明渠均匀流基本公式
明渠均匀流基本公式
明渠均匀流基本公式明渠均匀流是水力学中一个非常重要的概念，它有着一系列的基本公式，这些公式对于我们理解和解决水流问题起着关键作用。
咱先来说说啥是明渠均匀流。
想象一下，一条直直的渠道，水在里面稳稳地流着，速度不变，水深不变，水面线也是平平的，这就是明渠均匀流啦。
明渠均匀流的基本公式里，有一个很关键的，就是谢才公式：$V = C\sqrt{RJ}$ 。
这里的 V 代表流速，C 是谢才系数，R 是水力半径，J 是水力坡度。
那这个水力半径是啥呢？简单说，就是过水断面面积除以湿周。
比如说，一个矩形的渠道，宽是 b，水深是 h，那水力半径 R 就等于 bh / (b + 2h) 。
我记得有一次去郊外考察，看到一条灌溉用的渠道。
那渠道看起来普普通通，但仔细一观察，就能发现其中的门道。
水流很平稳，水深基本一致，这明显就是明渠均匀流的典型特征。
我就拿工具测了测渠道的宽度、水深，还算了算水力半径。
当时旁边有个农民大哥好奇地看着我，问我在干啥。
我就跟他解释，说这是在研究水流，通过这些计算能知道水的流速，对灌溉效率有很大影响。
大哥听了，似懂非懂地点点头，说：“原来这还有这么多学问呢！”再来说说谢才系数 C 。
它的取值跟渠道的粗糙程度有关。
渠道表面越粗糙，C 值就越小，水流阻力就越大。
水力坡度 J 呢，其实就是单位长度渠道上的水头损失。
如果渠道是水平的，那 J 就等于零。
在实际应用中，明渠均匀流的基本公式能帮我们解决很多问题。
比如设计排水渠道的尺寸，计算水流的输送能力等等。
总之，明渠均匀流基本公式虽然看起来有点复杂，但只要咱耐心琢磨，结合实际情况去理解和运用，就能在水力学的世界里游刃有余啦！。
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＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数CK＝A R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 1RR —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=f21112222i -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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f 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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/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 —0.2m ；（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：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、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＝流量公式Q＝Au＝A流量模数K＝A式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C＝R—水力半径(m);i-渠道纵坡；A-过水断面面积（m2）;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=式中：△x-—流段长度（m）；g——重力加速度（m/s²）；h1、h2-—分别为流段上游和下游断面的水深(m）；v1、v2-—分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s)；a1、a2-—分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;——流段的平均水里坡降,一般可采用或式中：h f—-△x段的水头损失（m)；n1、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n1=n2=n；R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径（m）；A1、A2--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(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：5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b0/h0=1。
