1梯形明渠断面典型设计图(1)
《水力学》练习题1—6
水力学习题1一、单项选择题1.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是A.1-1断面和2-2断面B.2-2断面和3-3断面C.1-1断面和3-3断面D.3-3断面和4-4断面3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( )A.Q A>Q BB.Q A=Q BC.Q A<Q BD.不能确定4.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 A，两管的水头损失关系为( )A.hfB =hfAB.hfB =2hfAC.hfB =1.41hfAD.hfB =4hfA5.如图所示，水泵的扬程是( )A.z1B.z2C.z1+ z2D.z1+ z2+h w6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( )A.给定水深h，求底宽bB.给定宽深比β，求水深h与底宽bC.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽bD.给定水力坡度J，求水深h与底宽b7.断面单位能量e随水深h的变化规律是( )A.e存在极大值B.e存在极小值C.e随h增加而单调增加D.e随h增加而单调减少8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( )A.M3型B.C3型C.S3型D.H3型9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为( )A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( )A.vlv2B.v lv2C.v lv22D.vlv二、填空题（不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
渠道纵横断面设计+精品PPT
• 满足A、B条件的横断面
• 渠道的纵横断面设计不是相互独立的，而是互相 联系的。
（一）梯形渠道设计参数确定
• 1、渠道比降i
–尽量使i与地面坡度一致 –满足渠床稳定要求
• 小于不冲流速 • 大于不淤流速：多泥沙河流不许考虑。
–随着渠道设计流量的减少，底坡逐渐增加
• 干渠、支渠较缓，斗渠、农渠陡
–
R=A0/X
–
Q0=A0*R**(2/3.0)*SQRT(I)/N
–
E＝ABS(Q0-Q)/Q0
–
IF(E.LE.0.001) GOTO 200
– 100 CONTINUE
–
WRITE(*,*) ‘H=’,H
– END
2、迭代公式（梯形渠道）
h2
(nQ)3 / 5 i 3 / 10
(b
2h1 1 m2 b mh1
– 1、地面高程线 – 2、建筑物位置和符号 – 3、设计水位线 – 4、渠底线（平行设计水位线减去设计水深） – 5、最小水位线（渠底＋最小水深） – 6、堤顶线（渠底线＋加大水深＋超高） – 7、桩号和高程
3、水位衔接
• （1）同级渠道不同渠段水位衔接
– A 上下段渠道流量差别不大时，调整渠道宽深比，使其 水深一致。
• B 以下级渠道最小水位为准，抬高上级渠道 最小水位；多余水头采用进水闸消除。
• 抬高渠首水位 • 减小渠道底坡
谢谢大家！
– B 建筑物较长（图中标注长度），在其进出口 和长度方向上扣除局部和沿程损失（图）
– C跌水可用垂线连接
（3）上下级渠道水位衔接
• A、以设计水位为准，上级渠道水位高于下 级渠道；
小型农田水利工程设计图集(图纸目录)
