渠道断面流量计算公式
过水流量的计算方法
渠道流量计算方法和步骤在水利建筑工程设计和施工中常遇到流量计算问题，农田水利小型排灌渠道、排灌涵闸流量计算，是根据水流的过水断面形状和水流流态不同进行的流量计算方法也不一样，渠道过水断面是根据各地的土质情况确定，土质坚硬的一般以梯型、矩型为主，也有采用建筑物工程的圆型过水断面，水闸流量计算是根据进水闸的水流流态形式情况进行流量计算的，本次主要是以梯型断面为例介绍流量计算方法和计算步骤。
小型农田排灌渠道是由渠底宽度，渠道边坡和渠道安全超高，渠道堤顶宽度组成，渠道流量计算在平原湖区是大都采用《明渠均匀流计算公式》计算，明渠均匀流是水流在渠道中流动，各断面的水深、断面平均流速和流速分布都沿流向不变，这种水流状况称为明渠均匀流。
明渠均匀流的流量计算公式为i R C W Q ⋅⋅⋅=计算公式中各符号表示为；糙率渠道纵坡水力半径谢才系数过水断面流量===========n i x wR R R n C C W W s m Q g 1/23求公式中的各项数据，首先要计算出渠道断面的水力要素如下表；渠道断面的水力要素表例；某地计划开挖一条排灌渠道，渠道断面形状为梯形断面，设计该渠道底宽b=4m, 边坡m=1:2,渠道内正常过水深h=2.5m, 渠底纵坡i=1/1000, 渠道边坡糙率i=0.025. 计算该排灌渠道可通过最大流量为：s m Q /3=计算步骤； 1. 过水断面计算250.225.2)5.224()2(m h h m b W =⨯⨯+=⋅⋅+= 2. 湿周计算12.20215.22421222=+⋅⨯+=++=m b x 3. 水力半径计算12.112.2050.22215.2225.250.224(2122)(22==+⨯⨯+⨯⨯+=+++=h h mh b R 4. 谢才系数计算 025.112.10225.011225.0=⨯==g R nC 225.012.1=g R225.015.05.15.1=⨯==n g 5. 流量计算S m i R C W Q /32.34001.012.144.445.223=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅= 该排灌渠道设计的过水断面可通过S m /32.343渠道引水灌溉的坡降一般为：1/250、1/500、1/750、1/1000、1/2000、1/2500、1/5000七种。
第一节灌溉渠道流量确定和设计(3)
弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。19:30:4219:30: 4219:3012/1/ 2020 7:30:42 PM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.119: 30:4219:30Dec-201- Dec-20
重于泰山，轻于鸿毛。19:30:4219:30: 4219:30Tuesday, December 01, 2020
(4) 梯形渠道水力最佳断面的计算公式: 在渠道比降和渠床糙率一 定的条件下，通过设计流量所需要的最小过水断面称为水力最佳断 面，梯形渠道水力最佳断面的水力要素按下表计算。
表3-16 梯形渠道水力最佳断面参数计算公式
梯型渠道水力最优断面常为窄深式，这种渠施工困难， 特别是大型渠道，当地形条件复杂时施工就更加困难， 因此在实际应用中，水力最优断面不一定是经济断面。 但水力最优断面具有工程量最小的优点，小型渠道和 石方渠道可以采用。在工程实践中为了经济合理，常 常放弃水力最优断面，而选用实用经济断面。实际过 程中存在一组宽浅式的梯形断面，其水深和底宽有一 个较广的选择范围，以适应各种具体情况的需要，而 在此范围内又能基本上满足水力最优断面的要求（即
(2) 续灌渠道设计流量的计算: 续灌渠道一般为干、支渠道，流量较大，上、 下游流量相差悬殊，这就要求分段推算设计 流量，各渠段可采用不同的断面。各级续灌 渠道的输水时间都等于灌区灌水延续时间， 可以直接由下级渠道的毛流量推算上级渠道 的毛流量。所以续灌渠道设计流量的推算方 法是自下而上逐级、逐段进行推算。生产实 际中一般用经验公式估算续灌渠道分段设计 流量。
土质渠道不冲流速
渠床土质 轻壤土 中壤土 重壤土 粘土
不冲流速(m s-1)
备注
0.6～0.8 0.65～0.85 0.70～0.95 0.75～1.00
渡槽水力计算
1、上游渠道水深h 01.1 已知数据上游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 上游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.01渠床糙率：n=0.0181.1 用试算法计算上游渠道水深h 02、下游渠道水深h 0计算2.1 已知数据下游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 下游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.012渠床糙率：n=0.0182.2 用试算法计算下游渠道水深h 03、渡槽底坡i 、槽身净宽B 、净深H 设计3.1 已知数据渡槽长度（m ）：L=105渡槽设计流量（m 3/s ）：Q=5渡槽加大流量（m 3/s）：Q=6渡槽糙率：n=0.018渡槽纵坡：i=0.0144、渡槽总水头损失计算进口段局部水头损失系数：ξ1=0.1出口段局部水头损失系数：ξ2=0.3允许水头损失（m ）：［△Z ］=1.61取出口渐变段长度（m ）：L 2=106、进出口槽底高程计算6.1 已知数据进口前渠底高程（m ）：▽3=1445.99计算：校核：审查：日期：日期：日期：陈军编制贵州省水利水电勘测设计研究院上游渠底高程1445.99i=0.01下游渠底高程1444.52i=0.012渡槽105m i=0.014提示一：计算稿中未着色部分需要你手工输入数据，着色部分为自动计算数据。
