推求法计算天然河道水面曲线的局限性
天然河道水面线计算的改进方法
天然河道水面线计算的一种改进方法发表日期：2008-03-14作者：文峰竹来源：水工网评论1条本文章系网络收集转载，不代表本站观点，如果有谬误或者任何侵犯权益的地方，请联系QQ 31184摘要：天然河道水面线的推算是水力学的经典问题，对于河道防洪、水库淹没有极其重要的意义。
在大量采用电算后，程序算法选取的欠妥时会导致计算成果与实际情况不相符合。
本文就天然水面线计算的基本公式出发，对常用的自下而上推算天然河道水面线的电算程序算法选择进行探讨，提出一种可行的预报—校正计算公式。
1、问题的由来天然河道水面线的推算是水力学的经典问题，对于河道防洪、水库淹没有极其重要的意义。
自上个世纪末以来，由于计算机的大量普及，天然河道水面线逐步由人工手算演变成程序电算，极大地提高了设计效率，把设计人员从繁琐、枯燥的数字计算中解放出来。
但在计算程序算法选取欠妥也会出现一些问题，造成计算成果与实际情况产生了较大的出入，尤其是在坡降较陡的山区河道，有些程序（例如原ＰＣ1500程序集中的水面线计算程序）计算的水面线非常低，与实际情况相去甚远。
本文就天然水面线计算的基本公式出发，对常用的自下而上推算天然河道水面线的电算程序算法选择进行探讨，提出一种可行的电算方法。
２、天然河道水面线基本方程的分析天然河道水面线计算在水利工程中均采用能量法，基本方程为：z1 +=z2 +++ （）…………①式中：Z1—上游断面的水位；Z2—下游断面的水位；v1—上游断面的流速；v2—下游断面的流速；α1—上游断面的动能校正系数；α2—下游断面的动能校正系数；—河道平均局部阻力系数；Δs—河段的长度；—河道平均流量；K—流量模数；将①式写成：z1 ++ -=z2 ++ …………②式中，对于从下游向上游推算情况，式右边项均为已知项，为定值。
令：f（z1）= z1 +（）-…………③其中：=（K+ K）=（R+ R）对③式，当z1→z0（河床高程），、R→0，→R（定值），→定值，（）→+∞，故f（z1）→+∞，即z1→z0为③式的一条渐近线；当z1→+∞，、R→+∞，→+∞，→0，（）→0，即f（z1）= z1为③式的一条渐近线。
天然河道水面线计算的几种方法探讨
天然河道水面线计算的几种方法探讨摘要：介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法，并对不同河道进行了水面线推算，然后对计算结果进行了对比分析。
结果表明：对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道，若下游起始水位对上游河道水位影响较小，则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算；若下游起始水位对上游河道水位影响较大，则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算；对于断面不规整的缓流河道，水位推算结果大体呈天然河道水面线系统、HEC-RAS软件、SOBEK软件的趋势；对于急流河道，HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。
关键词：明渠恒定均匀流法；天然河道水面线系统；HEC-RAS软件；SOBEK 软件；水面线推算Abstract: nullah constant uniform flow method, four kinds of water lines in the natural channel surface line system, HEC-RAS software and SOBEK software projection methods, and different river water surface line projections, then the calculation results of the comparative analysis. The results show that: if the downstream starting water level on the upstream river water level downstream starting water level For a slope smaller and straight along regular cross-section of