编号图名所属分类003梯形明渠断面典型设计图(1)004梯形明渠断面典型设计图(2)005梯形土渠道断面图006梯形混凝土衬砌渠道断面图(1)007梯形混凝土衬砌渠道断面图(2)008土渠挖方工程量查算表009土渠填方工程量查算表010预制安装U形衬砌渠道断面图011现浇U形衬砌渠道断面图012U形渠道断面与梯形、矩形断面连接形式013开敞式节制闸平面图014开敞式节制闸剖面图015开敞式节制闸钢筋图016预制混凝土圆形涵洞式水闸平面图017预制混凝土圆形涵洞式水闸剖面图018预制混凝土圆形涵洞式水闸钢筋图019预制混凝土矩形涵洞式水闸平面图020预制混凝土矩形涵洞式水闸剖面图021预制混凝土矩形涵洞式水闸钢筋图022铸铁闸门螺杆启闭机典型设计图023U形牛墩式小闸门设计图024田间进水闸设计图025钢筋混凝土管式斗门设计图026钢筋混凝土盖板式斗门设计图027砌石分水闸设计图028混凝土现浇分水闸设计图029梯形渠道引水口设计图(1)030梯形渠道引水口设计图(2)031U形渠道引水设计图032联合建筑物(倒虹吸、分水闸)设计图033梁式渡槽典型设计图(1)034梁式渡槽典型设计图(2)035拱式渡槽典型设计图(1)036拱式渡槽典型设计图(2)037钢管式渡槽典型设计图038渡槽细部结构图039管式渡槽设计图040U形渡槽设计图041矩形渡槽设计图042正交钢筋混凝土简支板梁式桥(1) 043正交钢筋混凝土简支板梁式桥(2) 044正交钢筋混凝土简支板梁式桥(3) 045斜交钢筋混凝土简支板梁式桥(1) 046斜交钢筋混凝土简支板梁式桥(2) 047斜交钢筋混凝土简支板梁式桥(3) 048桥梁细部结构图(1)049桥梁细部结构图(2)050桥梁细部结构图(3)051石拱桥典型设计图(1)1-渠道2-水闸3-渡槽155露地蔬菜微喷灌典型设计图(1)156露地蔬菜微喷灌典型设计图(2)157小管出流灌溉典型设计图(1)158小管出流灌溉典型设计图(2)159毛管和灌水器布置图160低压管道输水灌溉系统组成示意图161低压管道输水灌溉系统平面布置图162平原区低压管道输水灌溉典型设计图(1)163平原区低压管道输水灌溉典型设计图(2)164丘陵区低压管道输水灌溉典型设计图(1)165丘陵区低压管道输水灌溉典型设计图(2)166给水栓(出水口)安装图167出水栓(出水口)连接及保护装置安装图168梯田地埋低压输水管道布置图169管道系统保护装置安装图170PVC管道连接示意图171灌溉用混凝土管及管件172灌溉用铸铁管及管件173雨水利用生活用水系统示意图和滴灌系统示意图174雨水利用屋面集流和温室滴灌系统示意图175雨水利用公路山地复合集流和山坡集流系统示意图176雨水利用公路集流系统示意图和121雨水利用工程系统示意图177砂浆抹面水窖剖面图(1)178砂浆抹面水窖剖面图(2)179混凝土水窖剖面图(1)180混凝土水窖剖面图(2) 181混凝土水窖剖面图(3) 182红胶泥防渗水窖剖面图183浆砌石蓄水池剖面图184水泥砂浆抹面窑窑剖面图185塑料膜防渗水窖剖面图186山区蓄水池示意图187簸箕形蓄水池布置图188圆柱形混凝土水窖盖板钢筋图189雨水利用初雨排泄装置13-雨水积蓄利用11微灌12-低压管道输水灌溉。
第7章 明渠均匀流
α
b
梯形断面
26
梯形断面的边坡系数 m
• 梯形断面是最常见的一种人工渠道，一般不加衬砌， 边坡的稳定性及边坡系数m选择由土壤力学性质决定。
岩土种类 未风化的岩石 风化的岩石 半岩性耐水土壤 卵石和砂砾 粘土、硬或半硬粘壤土 松软粘壤土、砂壤
细砂 粉砂
边坡系数 m(水下部分)
1～0.25 0.25～0.5 0.5～1 1.25～1.5 1～1.5 1.25～2 1.5～2.5 3～3.5
情况不好，n=0.045-0.060; 杂草丛生，0.075-0.150）
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（四）水力最佳断面及允许流速
精选完整ppt课件 21
1. 水力最佳断面
水力最优断面：指当渠道底坡、糙率及面积大小一定时，通 过最大流量时的断面形式。
51
Q ACRi
