计算中，主要对水深进行试算，有时一次不能成功，需要进行多次试算，过去用手工计算非常繁琐，工作量大，容易出现错误。
而现在运用Excel软件的对数据自动处理和计算功能，就可以很轻松地完成渠道设计流量的计算工作。
下面仅就自己在实际工作中运用EXCEL软件对梯形渠道流量的计算方法作一简介，以供参考。
一、渠道流量计算公式在渠道横断面设计中，灌溉渠道水流以明渠均匀流公式计算。
明渠均匀流即是水流在渠道中流动，各断面的水深、断面平均流速和流速颁布都沿流向不变。
明渠均匀流的计算公式为：Q=ων=ωC(Ri)1/2式中 ω——过水断面面积R——水力半径，R=ω/χ χ——湿周i——渠道的底坡C——谢才系数，C＝(1/n)R1/6n——渠道糙率二、计算步骤计算时采用试算法，具体步骤如下：１、先假设一个水深h值；２、根据已知的渠底宽b、边坡系数m计算出渠道的过水断面面积ω、湿周χ、水力半径R；３、依据糙率n及水力半径R计算出谢才系数C值；４、用Q＝ωC(Ri)1/2(i已知)计算流量Q；５、若此流量与需要通过的流量相等，讲明假设的水深值为通过需要流量时的水深；若不相等，则应另假设一个水深，仍按上述步骤计算，直到算出的流量值与要求通过的流量值相等为止。
三、 在Excel中列式计算在Excel中建立一个新的工作薄，在A3列输入所要计算的渠道名称，B3列输入渠道水深h，C3列输入渠道底宽b，D3列输入渠道边坡系数m，E3列输入渠道糙率n，F3列输入渠道底坡i等基础数据。
根据上述计算步骤，下面进行过水面积，湿周，水力半径，谢才系数及流量的计算。
选择G3单元格，输入公式ROUND(((D5+E5*C5)*C5),2)计算过水断面面积ω；选择H3单元格，输入公式计算湿周x=ROUND((D5+2*C5*(SQRT(1+POWER(E5,2)))),2)；选择I3单元格，输入公式ROUND((H5/I5),2)计算水力半径R；选择J3单元格，输入公式ROUND((1/F5*(POWER(J5,0.167))),2)计算谢才系数C；最后选K3单元格，输入公式ROUND((H5*K5*(SQRT(J5*G5))),2)计算设计流量Q。
U形及弧形底梯形渠道断面水力计算的搜索法与程序
渠道 断 面水 力 计算 是 常 见 的水 力 计算 ， 用 范 应 围广 泛 。水 深是 渠道 断面水 力计 算 中重要 的水 力要 素 ， 通 过流量 与水 深 的相关 方 程求解 水深 参数 时 ， 在 由于 方程 为非线 性 超 越 方程 ［ 常 用 的水 力 要 素 一 ， 般情 况下 很难 获得根 式解 【 。 ２ Ｊ 在渠 道 断面水力 计算 过程 中涉及 到 的有流 量推 求水 深 的计算 ， 由于 相关 方程 不能直接 求解 ， 计算 对 式 中 ： 为 湿周 。
Ｓ ｐ ．， ００ ｅｔ ２ ６
Ｕ 形及弧形底梯形渠道 断面水力计算的搜 索法与程序
赵 晨 徐 睿 ２ ，
（． １ 武汉大学水 利水 电学院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ； ． ３ ０ ０ ２ 山西省运城市水利勘测设计研究 院 ，山西 运城 ０ ４ ０ ） ４ ００
摘
要 ：目前 广泛应用 的 Ｕ形和弧形底梯形渠 的渠道 断面水力计算是 常见 的水 力计算 ， 水深是 渠道 断
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｙ ｒｕｉ ａｃ ｌｔ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ｓｄ ｆｒｃｏ ｓｓｃｉｎｏ ．ｈ ｐ ｄａ ｄｔａ ｅｏｄ ｈ ｎ ｅｓｗｉ ｒ ｅｈ ｄ ａ ｌ ｃ ｌｕａｉ ｕ ｒｎ ｌ ｕ ｅ ｒ ｓ ｅｔ ｆｕｓ ａ ｅ ｎ ｒｐ ｚ ｉａ ｃ ａ ｎ ｌ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｙ ｏ ｏ ｌ ｈ ｂ ｔｏ ｉ ａ ｆｍｉａ ｙ ｒｕｉ ａｃ ｌｔ ｎ．Ｔｈ ｐ ｉ ｌｄ ｐ ｈ ｏ ｔｒｉ ｏ ｔｎ ｂ ｅ ｒｈｎ ｎ ｔ ｅｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｔｍ ａ ｌ ｒ ｈ ｄ ａ ｌ ｃ ｌｕａｉ ｓ ｉ ｃ ｏ ｅｏ ｔ ｍａ ｅ ｔ ｆｗａｅ ｓｇ ｔｅ ｙ ｓａ ｃ ｉｇ ｉ ｈ ａ ｇ ｆ ｄ ｐｈ ｗｉ ｉｅ ｔｐ ｈ ｙ ｒ ｕｉ ｃｏ ｓ ｒ ａｃ ａｅ ｅ ｔ ｔ ａｇｖ ｎｓｅ ，ｔ ｅｈ ｄ ａ ｃｆ ｔｒ ｅｃ ｌｕ ｔｄ，ｔ ｅＶＣ ｐ ｏ ｒｍ ｏａｔ ａｉ ｈ ｇ ｒｔ ｍ ａ ｅｎ ｈ ｌ ａ ａ ｌ ｈ ｒ ｇ ａ ｔ ｃｕ ｚ ｔ ｅａ ｏｉｈ ｈ ｓｂ ｅ ｌ ｅ ｌ