the river, upstream water level of rivers, the available the nullah constant uniform flow method, the water line projections; greater impact, you can use the natural channel surface line system for the water line projections; sectional irregular slow flow of the river, the water level projection results in a substantially natural channel surface line> HEC-RAS software> SOBEK software trend; rapids river HEC-RAS software projected water level than SOBEK software projected high water level.Keywords: nullah constant uniform flow method; natural channel surface line system; HEC-RAS software; SOBEK software; surface line projections前言水面线推算是河道整治的基础工作，其推算结果直接影响到河道断面的规划设计，进而影响到河道整治的工程量和工程造价。
天然河道水面曲线计算问题说课材料
Wh g V Z g V Z ++=+22211222αα推求法计算天然河道水面曲线的局限性 和解决办法---暴雨洪水的水力学模型及其应用程序张校正（新疆水利厅 新疆乌鲁木齐 830000）【摘 要】 天然河道水面曲线计算的‘推求法’使用中是有很多限制的，很多情况下不便应用，应该与‘比降法’配合使用，解决天然河道水面曲线计算问题。
【关键词】 天然河道 水面曲线 推求法 比降法 水力学模型 应用程序2012年，暴雨洪水给我国很多地方造成了生命财产的重大损失，引起了防洪部门的重视，纷纷加大了防洪工程的投入。
因而防洪工程的水力学计算，尤显重要。
怎样计算天然河道的水面曲线？应该不是问题，但一些设计单位确实出现过这个问题，问题是从使用推求法计算天然河道水面曲线时产生的。
在我国的有关防洪工程的规范中，大量的篇幅，是有关工程措施的规定，水力学计算部分内容很少，没有具体的公式。
虽然规范没有详细的公式，但是在旧版的《水工设计手册》以及水力学教科书中，却有‘天然河道水面曲线’的详细论述和方法讲解。
大家都是按照这些常规算法，解决天然河道水面曲线计算问题。
新版的《水工设计手册》也有‘天然河道水面曲线的计算’的章节。
武汉大学水利水电学院出版的《水力计算手册》中也有“河道恒定流水面曲线计算”章节。
对于天然河道的各种水力要素的计算，有着详尽的规定。
上面所说的这些书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，它就是所谓‘推求法’，是从已知水位推求未知水位的计算方法。
本文从这个方法的使用过程中产生的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。
《水利水电工程设计计算程序集》为天然河道的水力计算提供了两个程序，一个是“D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序”；一个是“D-14B 比降法计算天然河道水面曲线程序”。
一、D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序的使用情况这个程序的方法，是求解下面的基本方程（过去叫做柏努立方程）：这是一个在河道上解决非均匀流从已知水位推求未知水位的公式。
浅谈天然河道水面线推算要点及改进方法.doc
浅谈天然河道水面线推算要点及改进方法摘要：天然河道水面线推算是河道整治与建设工作的基础，是江河堤防工程设计的重要依据，在堤防工程建设和整治中发挥着重要的作用。
本文通过对天然河道水面线的推算的要点进行分析，并对水面线推算方法及改进进行探讨，以作实践参考。
关键词：天然河道;水面线推算;问题分析水面线推算是天然河道治理防洪规划和水利工程建设中的一个重要的工作内容，水面线推算的合理性和科学性对水利工程的效益产生直接影响。