1Ai12R23 n
1A3i 2
n
vmax m s
1.6 2.0 3.0 4.0
• 最小流速要求：v>0.3-0.4m/s（避免水草滋生）
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（五）明渠均匀流的水力计算
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明渠均匀流的水力计算有3种类型：
（1）验算已设计好渠道的输水能力：
已知b、h、m、i、n，求Q。
由均匀流计算基本公式：
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3. 思考题
思考题1：明渠均匀流可能发生在： A、平坡棱柱形渠道； B 、顺坡棱柱形渠道； C、逆坡棱柱形渠道； D、都有可能；
思考题2：非棱柱体渠道中，流线也会是平行直线，故水流也可能 形成均匀流。
A、正确；
B 、错误；
思考题3：各种渠道中：①平底坡渠道；②正底坡、长直渠道；③正 底坡、棱柱形，长直渠道；④正底坡、非棱柱形渠道；⑤逆坡底渠 道；能否产生均匀流？为什么？
弧形底梯形渠
弧形底梯形断面渠道施工顺序：定位放线—土方开挖—渠槽修整—土工膜铺设—混凝土浇筑—养护—渠肩平整（一）定位放线：根据所给定的轴线桩定位放线，采用经纬仪每25米设一渠中心桩，撒出开挖渠道和渠肩边线。
用水准仪加密BM桩，加设BM点控制桩距离根据现场地形地貌设置距离。
用以引水渠清理基槽及混凝土浇筑时控制高程。
（二）土方开挖：采用挖掘机开挖，首先根据施工放出的开挖线挖出渠道平台，渠道平台开挖时根据设计高程及原地面高程放坡，平台挖至渠肩高程后再进行渠槽放线，再根据图纸设计高程挖出渠槽。
（三）人工清理：渠槽开挖完成后即可进行人工清理渠槽，每12.5m放出中心桩，根据设计高程用水准仪测量出渠底高程，并在中心桩上标出渠底高程控制线，然后开始渠槽清理，渠槽清理时必须拉线，根据所测高程人工精修至设计高程和渠道形状。
（四）渠槽精修完毕后，进行土工膜铺设。
土工膜铺设前应先清理渠道中的石块及其他硬物，以免损伤土工膜，严禁将重物砸在土工膜上，铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。
铺设前先根据渠道断面大小将膜料加工成幅，按先下游后上游的顺序铺设（膜朝下布朝上），上游幅压下游幅，搭缝方向垂直于水流方向，这样可使膜料在水流压力下，连接缝密合，提高防渗效果。
铺设时，先将膜料的一端与先铺好的膜料焊接（粘接）牢固，膜料铺设时留有小褶皱，这样可适应保护层填筑时造成的局部变形，膜下空气要完全排除，否则在填筑时会使膜产生局部压力，损坏膜料。
膜层顶端按设计要求铺设，每幅膜间的连接采用焊接（粘接），焊接长度不小于10cm，要求膜层平整、层间洁净，且应上游一幅压下游一幅，缝口咬合紧密。
土工膜铺设结合砼板的铺筑施工，以免膜料暴露时间过长，砼板铺筑前先检查土工膜是否有破孔，如有则需进行粘补，粘补膜要超出破孔每边10～20cm。
目的是更好地达到粘补作用，避免漏补。
当天铺膜当天填筑，以避免膜层裸露时间过长。
⒈土工膜铺设前应做下列准备工作（1）确认基槽已具备铺设土工膜的条件。
流体力学 第八章 明渠流动 (1)
i
Q2 K2
Q2 A 2C 2 R
3、确定渠道的断面尺寸
在设计一条新渠道时，一般已知流量Q、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。 这时将有多组解，为得到确定解，需要另外补充条件。 1、水深h0已定，求相应的底宽b
K AC R f (b) b Q K0 i
第八章
明渠恒定均匀流
§8.1 概述
§8.2 明渠均匀流
§8.3 无压圆管均匀流
§8.1
概
述
明渠：是人工渠道、天然河道以及不满流管道 统称为明渠。
明渠流：具有露在大气中的自由液面的槽内液 体流动称为明渠流（明槽流）或无压流（Free Flow）。