D-6 常用断面渠道水利学计算程序
D-6 常用断面渠道水利学计算程序作者 杨志河（水电部天津勘测设计院）一、编制目的渠道工程的设计主要是确定设计流量和纵横断面尺寸。
前者是根据需水要求确定，后者是根据水利计算确定。
渠道纵横断面尺寸的设计是互为条件、互相联系的。
在实际工作中往往将纵横断面设计交替进行，反复计算和经济实用比较，最后选择合理的设计方案。
渠道水力计算常借用各种诺模图查算或采用试算法，这样工作量很大，而且误差大，进行多种方案的比较更加困难。
编写计算程序，使用电子计算机直接求解高阶隐函数方程式，短时间内能提供多种设计方案，对于提高渠道工程的设计质量，加快设计速度有积极意义。
二、程序说明㈠ 计算原理、公式、依据渠道中的水流具有自由表面、水流属无压流，水流流态可以是恒定流或非恒定流，均匀流或非均匀流，也可以是急变流或渐变流。
渠道一般较长，在一定的渠段内比降保持不变，断面均匀，渠道中的水流接近均匀流。
虽然渠道中免不了有弯曲、断面扩大、收缩等情况，但都是局部的变化，本程序利用均匀流公式进行计算。
非均匀流另有程序计算。
1、基本公式：渠道过水断面流量V W Q ⨯=谢才公式RI C V ⨯=流量模数R C W K ⨯⨯=水利最优梯形断面的宽深比)1(22M MH B P MM M -+⨯==式中:W-渠道断面过水面积； V-渠道断面平均流速；C-谢才系数，采用满宁公式进行计算611R N C ⨯=，采用巴甫洛夫斯基公式进行计算YR N C ==1，其中N 为渠道糙率，R 为渠道过水断面水力半径, R N N Y )1.0(75.013.05.2---=B M -水力最优梯形断面底宽； H M -水力最优梯形断面水深； M-梯形断面的边坡。
以上公式参考武汉水利电力学院编《水利计算手册》（水利出版社1980年出版）第二篇-渠道的水利计算。
2、计算简图：㈡ 水力要素W 、X 、R 、B 计算公式式中各符号的意义见图1,矩形21==MM,三角形B=0三、程序功能、适用范围及使用条件㈠程序功能本程序由“T”段程序及“F”段程序组成，分别适用于梯形（包括三角形、矩形）和复式断面渠道的水力计算。
明渠均匀流水力计算书
明渠均匀流水力计算书
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、示意图：
二、基本设计资料
1．依据规范及参考书目：
武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）
中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：
计算目标: 计算流量。
正常水深ho = 3.20 m，渠底比降i = 1/7000，底宽（或半径）b = 1.50 m
渠槽为梯形断面：
左侧边坡系数m1 = 2.500，右侧边坡系数m2 = 2.500
糙率n = 0.0250
三、计算依据
1．明渠均匀流基本计算公式：
Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2
R ＝ω/ χ
C ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）
以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；
χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率
四、计算结果
过水断面面积ω= 30.400 m2，湿周χ= 18.733 m
水力半径R = ω/χ= 30.400/18.733 = 1.623 m
谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0250×1.6231/6 = 43.362 m0.5/s
过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2
= 30.400×43.362×（1.623×1/7000）1/2 = 20.071 m3/s。