然而，由于河道断面的不规则，河底坡降的不断变化，尤其是天然河道的水面线计算，是比较复杂的。
天然河道的水流一般是非恒定非均匀流，河道中各种水力要素随时间的变化相对缓慢，可以认为天然河道在一定时间内是恒定非均匀流。
在水利工程建设工作中，需要计算水面线时，经常计算不出结果或者计算的结果不合理，这时就需要我们掌握正确的水面线推算方法，根据天然河道恒定非均匀流水面线的计算公式，对天然河道水面线的计算前期的整理资料、划分河段、确定各参数进行计算，并指出水面线成果合理性和科学性。
一、天然河道水面线推算前期工作要点分析 1.1 准确收集地形资料准确的计算水面线，要依赖于较为完整的河道地形资料，计算前要对地形资料加以分析以适应水面线计算的要求。
横断面资料两岸高程应测到设计洪水位以上，水下部分应测完整，并要对断面资料加以分析，不是有效的过水面积如挖沙的深坑要进行断面修订。
纵断面资料应包括沿程高中低水位的同时水面线，以便了解水流沿程变化情况，还应沿河段进行洪水调查。
1.2 计算河段的划分水面线计算是逐段进行的，需要将计算河道划分为若干个计算断面，河道分段是否恰当直接影响水面线的计算成果，计算河段的划分应遵循以下原则：fan【】(1)每个计算河段内过水断面的形状、尺寸、糙率、比降等变化不应太大。
(2)在一个计算河段内上下游断面水位差不能过大，一般平原河流取0.2～1.0米，山区河流取1.0～3.0米。
(3)每个河段内没有支流流入或流出，若河道有支流存在，在支流汇入或分出的河段处，由于流量有变化，应在支流汇入或分出点前后加设断面，设的断面位置应使同一河段的流量沿程不变。
水面线推求的几个问题
在EXCEL中实现恒定非均匀流水面线计算，首先要判断是哪类水面线。
然后根据水面线类型及控制断面水深计算第二个断面水深。
主要难点在1、断面面积计算(已经解决)，2、不同水面线类型之间的变化，3、试算的方法是否合理，4、程序的容错性优劣。
不过网上提供下载的较多，建议在网上下载一个得啦，我发几句杂音楼主所谓“变断面”其实是一个可大可小的问题，关键在与你怎么简化问题。
在EXCEL中实现恒定非均匀流水面线计算是可行的，通过变化湿周可以达到计算过水能力的要求进而推求水面线。
但是大家是否注意到，前提是恒定流，其实在天然河道的中是没有恒定流的，况且是变断面的，更加是“非恒定”的，我有个博士师姐搞非恒定流天然河道的三维水面计算，一段10几公里的河道，看上去不难，但我知道，，到她博士毕业，也没完全做好！楼主实在要，可以看看HEC-RAS，这个软件可能能满足你的要求！【请教】河道水面线的推求该帖被浏览了1075次|回复了3次现在需要推求一个河道洪水时的水面线，由于景观需要，在河道的一段需设置几个溢流堰（初步确定采用折线型实用堰），向大家请教，这种情况该如何推求洪水时河道的水面线呢？我也式这样想的但是临界水深的位置怎么确定啊因为有水跃也有水跌坡度为0.01650m0.012100m0.01950m0.016500m0.02050mxxxx们指点一下通过临界水深来判断我在推求过程众，水面会突变如果用0.016的正常水深来推求的话，其实水面线就是把正常水深联起来评审的时候说这样不可以需要推水面线谢谢请问一下河道雍水距离有计算公式没的你的问题不在临界水深如何计算而是在于没有一个明显的控制断面，那么推算的起始水深是多少就难以确定所以首先要确定一个起算断面起算断面给你两个方法1是根据边界条件来确定，比如从缓坡到陡坡，那么交界处的水深＝该断面的临界水深2是用分段试算法，可以任意假定“相当远”的一个断面的水深来计算其理由在数学算法，具体你可以参考水工设计手册1-456页左边末尾的一段话另外还有个问题就是，你底坡在变化，所以整个过程中，可能发生水跃或者水跌而推算水面线时，算到水跃或者水跌前后，就最好停止水跃的高度、长度等，根据其前后水面线的成果，作为边界进行水跃计算个人看法，大家讨论～～呵呵有变坡点怎么会没有控制水深？水面线变化规律研究一下每个变坡点附近都要计算确认不是急变流就用渐变流公式推算水面线并不是部分同志说的下游推上游那么简单要具体情况具体分析的【请教】支流水面线如何计算？？尖灭点如何推求该帖被浏览了809次|回复了3次防洪规划中，干流水面线已经求出，可支流水面线如何推求？即尖灭点如何求出来？？使用一种方法就是还是用伯努利方程，用干流同频率水位向上推求，可推出来水位非常之高，肯定与常理不合，另外想不考虑干流顶托，直接求出天然水面线，然后采用干流水位平划一条与它相交，但这样好像又太低。