一、明渠流动的特点
1. 具有自由液面，p0=0，无压流（满管流则是有压 流）。 2. 重力是流动的动力，明渠流是重力流，管流则是压 力流。 3. 渠道的坡度影响水流的流速、水深。坡度增大，则 流速 ，水深。 4. 边界的突然变化将影响明渠流动的状态。
说明：1）具有水力最优断面的明渠均匀流，当i，n，A0给定时， 水力半径R最大，即湿周χ0最小的断面能通过最大的流 量。 2） i，n，A0给定时，湿周χ0最小的断面是圆形断面，即圆 管为水力最优断面。
1. 梯形过水断面渠道的水力最优断面
A h(b mh )
B
mh h 1:m 1 m
A b 2h 1 m mh 2h 1 m 2 h d dA 对于水力最优断面有：
b
K0
K=f(b)
K K=f(h)
2、底宽b已定，求相应的水深h0
K AC R f ( h) h Q K0 i
16-0.5-0.7梯形渠设计图
批准 核定 审查 规划 制图 日期
郭永芳 黄秋利 杨帆 杨帆 薛伟
2019.06
项目名称 设计阶段
比例尺 图号ຫໍສະໝຸດ 固始县2019年石佛店镇5.1万亩高标准农田建设项目
施工图设计
梯形渠设计图
详见图示 16
田面
200
1900
200
1000
100 700
1 : 1
400
回填区域 2500
100
开挖区域
回填区域 2500
田面
500
(0.5*0.7)梯型单渠位:m横m 断面
T(0.5*0.7m)工程量统计表(1米）
项目名称 土方开挖 土方回填 C25砼护底 堵头模板 普通标准钢模板 闭孔低发泡沫塑料板
（m³） （m³）
（m³） （m²）
（m²）
（m²）
说明：
1.渠底与坡面铲平后进行砼浇筑。 2.砼标号为C25。
数量
0.7
1.4
0.28
0.06
0.60
0.06
3.每5米设置沉陷缝一道，缝宽1厘米，用聚乙烯闭孔泡沫板填充。 4.B、H分别为渠道的底宽和高度，依据设计确定。
河南省启沃土地咨询有限公司
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证书编号：
梯形灌溉渠道横断面设计分析
１ 水 力 最 佳 断 面
按 照水力 学 理论 ， 从 均 匀 流 的公 式 可 以看 出 ， 明 渠 的输 水 能力 取决 于 过水 断面 积 形状 、 尺寸 、 底 坡 和 粗 糙 系数 的大小 ¨ Ｊ 。
式 中： 为 平均 流 速 （ 米／ 秒） ； Ｑ为 设 计 流 量 ， Ｉ ｎ ／ ｓ ； 为过水 断 面 面积 ， ｍ ； Ｒ为水力 半径 ， ｍ； ｉ 为水 面坡
Ａ 为实用 经济 断面 的 过水 断面的设 计 中 ， 根据 《 灌 排 与排 水 Ｔ 程设 计 规 济断 面湿周 ， ｍ； Ｒ为 实用 经济 断 面的水 力半 径 ， ｍ； ｂ
范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ２ ８ ８ － － － ９ ９ ） ， 渠 道 水 力 最 佳 断 面 计 算 方 为实 用 经济 断 面 底 宽 ， ｉ ｎ ； ／ ３ 为 实 用 经济 断 面 底 宽 与 法（ 参 照附 录 Ｈ） 如下 ： １ ） 梯 形 渠 道 水 力 最 佳 断 面 水 力 要 素 计 算 公
Ｑ＝
ｔ Ｉ
ｉ ￣ ／ ２ Ｒ
２ ／ ３
＝
ｔ Ｉ
…
（ ３ ）
工， 不 能达 到经 济 的 目的 ， 在实 际 应用 中有 很 大 的局
限性。
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ３—０ ３—１ ２ ［ 作 者 简介 】 周春 霞 （ １ ９ ６ ３一） ， 女， 黑龙 江 克 山人 ， 高级 工程 师 ， 主要从 事水利 工程 设计 工作 。
降； Ｃ为 谢 才系数 ； ｎ为糙 率 ； Ｘ为湿周 ， ｉ ｎ 。
２ 在 渠 道 设 计 中水 力最 佳 断 面 和 实 用 经 济