提示二：计算稿中所列计算公式参见《灌溉与排水设计规范》及有关水力学书籍。
提示三：本计算稿采用C5(162×229mm）排版，接近16K。
提示四：梁式渡槽满槽时槽内水深与水面宽度的比值一般取0.6～0.8；拱式渡槽可适当减少。
提示五：槽身过水断面的平均流速宜控制为1.0～2.0m/s 。
提示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表M.0.2-1和M.0.2-2。
口槽底高程=1444.52m。
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
渠道断面水位-流量关系曲线率定分析
渠道断面水位-流量关系曲线率定分析杜坤（新源县水利局，新疆新源835800）摘要：以新疆维吾尔自治区西北部伊犁州新源县恰普河灌区续建配套与现代化改造工程为背景，在概述灌区渠道改建情况的基础上，进行了渠道最优断面选取的分析，并对渠道断面水位-流量关系曲线率定过程展开分析探讨。
灌溉渠道断面水位-流量关系曲线的率定结论可为灌溉用水量准确测量及灌区水资源调度制度优化提供科学依据，并为灌区生态文明建设提供水文监测基础性资料，提升灌区水文监测能力及服务水平。
关键词：渠道断面；水位-流量关系；曲线；率定中图分类号：TV133文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）10-0123-02Calibration Analysis of the Relationship Curve between Water Level and Discharge inChannel SectionDU Kun（Xinyuan Water Conservancy Bureau,Xinyuan835800,China）Abstract：Based on the continuation and modernization reconstruction project of the Qiapu River Irrigation Area in Xinyuan County,Ili Prefecture,Northwest Xinjiang Uygur Autonomous Region,the selection of the optimal channel section is analyzed on the basis of summarizing the reconstruction of the irrigation area.The calibration process of the relationship curve between water level and discharge in channel section is analyzed and discussed.The calibration conclusion of the water-discharge relationship curve of the irrigation canal section can provide scientific basis for the accurate measurement of irrigation water consumption and the optimization of water resource scheduling system in the irrigation area.It also provides basic hydrological monitoring data for the construction of ecological civilization in the irrigation area.The capacity and service level of hydrological monitoring in irrigation area have been improved.Key words：channel section；water-flow relationship；curve；calibration0引言随着中国农业灌区发展规模的不断增大，在渠道建立水量监测断面是提升水资源优化配置及利用效率的重要手段。
U形渠道
H
b