天然河道水面线计算的几点体会
□郑星收稿日期:2021-03-30作者简介：郑星，男，汉族，唐山市市区河道监管中心，高级工程师。
摘要介绍不规则河道整治过程中，所采用天然河道水面线计算方法的计算路径与注意事项，供河道过水断面极不规则、河床不断发生冲淤变化、沿程水力参数变化较大河道整治设计参考借鉴。
关键词天然河道；恒定非均匀流；水面线在天然河道整治工程设计中，河道水面线的计算是关键的一步，推求水面线的计算方法也很多，例如水深沿程变化的微分方程法、断面比能沿程变化的微分方程法、水位沿程变化的微分方程法以及天然河道水面线计算系统等。
这些方法基本理论依据都是明渠恒定非均匀流渐变流一维平移流动能量平衡的微分方程，在公式的推导过程中均有按其边界条件做了近似或技术处理，均有其边界条的局限性。
很多的水利工作者已经证明，对人工河道或水力参数变化不大相对规则的天然河道，采用前4种推算天然河道水面线的计算方法均能满足河道整治工程的精度要求，但对于河道的过水断面极不规则、河床不断发生冲淤变化、沿程水力参数变化较大的情况，建议采用天然河道水面计算系统分析计算水面线，这种方法相对比较符合实际。
现就在实际工作过程中、采用天然河道水面线推求系统计算河道水面线谈几点体会。
1.明渠恒定渐变流微分方程在底坡为i 的明渠渐变流中，沿水流方向任取一微分流ds ，如图1所示。
断面1—1和断面2—2，列出能量方程Z +h +av 22g =（z +dz ）+（h +dh ）+a +(v +dv )22g+dh w上式展开，并略去dv 2高价小量，θ＜110，令θ≈1，Z +h 为水位高程，dz=-ids ，dh w 为水头损失，包括两部分，即dh v=dh r +dh j ，沿程水头损失dh f =v 2c 2Rds ，局部水头损失dh j =ξd （v 22g），整理后则有水位沿程变化的微分方程：上式写成差分方程形式式中-ΔZ=Zu+Zd整理后，方程中同一断面水流参数分别列为方程左右两端，则有可以看出，方程左端为上游水位函数，右端为下游水位函数，令上游水位函数为F 1(Zu)，下游水位函数为F 2(Zd)，则有F 1(Zu)=F 2(Zd)时的水位高程即为所求。
天然河道水面线计算中起推水位的确定 (优选.)
范围即壅 水 曲 线 全 长 与 河 道 水 面 比 降 成 反 比。 由
于 平 原 区 河 道 水 面 比 降 平 缓 ，而 山 丘 区 河 道 水 面 比
降 较 陡 ，因 此 起 推 水 位 对 沿 河 设 计 水 位 的 影 响 ，平
原 河 道 要 远 远 大 于 山 区 河 道 ；对 同 一 河 流 ，河 道 比
图 １ 河 道 水 面 线 成 果 图 （一 ）
从 计 算 结 果 可 以 看 出 ，河 道 纵 坡 为 ０．００３ 的 条 件 下，７００ｍ 距离以 后，起 推 水 位 对 上 游 断 面 水 位 的 影 响已经消除。
本文再通过改变河道纵坡分别计算不同起推水 位 下，上 游 各 断 面 的 设 计 水 位，假 设 河 道 纵 坡 为 ０．００２，河 道 其 他 断 面 要 素 不 变，水 面 线 如 图 ２ 所 示， 计算结果见表２所列。
Ｋ２ｕ＋Ｑ２／Ｋ２ｄ）。
一般 来 说，壅 水 曲 线 可 近 似 地 视 为 二 次 抛 物 线，
且下游断面附近 的 河 道 比 降 Ｑ２／Ｋ２ｕ→０，令 Ｑ２／Ｋ２ｄ＝ ｉ，因 而 （３）式 可 变 成 ［８］
ｓ ＝ ２Δｚ／ｉ
（４）
根 据（４）式 可 知 ，若 起 推 水 位 有 偏 差 Δｚ，其 影 响
本 文 以 某 矩 形 河 道 为 例 ，根 据 不 同 起 推 水 位 来 计 算河道 水 面 线。 河 道 底 宽 ３０ ｍ，下 游 河 底 高 程 为
收 稿 日 期 ：２０１４－０６－１６；修 改 日 期 ：２０１４－０６－２３ 作 者 简 介 ：朱 忠 龙 （１９６４－ ），男 ，安 徽 庐 江 人 ，安 徽 省 巢 湖 市 水 利 规 划 设 计 院 高 级 工 程 师 ．
天然河道水面线计算中起推水位的确定
头损失 ， 其中 Ｑ表示流量 ， Ｋ 表示流量模数＿ ５ ］ 。
在 推算河 道 水面 线时 ， 考 虑到流 速水 头增 量及 局
部 水头 损失 较 之 沿 程 水 头 损 失 小 得 多 ， 往 往 忽 略 不
流量 模 数 Ｋ 采 用 上 游断 面 流量 模 数 Ｋ 与 下游
