渠道水力计算
渠道的水力计算造表原理和使用方法
水深 Ｈ 。
－８
解：（１）G= NQ B ３ ＝２．２７４ 姨I
（２）按 Ｇ ＝２．２７４，Ｍ ＝１ 在表中内插求得 Ｘ ＝１．３１６。
（３）设计水深 Ｈ ＝Ｘ Ｂ ＝０．５３ｍ 。
2. 渠道水力计算造表原理和编制方法
１．２ 渠道底宽和正常水深求解表的使用方法
１．２．１ 针对问题 １ 利用表 １ 求解渠道底宽的步骤
－８
第一步，根据已知条件，计算 F= NQ H ３ 的值。第二步，按 姨I
Ｆ 值及边坡系数 Ｍ ，在表 １ 中查得 Ｘ ＝Ｈ ／Ｂ 的值。第三步，按 Ｂ ＝Ｘ Ｈ 即可求得渠道底宽 Ｂ 的值。
１．２．２ 针对问题 ２ 利用表 ２ 求解正常水深的步骤
２．１ 计算公式
采用均匀流流量公式 Q=AC 姨RI
１
C= １ R ６ N
R=
A X
式中：Ｑ － 流量；Ｉ－ 底坡；Ａ － 过水断面面积；Ｒ － 水力半经；ｘ－
湿周；Ｃ － 谢才系数。
２．２ 底宽求解表的编制方法和原理
设梯形断面底宽为 Ｂ ，水深为 Ｈ ，边坡系数为 Ｍ ，糙率为 Ｎ ，
流量 Ｑ 。
例如：（１） 简支梁式渡槽排架高度在 １０ｍ 以下的槽段，可采用
槽壁厚度不但对其本身的技术经济合理性影响巨大，而且 １２ｍ 跨度 Ｕ 形槽身，并在横向施加预应力，下部结整体结构的抗震性能等都 有很大的影响。从整体结构的受力性能和预应力的效果考虑，槽 壁厚度在满足构造要求的前提下应尽可能减薄。但是考虑到现场 浇筑施工要求以及输水结构的抗渗性等因素，槽壁厚度也不宜过 小。因此，合理选择槽壁厚度是东改渡槽设计的技术难点之一。
立方抛物线形渠道水力计算的显式计算式
ｆ ：。 ５ — Ａ ６ Ｐ Ｊ ｌ ５
２ ２
Ｈ 。 ＝ １ ０９ ２Ｍｏ ．１
＋０
．
０ ２１ ＋０ ００５ １ Ｍ ．０
（） ６
Ｂ ＝ ２ Ｙｈ Ｐ— Ｔ
：
（） １
正 常水深为
ｈ＝Ｐ 珥 （） ７
＿［ ＋ ２（
｝｝ ｝ １ Ｐ ）一］
（） ３ （） ３
在立方抛 物线形断 面渠道设 计 中要尽 可能 与水力 最优 断 面接近 ， 以便获得优 良的水力学条件 和较好 的经 济性 。 因此 ， 笔
４ ，
均 匀 流 基 本 方 程 Ｊ ：
Ｑ ＝ ｎ 一 ／ √ ～ ２３
式 中： 为洞底坡 降 ； ｉ ｎ为糙率 。
ｄ ，
图 １ 立 方 抛 物 线 形 断 面
联立式 （ ）和式 （ ）即可得到 临界水深 的直接计 算公式 。 １ ２
设 无量纲参数 Ｋ ＝ｄ ｇ 则 Ｑ／ ，
ｋ ３ 而 ３ ＿ ｈ ＝ ｐｌ （１５ ， ＿ ， ２Ｋ ｌ ３ ｋ＝ ”（ Ｋ ｌ 丽 ，
抛物 线形 状 参 数 Ｐ的关 系 为 Ｐ ｈ ＝０ ９ １ 。 ＴＴ ． ８ ６
收 稿 日期 ：０ ９ １２ ２０ —０ －０
式中 ： Ａ为过水断 面面积 ； 曰为水面宽度 为湿周 ； 为水深 。
临 界 流 基 本 方 程 ：
ｇ ＝
作者简介 ： （９３ ） 男． 文辉 １６一 ， 四川射 洪人 ， 授 ， 教 主要从 事土木 工程教 学与研
究工作。
嬖 ／ ｆ
一
算特征水深 ． 误差 △ ＝（ ， Ｈ。一１ ） 。×１０ ， ／ ／ ｏ ０ ％ 结果见表
１可见 ， 。 最大误差约为 ０ ６ ％， ．０ 精度完 全满 足工程需要 。 已知某立方抛物线形 断面渠 道 ｙ：０ ４Ｉ ｌ 渠 道 底 坡 ． 丁 ３
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。
水电站建筑物-第二章-引水道-1
一、压力前池
压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端，是 水电站引水建筑物与压力管道的连接建筑物。 1、作用： (1) 平稳水压、平衡水量。 (2) 均匀分配流量。 (3) 渲泄多余水量。 (4) 拦阻污物和泥沙。
一、压力前池
2、组成： (1) 前室(池身及扩散段)：P131 (2) 进水室及其设备：与引水道的进水口
渠 道
一、渠道的要求和类型
水电站的引水渠道称为动力渠道（为适应负荷变 化，Q、H在不断变化——非恒定流)
1、要求： 有一定的输水能力。按水电站的Qmax设计。 水质要符合要求。渠道进口、沿线及渠道末端 都要采取拦污、防沙、排沙措施。
一、渠道的要求和类型
运行安全可靠 防冲、防淤：渠道内水流速度要小于不冲流速而大 于不淤流速，即：V淤<V设<V冲； 对渠道加设护面，减小糙率、防渗、防冲、防草、 维护边坡稳定，保证电站出力 ； 防草：维持渠道中的水深大于1.5m及流速大于 0.6m/s可抑制水草的生长； 防凌:尤其是北方地区
一、渠道的要求和类型
自动调节渠道
渠道首部和尾部堤顶的高程基本相同，并高出上游 最高水位，渠道断面向下游逐渐加大，渠末不设泄 水建筑物。
适用：渠道不长，底坡较缓，上游水位变化不大的 情况。
水电站引用流量Q = 0时，渠道水位是水平的，渠道 不会发生漫流和弃水现象；Q<Qmax雍水曲线。Q >Qmax为降水曲线。
类似，一般为墙式。P132 (3) 泄水建筑物：P132 (4) 排污、排冰、排冰设备：P132
压力前池组成建筑物
一、压力前池
3、布置
结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合考虑。