5—2。
5;（2）吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=1。
5-2。
5；(3）进口断面面积与吼道断面面积之比:A1/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—0.2m；（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：式中:—前池内正常水位与最低水位之间的高差（m）；h0—吼道断面高度（m)；-从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m）；—因法向加速度所产生的附加压强水头（m）。
明渠均匀流计算公式
第一节明渠均匀流的基本公式
一、明渠均匀流水力计算的基本公式
1.明渠均匀流水力计算的基本公式
连续性方程（4-7）：
谢才公式（6-29)及式（9-1），明渠均匀流的基本公式为：
（9-2）
(9-3)
式中：R——水力半径（m），R=A/P；
P——过水断面湿周，是过水断面固体壁面与液体接触部分的周长（m）；
J——水力坡度；
C——谢才系数（m1/2/s）。
——明渠均匀流的流量模数，
——相应于明渠均匀流正常水深时的过水断面面积。
选择：流量模数K0的量纲为：你的回答： A.无量纲 B.L3/T C.L2/T
D.L3/2/T
2. 谢才系数的计算
（1）曼宁公式：
（6-31）
（2）巴甫洛夫斯基公式：
（6-32）
式中：
二、梯形断面的几何计算（图9-7）
1.基本量
b——底宽；h——水深；
m——边坡系数m =ctan。
m越大，边坡越缓；m越小，边坡越陡；m=0时是
矩形断面。
m根据边坡岩土性质及设计范围来选定。
2.导出量
B——水面宽，B=b+2mh
A——过水断面面积，A=(b+mh)h
P
——过水断面湿周，
R ——水力半径，
图9-7。
明渠均匀流的水力计算
明渠均匀流的水力计算明渠均匀流的水力计算，可分为两类：一类是对已建成的渠道，此类计算主要是校核计算，例如，校核流量、流速，求某渠段通水后的糙率等。
另一类是为设计新渠道进行水力计算，如确定底宽b、水深h、底坡i等等。
这两类计算，都是如何应用明渠均匀流基本公式的问题。
在实际工程中，梯形断面渠道应用最广，现以梯形渠道为例，来说明经常遇到的几种水力计算类型。
由明渠均匀流计算的基本公式和梯形断面各水力要素的计算公式可得231Q A Rn===(4-15)从上式中可看出Q=f(b,h,m,n,i)。
根据此表达式，我们可对梯形渠道进行水力计算。
现用算例说明。
4.1 已成渠道的水力计算如果已知其它五个数值，要求流量Q，或要求流速v，或要求糙率n，只要应用基本公式，进行简单的代数运算，就可直接求得结果。
[例4-1] 有一预制的混凝土渡槽，断面为矩形，底宽b=1.0m，底坡i=0.005，均匀流水深h=0.5m，糙率n=0.014，求通过的流量及流速。
解：矩形断面，边坡系数m=0，代入基本公式(4-15)得[]())()535323230.51.020.0142bhQn b h===+（m3/s）12.00.5Qvbh==== (m/s)[例4-2] 一梯形渠道，流量Q=16m3/s，边坡系数m=1.5，底宽b=3.0m，水深h=2.84m，底坡i=1/6000，求渠道的糙率n。
解：A=(b+mh)h=(3+1.5×2.84)×2.84=20.62m1620.62QvA====0.78m/s2313.24bχ=+=+=m20.6213.24ARχ===1.56m所以0.0223n===4.2 设计新渠道的水力计算如果已知其它五个数值，要求水深h ，或要求底宽b ，因为在基本公式(4-15)中表达b 和h 的关系式都是高次方程，不能采用直接求解法，而只能采用试算法。
试算法步骤如下：假设若干个h 值，代入基本公式，计算相应的Q 值；若所得的Q 值与已知的相等，相应的h 值即为所求。
明渠均匀流计算公式含义
明渠均匀流计算公式含义
明渠均匀流是指水流在充满整个河道断面的情况下，流动速度均匀且河底坡度
恒定的流动状态。