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ４ — ０ ６ — １ ６ ； 修 改 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ６ — ２ ３
算河 道 水 面 线 。 河 道 底 宽 ３ ０ ｍ， 下 游 河 底 高 程 为
作者简介 ： 朱 忠龙 （ １ ９ ６ ４ 一） ， 男， 安徽庐江人 ， 安徽省巢湖市水利规划设计院高级工程师
天 然 河 道 水 面线 计 算 中起 推 水 位 的确 定
朱 忠龙
（ 安徽省巢湖市水利规划设计 院， 安徽 巢湖
摘
２ ３ ８ ０ ０ ０ ）
要： 河道水面线推算 时， 起推水位对上游断面水位的影响是有范 围的。文章分析 了起 推水位对 上游水位 的影 响范围 ， 提 出在
工程设计 中， 可将起推断面向下游延 长一段距离 ， 利用下游临界水位作为起推水位向上游推算设计河段 的各断面水位 。 关键词 Ｉ 天然河道 ； 水面线 ； 起 推水位 ； 临界水位
２ 起推水位 的确定
根 据 前 述分 析 ， 起 推 水 位 对 上 游 设 计 水位 的 影 响是 有 范 围 的 ， 在 实 际工程 中， 可 考 虑 将 起 推 断 面 临界 水 位作 为起 推 水 位 ， 通 过 将 起 推 断 面 向 下 游 延 长一 段 距 离 的 方 法 来 消 除 起 推 水 位 对 上 游 设 计 水
天然河道水面线计算的几种方法探讨
天然河道水面线计算的几种方法探讨作者：赵文丽来源：《城市建设理论研究》2012年第30期摘要：介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法，并对不同河道进行了水面线推算，然后对计算结果进行了对比分析。
结果表明：对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道，若下游起始水位对上游河道水位影响较小，则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算；若下游起始水位对上游河道水位影响较大，则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算；对于断面不规整的缓流河道，水位推算结果大体呈天然河道水面线系统、HEC-RAS软件、SOBEK软件的趋势；对于急流河道，HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。
关键词：明渠恒定均匀流法；天然河道水面线系统；HEC-RAS软件；SOBEK软件；水面线推算Abstract: nullah constant uniform flow method, four kinds of water lines in the natural channel surface line system, HEC-RAS software and SOBEK software projection methods, and different river water surface line projections, then the calculation results of the comparative analysis. The results show that: if the downstream starting water level on the upstream river water level downstream starting water level For a slope smaller and straight along regular cross-section of the river, upstream water level of rivers, the available the nullah constant uniform flow method, the water line projections; greater impact, you can use the natural channel surface line system for the water line projections; sectional irregular slow flow of the river, the water level projection results in a substantially natural channel