U 形渠道的K r 值 m（a） θ Kr 0（0° ） 180° 0.65-0.72 2） 0.1（5.7° ） 168.6° 0.62-0.68 0.2（11.3° ） 157.4° 0.56-0.63 0.3（16.7° ） 146.6° 0.49-0.56 0.4（21.8° ） 136.4° 0.39-0.47
U 形、弧形底梯形断面设计 1. 流量计算 Q = C × A × Ri 式中： A = K A × H2 X = KX × H KA = (
θ 2
+ 2m − 2m′) × K 2 r + 2×
θ 2
m′ − m × K r + m
K X = 2 × (m + H 为水深，m；
θ 2
− m′) × K r + 2m′
2 θ
（4） 过水断面面积 A: 已知：r、m（a） 、H2 , A=
r2 2
π × 1−
a 90°
− sin 2a + H2 × 2r × cos a + H2 tan a
（5） 湿周 X： 已知：B、r、m（a） 、H2 ， X=π r× 1−
a 90°
+
2H 2 cos a
或：X = （6） 水力半径 R： 已知：A、X， R=
A X
B m
× 1 + m2 -
2r m× 1 −m cot −1 m
（7） 弧段水深H1 ： 已知：H、H2 , H1 = H − H2 湿周中 2 cot −1 m为弧度值，弧度为 57.32484° 5. U 形渠道计算实例 已知：K r =0.8，m=0.3，H=0.6m，i=0.008 求：U 形渠道过流量 解：1.计算半径 r： r = K r × H = 0.8 × 0.6 = 0.48m 2.计算圆心角θ ： θ = 2 × cot −1 m = 2 × cot −1 0.3 = 2 × 90° − 16.7° = 146.6° 3.计算K A KA =
渠道断面流量计算公式
3.5Biblioteka erimeter） 常用χ （希腊字母）表示；
=（R∧1/6）/n；
渠道流量计算公式
计算公式：Q=AC（Ri）1/2=1/n（Ai1/2R2/3）=1/n（A5/3i1/2/Χ U形槽 项目 流量Q 底部半圆半径r 上部侧墙高h 糙率n （m） 0.55 （m） 0.11 0.015 0.002 底坡i 过水面积A （㎡） 0.595925 1.947 湿周X
2/3
单位 （m3/s） 数值 109.913
过水面积(S)：过水断面面积；
湿周(X)：过流断面上流体与固体壁面接触的周界线，称为湿周（Wetted Perimeter） 常用χ （希腊字 水力半径（R）：过水断面面积/湿周,S/X；
糙率(n)：查表可以得出，糙率对流速影响很大，查表选值时请慎重； 谢才系数：计算明渠和管道均匀流平均流速或沿程水头损失的主要公式，C=（R∧1/6）/n； 流速：v=C（R*i）∧0.5； 流量：Q=v*S。
）
单位 （m3/s） 数值 0.80692
矩形断面 项目 流量Q 宽b （m） 0.4 水 深h （m） 0.42 0.015 0.002 糙率n 底坡i 过水面积A （㎡） 0.168 1.24 湿周X
单位 （m3/s） 数值 0.13213
梯形断面 项目 流量Q 宽b （m） 20 水 深h （m） 3.5 0.0225 0.0001 糙率n 底坡i 过水面积A （㎡） 112.875 45.48 湿周X
水力半径R 谢才系数C 流速V （㎡/s） 0.30607345 54.728433 1.35407
水力半径R 谢才系数C 流速V （㎡/s） 0.13548387 47.777491 0.78647
渠道断面流量计算公式
计算公式：Q=AC（Ri）1/2=1/n（Ai1/2R2/3）=1/n（A5/3i1/2/Χ2/3）
U形槽
项目 流量Q 底部半圆半径r 上部侧墙高h 糙率n
单位 （m3/s ）
（m）
（m）
数值 0.80692
0.55
0.11
0.015
底坡i 0.002
过水面积A （㎡） 0.595925
水力半径R 谢才系数C 流速V
（㎡ /s）
0.30607345 54.728433 1.35407
水力半径R 谢才系数C 流速V
（㎡ /s）
0.13548387 47.777491 0.78647
水力半径R 谢才系数C 流速V
（㎡ /s）
2.48183917 51.71459 0.97376
边坡m 3.5
erimeter） 常用χ（希腊字母）表示；
=（R∧1/6）/n位 （m3/s
） 数值 0.13213
宽b （m） 0.4
水 深h （m） 0.42
糙率n 底坡i 过水面积A 湿周X （㎡）
0.015 0.002 0.168 1.24
梯形断面
项目 流量Q 单位 （m3/s
） 数值 109.913
宽b （m）
20
水 深h （m） 3.5
糙率n 底坡i 过水面积A 湿周X （㎡）
0.0225 0.0001 112.875 45.48
过水面积(S)：过水断面面积； 湿周(X)：过流断面上流体与固体壁面接触的周界线，称为湿周（Wetted Perimeter） 常用χ（希腊字 水力半径（R）：过水断面面积/湿周,S/X；
糙率(n)：查表可以得出，糙率对流速影响很大，查表选值时请慎重； 谢才系数：计算明渠和管道均匀流平均流速或沿程水头损失的主要公式，C=（R∧1/6）/n； 流速：v=C（R*i）∧0.5； 流量：Q=v*S。