为了计算明渠均匀流的流量，我们可以使用一种被广泛接受和使用的公式，称为曼宁公式。
曼宁公式描述了明渠均匀流的速度和流量之间的关系。
该公式的含义是：流量（Q）等于河道断面的横截面积（A）乘以流速（V）和河底粗糙程度的函数，即：Q = A * V * S
其中，Q表示流量，单位为立方米每秒（m³/s）；A表示河道断面的横截面积，单位为平方米（m²）；V表示流速，单位为米每秒（m/s）；S表示河底粗糙程度（即曼宁系数），是一个无单位的常数。
曼宁公式的标准形式是：
Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)
其中，n是河道的曼宁系数，它描述了河道内各类摩阻力之和对水流阻力的影响，是根据河道底床的粗糙程度、植被情况以及河水的特性而确定的一个常数。
R
表示水力半径，可以通过河道的横截面积除以湿周来计算。
通过使用曼宁公式，我们可以计算得到明渠均匀流的流量，从而对水资源的管理、河流工程设计以及洪水预报等方面提供有价值的信息。
这个公式已经被广泛应用在水利工程领域，为工程师们提供了一个有力的工具，以便更好地理解和管理水的流动。
明渠均匀流计算公式
第六章 明渠均匀流一、一、概念：明渠是具有自由表面液体的渠道 分类（据形成）： 天然渠道→天然河流人工渠道→人工河流、不满流的排水管渠明渠流——明渠中流动的液体又称重力流（依靠重力作用而产生） 也称无压流（自由表面相对大气压为0） 分类： 恒定流 均匀流 非恒定流 非均匀流注意特殊性：A 随θ的变化而变化，故不可能发生非恒定均匀流动。
2、水流运动的影响因素： 过水断面形状过水断面尺寸底坡的大小 2、 据影响把明渠分为： 1、棱柱形渠道 非棱柱性渠道 2、顺坡、平坡和逆坡渠道 二、1、 1、 棱柱形渠道：凡是断面形状、尺寸沿程不变，过水断面仅随水深变化而变化的常直渠道。
过水断面面积随形状沿程变化的渠道，称非棱柱形渠道。
棱柱断面 断面规则的长直人工渠道，同管径的排水管道、涵洞 非棱柱断面 连接两条在断面形状、尺寸，不同渠道的过渡段。
渠道断面类型：矩形、梯形、圆形、半圆形、此外有组合型、三角型（复式）、抛物线型、卵型2、 2、 顺坡、平坡、逆坡渠道：底坡——渠道底面的坡度，用i 表示，通常是指单位渠长。
l 上的渠道高差，即θsin =∆=lz iz∆——渠底高差l ——对应z ∆的相应渠长θ——渠底与水平线的夹角一般渠道底坡都很小，即θ很小，实际中，为方便测量渠长和水深，故常用θtg 代替θsin ，水平渠长代替水流方向渠长，铅垂水深代替垂直于底坡的水深。
底坡分类：顺坡：0>i ，渠底沿程降低的底坡。
平坡：0=i ，渠底水平，平坡 逆坡：0<i ，渠底沿程升高。
意义：底坡i 反映了重力在流动方向上的分力，表征水流推动力的大小，i 愈大，重力沿水流方向分力愈大，流速愈快。
§6-1 明渠均匀流的形成条件和水力特征一、一、明渠均匀流的形成条件：1、 1、 明渠均匀流——水深、断面平均流速沿程都不变的流动。
⑴ 渠底必须沿程降低，即0>i 并且要在较长一段距离内保持不变。
（是重力流，依靠重力分力驱使水流运动，保证流动流向必须有恒定不变的作用力。
明渠均匀流计算公式
糙率n
谢才系数(C=1/n×R1/6) 渠道纵坡i 流量Q=AC√Ri
明渠均匀流流量（矩形）计算公式（Q=AC√Ri)
底宽b=
1.3
水深h=
0.717
湿周X= 2.734 面积A=
0.9321
0.017
其中： X=b+2h
R1/6= 0.835815973 C=
渠道纵坡i
糙率n 流量Q=AC√Ri
R1/6= 0.842366693 C=
其中
0.001
X=b+h√ 1+m12+h√
1+m220.来自17√1+m12=
√Ri= 0.018901817 Q=
注: 红色 数字 根据 工程 情况 可改 变后 求流 量
0.4 0.7 0.896 49.55098195
1.077032961 0.839196831
渠顶安全超高值表
最大流量/（M3/m)
>50
50～10
<10
超高/m
1.0以上 1.0～0.6 0.4
胜利水库灌区渠道
流量
底宽 设计水深 超高 渠道加超高深度
朱家堰渠道0.7*0.6 0.6
猪嘴坝渠道0.7*0.6 0.7
板桥1社0.4*0.3 0.7
总发村3社0.4*0.3 0.7
弯控4社0.4*0.3 0.7
49.16564544
0.001
√Ri= 0.018464264 Q=
0.846167327
明渠均匀流（梯形）计算公式（Q=AC√Ri)
面积A=[b+(m1+m2)/2× h]h