surface line> HEC-RAS software> SOBEK software trend; rapids river HEC-RAS software projected water level than SOBEK software projected high water level.Keywords: nullah constant uniform flow method; natural channel surface line system; HEC-RAS software; SOBEK software; surface line projections中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）前言水面线推算是河道整治的基础工作，其推算结果直接影响到河道断面的规划设计，进而影响到河道整治的工程量和工程造价。
天然河道水面曲线的推求方法
工作探索2018年第01期1520%、40%、60%、80%和100%共5个点。
参考文献：[1] 秦海峰,刘永录,王磊.扭矩扳子校准结果的不确定评定方法[J].计测技术,2011,31(6):45-47.[2] 史文渤.扭矩扳子测量不确定度评定[J].计量与测试技术,2014, 41(6):88.随着近几年暴雨洪水灾难的产生，需要各个部门对其更为重视。
所以，对防洪工程进行计算十分必要。
基于推求方法得使用，是一种暴雨洪水水力学模型，在整体上为静态式，基于存在的水位推求未知水位计算方法，因此，要对其进行积极探讨。
1 推求方法的利用推求方法的使用，是对河道上的非均匀流进行分析，基于存在的水位推求，分析未知的水位。
当还没有计算机年代下，对其计算将面对较大困难，在整体上也更为困难。
后期，随着对计算机的使用，一些技术人员开始基于计算机编程工作，重点对其存在的问题进行解决。
但是，计算后获得的结果还不够合理。
经过人们在工作中对各个程序的检查和分析，得出一些合理方法。
当计算水库回水曲线的时候，能获得更为合理的结果。
但是，如果将其应用到山区河流中，或者应用到还没有产生大洪水河流地区、季节性干涸河流地区的时候，将产生各个问题。
针对实际应用效果发现，该方法的使用需要具备一些条件。
其表现在三个方面。
第一，对起始断面水深进行计算期间，要为其提供合理依据，不能随意设定。
第二，还需要保证断面之间的水流，分析其具备的性质。
第三，断面之间的距离也不能太长，保证能满足一定的计算要求。
如果这些条件无法满足，将无法保证计算效果，也不能对其有效应用。
起始断面水深，是基于河道的延伸，为断面水位。
但是，在河流中，特别是小河流中还未产生大洪水河流。
当处于季节性干涸河流的时候，也无法确定出已知水位。
在该情况下，将对其随意设定，无法满足水力学要求，也不能确保计算结果的准确性。
所以说，起始断面水深度存在一些问题。
因此，对水库回水曲线进行计算的时候，可以分析正常水位，利用推求方法保证计算结果更合理、更可靠。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Wh g V Z g V Z ++=+22211222αα推求法计算天然河道水面曲线的局限性 和解决办法---暴雨洪水的水力学模型及其应用程序新疆水利厅 张校正提要天然河道水面曲线计算的‘推求法’使用中是有很多限制的，很多情况下不便应用，应该与‘比降法’配合使用，解决天然河道水面曲线计算问题。
2012年，暴雨洪水给我国很多地方造成了生命财产的重大损失，引起了防洪部门的重视，纷纷加大了防洪工程的投入。
因而防洪工程的水力学计算，尤显重要。
怎样计算天然河道的水面曲线？应该不是问题，但一些设计单位确实出现过这个问题，问题是从使用推求法计算天然河道水面曲线时产生的。
在我国的有关防洪工程的规范中，大量的篇幅，是有关工程措施的规定，水力学计算部分内容很少，没有具体的公式。
虽然规范没有详细的公式，但是在旧版的《水工设计手册》以及水力学教科书中，却有‘天然河道水面曲线’的详细论述和方法讲解。
大家都是按照这些常规算法，解决天然河道水面曲线计算问题。
新版的《水工设计手册》也有‘天然河道水面曲线的计算’的章节。
武汉大学水利水电学院出版的《水力计算手册》中也有‚河道恒定流水面曲线计算‛章节。
对于天然河道的各种水力要素的计算，有着详尽的规定。
上面所说的这些书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，它就是所谓‘推求法’，是从已知水位推求未知水位的计算方法。
本文从这个方法的使用过程中产生的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。
《水利水电工程设计计算程序集》为天然河道的水力计算提供了两个程序，一个是‚D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序‛；一个是‚D-14B 比降法计算天然河道水面曲线程序‛。
一、D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序的使用情况这个程序的方法，是求解下面的基本方程（过去叫做柏努立方程）：这是一个从已知水位推求未知水位的公式。
在没有计算机的年代，这是一个繁琐的计算工作，旧版的《水工设计手册》详细的列出了它的计算方法和表格。
PC-1500袖珍计算机的出现，给予水利设计人员插上了翅膀，很多技术人员，都用计算机编程解决这个问题，用现在的水平要求，也都达到了现在新版《水工设计手册》的要求。
本以为这是解决问题的万能钥匙，使用的结果，却让人有些失望。
有时计算结果挺好的，有时候就计算不了。
大家都为此事困惑不解，程序编制经过多次检查，又有成功的范例，为什么有些情况下就计算不下去呢？到底是哪里出现了问题？经过我们分析，这种方法用于水库逥水曲线计算时，大都是对的，这就是旧版《水工设计手册》、新版《水工设计手册》以及《水力计算手册》论述的问题，对于这类问题都能得到满意的结果。
但是用到一些山区河流，以及从没有发生过这么大洪水的河流，甚至季节性干涸的河流，就可能出现问题，这是什么原因？原来，这个基本方程的使用是有条件的，它有三个前提：1、计算的起始断面的水深，必须来之有据，不能任意假定。
2、相邻断面之间水流必须是渐变性质，不能有水跃；3、相邻断面距离不能太长，以满足方程的微分特性；如不满足这三个条件的任意一条，就会导致计算失败，成果不能应用。
先说起始断面的水深。
从大江大河延伸，有已知的断面水位。
但是对于大量的中小河流，从来没有发生过这么大的洪水的河流，甚至季节性干涸的河流，这个已知水位其实往往是不知道的。
于是就随便假定，如果不符合水力学的基本规律，这当然是错误的开始，导致计算失败。
这里说明起始断面水深的确定问题。
1、求水库回水曲线时，都是从坝前水位开始向上游计算，起始水位与设计流量不存在一对一的关系。
起始水位可以定为水库正常高水位，也可以定为非常洪水位，一般都是合理的，其计算流量也有较大的伸缩余地。
推求法都能顺利地计算出的结果，结果也合理可靠的。
2、由拦河闸前向上游计算时，其闸前水位按照过闸水流的边界条件（河宽、闸口宽、闸墩形状、底坎高程、下游相对高程、闸门开启度等）计算求得，当拦河闸不使用闸门开度控制流量时，设计流量与闸前水位是一一对应的关系，不要任意假定。
3、由桥墩上游向上计算，与闸前向上游计算大体相同。
其水位与设计流量都存在一一对应的关系。
我们一般都使用堰流公式计算设计流量下的水位。
用于以上情况的计算，大都不会出现问题，都能得到满意的结果。
4、在我们与用户交流的过程中，凡是遭遇碰壁的，就是在没有特殊水力学特征的河流上应用时发生的。
任意假定一个水深，是导致计算失败的主要原因。
起始水深如何确定？正确的方法应该选择在坡降均匀、河道较为笔直、横断面较为规整的地方，作为起始断面。
在这段河流上，我们近似的认为发生天然河道的正常水深，所以用曼宁公式计算出水位～流量关系曲线（这就是所谓‘比降法’）。
在这个断面上，水位和流量是一一对应的，绝对不能任意假定。
即使有了正确的起始水深，也未必能够计算成功，这就是计算断面的之间的距离过大，导致计算失败。
iR C Q ω=推求法计算天然河道水面曲线的计算理论，直观的说法，就是假定两断面之间的水位是互有影响的（沿程水头损失所占的比例较小）。
如果不能满足这个假定，就失去了计算的理论依据。
根据这个要求，河流计算断面之间的距离要尽可能的短一些，短到什么程度，要看具体情况。
河道纵坡较缓，或者水深较大，可以适当放宽要求，纵坡较大、水深较小时，就要提高这个要求。
由于多种原因，一般测量数据多数难以达到计算者的要求，即提供足够多的河道横断面数据。
有些河道计算数据，两断面之间的距离有数百米长，这显然无法计算出正确结果。
天然河道一般在山区较多，像新疆前山区的河道，纵坡一般都大于1%。
其水深一般都不太大，主要是流速大。
在纵坡较大、流速较大的河道上，1%的坡度，50m 的距离，河床高差就相差0.5m ，如原始资料的距离再大一些，河床高差相差1m 、2m ……，你非要认为两个断面之间的水位互为关联，就显得勉强了。
这当然计算出错。
以上就是使用‘推求法计算天然河道水面曲线’所遇到的尴尬。
二、D-14B 比降法计算天然河道水面曲线程序前面我们说过用曼宁公式计算的水深作为起始断面的水深，为什么不能对所有断面都近似地使用曼宁公式计算河道的正常水深，将其连线作为河道的水面线呢。
这就是D-14B 产生的原因。
曼宁公式如下：利用这个公式，可以计算出每一个断面处水深与流量的关系，‘D-14B 程序’是根据已知流量用二分法反求水深。
曼宁公式在人工渠槽的水力学中，有着广泛的应用。
我国的技术人员对其相关参数做了很多研究，可以说技术相当成熟。
同时，过去的很多教科书和水力学手册，对天然河道的水力学参数，也有详尽的论述，这些都是我们在河道上用曼宁公式的有利条件。
以往工程所需要的河床水位～流量关系曲线都是用这种方法作出的。
‚D-14B 程序‛。
按照桩号进行横断面地形数据的输入，横断面中，不同部位的糙率系数可以不同。
影响成果精度的，除了地形数据的精度、糙率以外，本河段的纵坡的确定也很重要，我们称它为‘比降法’也许就是这个原因。
我们尽量将断面选在较为顺直的河段，只要这些参数较为准确，求出的正常水深，误差也不会太大。
（我们还可以变换糙率系数的值，以确定糙率对水位的影响程度。
）‚D-14B 程序‛各个断面独立计算，没有误差积累的问题。
这种计算，还避开了断面之间距离过长的问题。
距离再长，也不会影响我们的计算。
D-14B 不但能够计算已有河道的泄流能力，也可以计算加上工程措施后的河流泄流能力，还可以计算一些将要形成的泄水通道（例如加上防洪设施的街区等）的泄流能力，为防洪工程的拓展提供水力学方面的论证。
D-14B的断面平均流速非常有用，提供河道整治一个非常重要的参数。
三、D-14B与D-14A联合运用解决天然河道水面曲线计算问题我们提供的这两个程序做了很多改进，《水利水电工程设计计算程序集》的4.1版提供了输入数据的Excel模板，地形数据和水文数据可以成批考入，大大方便了计算工作。
‚D-14B‛与‚D-14A‛的地形数据形式是通用的，修改后互换工作量非常小。
为此我们建议，对于我们所说的没有水力学特征的天然河道水面曲线计算问题，优先用‚D-14B‛计算，这样就没有计算不通的情况（横断面高程不够时，程序会提示），用正常水深的连线大致作为天然河道的水面曲线。
如果断面位臵选择恰当，各个断面的纵坡较为准确，计算结果就相当可靠。
如果断面之间的距离不长，我们还可以再用D-14A程序计算同样的课题，以资比较。
当然，D-14B的计算不适用于河道的剧烈变化的河段，例如剧烈的收缩和扩大以及陡坡、跌水、桥、闸、坝等建筑物之处。
如果有这些情况，我们可以将整个河道分为几段计算，对建筑物的前后涌水的河段，挑出来专门再用D-14A以及其他水力学手段计算一下。
有些用户，提供给我们计算出错的D-14A的数据文件，我们就帮他们改成为D-14B的数据，计算出比较合理的结果，还建议他们根据实际资料，率定所有断面的纵坡，以期得到较为完美的计算结果。
我们用这种方法，在计算新疆拜城县防洪工程时，取得了较为满意的结果。
我们对测量数据反复校对，其中河道纵坡，测量数据给我们提供了河左岸堤顶、河左岸坡脚、河右岸堤顶、河右岸坡脚以及河中心、河最低点连线几种纵坡图形，对于我们确定计算断面的纵坡非常有用。
我们用两种方法计算的结果相当接近。
河道纵坡对河道的流速影响很大，希望大家注意。
我国《城市防洪工程设计规范》规定‚设计洪水位决定堤防高度，关系到堤防的安全，因此设计洪水位的确定要慎重，有条件最好用比降法和推求水面曲线法相互论证，以便使设计洪水位更接近实际情况。
‛看来，我们的意见还是挺符合规范规定的。
以前规范中没有两种方法的详细公式，各种教科书以及各种水力学手册都将推求法直接称为‘天然河道水面曲线计算’，使初学者和初参加工作的技术人员，误以为这就是唯一的方法。
所以我建议，有关教学课本和有关手册，在这部分加上‘推求法’的前缀。
和我国的规范一致起来。
以免产生不必要的误解。
《水利水电工程设计计算程序集》也对这两个程序的名称做了一些相应的更改。
D-14A 叫做《推求法计算天然河道水面曲线程序》，D-14B叫做《比降法计算天然河道水面曲线程序》。
以便醒目地提供给技术人员使用。
我们的做法还要得到更多的工程实际的考证，我们欢迎用户的反馈意见。
欢迎对我们的论点提出批评和建议。