前池整体布置时，应使水流平顺，水头损失最少，以 提高水电站的出力和电能。
给排水系统中的水力计算与管径选择
给排水系统中的水力计算与管径选择水力计算是设计给排水系统中不可或缺的一项工作。
通过合理的水力计算，可以确定给排水管道的管径大小，以确保系统正常运行并满足设计要求。
本文将介绍给排水系统中的水力计算方法和管径选择准则。
一、给排水系统的水力计算方法在给排水系统中，水力计算通常包括两个关键参数：流量和水力损失。
流量是指液体在管道中的体积流动率，而水力损失则是液体在流动过程中由于阻力而损失的能量。
下面是一些常用的水力计算方法：1. Manning公式Manning公式是用于计算开放渠道中流速和水深之间的关系的经验公式。
在给排水系统中，这个公式可以用于计算自由涌流的流速，从而确定水流在管道中的流量。
2. Hazen-Williams公式Hazen-Williams公式是一种常用的计算给排水系统中水力损失的公式。
它通过管道材料的粗糙度系数、管道长度和流量来估算水力损失。
这个公式适用于中小口径管道和常规流量条件下的水力计算。
3. Darcy-Weisbach公式Darcy-Weisbach公式是一种基于雷诺数的计算方法，更适用于大口径管道和复杂流量条件下的水力计算。
该公式考虑了液体的粘度和摩擦阻力，可以更准确地计算水力损失。
二、管径选择准则正确的管径选择对于给排水系统的正常运行至关重要。
通常情况下，管径的选择应满足以下准则：1. 最小速度准则为了避免给排水系统中的沉积物沉淀，需要保证流速不低于一定的限制值。
通常情况下，给水系统的最小速度为0.6 m/s，排水系统的最小速度为0.9 m/s。
2. 最大速度准则过高的流速会导致水流对管道产生冲击和噪声，并增加管道的磨损和压力损失。
因此，给排水系统的设计速度应控制在一定的范围内，一般为1.5-3 m/s。
3. 总阻力准则给排水系统中的管道总阻力应小于一定的限制值，以确保系统能够正常运行。
总阻力包括管道阻力和局部阻力。
管道阻力可以通过水力计算得出，而局部阻力则包括弯头、三通、阀门等附件带来的额外阻力。
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、矩形渠道水力计算表 ——有用(算出流速和流量)
A(m*m) 0.151 0.392 0.280
χ (m) 1.244 1.568 1.453
R(m) 0.121 0.250 0.193
n 0.016 0.016 0.016
C(m^1/2/s) 43.975 49.606 47.499
I 0.001 0.001 0.001
v(m/s) 0.484 0.784 0.659
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流
量
Q(m^3/s) 7.921 流 量
Q(m^3/s) 0.761
流
量
Q(m^3/s) 0.392 1.69 流 量 适用条件
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适用条件 Q(m^3/s) 0.073 0.307 0.185 r≤0.2 r＜1.0 r≥1.0 水深h 在圆弧 段以上 -1.32
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水力半径 R(m) 0.428 R(m) 0.308
糙 率 n 0.017 n 0.017
谢才系数 底坡比降 C(m^1/2/s) 51.068 C(m^1/2/s) 48.344 I 0.001 I 0.00/s) 0.968
Q(m^3/s) 1.723 Q(m^3/s) 0.702
梯形渠道断面尺寸、水深计算
梯形、矩形渠道水力计算
梯形渠道断面尺寸、水深计算水深底宽边坡过水面积湿周水力半径糙率谢才系数坡比降流速流量h(m)b(m)m A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s) 0.400.30 1.000.280 1.4310.1960.025030.4760.01 1.3480.377 0.64 1.000.410 1.8100.2260.022534.6940.000250.2610.1070.600.600.500.540 1.9420.2780.012067.3270.03 6.150 3.321 0.400.500.500.280 1.3940.2010.018042.5130.03 3.3000.924 0.600.320.400.336 1.6120.2080.012064.1640.03 5.073 1.705 0.750.80 1.00 1.157 2.9150.3970.02534.2920.01 2.1607 2.5004说明：1、计算的范围为尾水（即尾0+000~尾0+017.5）。
2、计算时假设该渠水流为明渠均匀流进行水力计算。
3、该渠道的衬砌为浆砌块石衬砌，其糙率n值取为n=0.025。
水 深过水面积湿 周水力半径糙 率谢才系数底坡比降流 速流 量h(m)A(m*m)χ(m)R(m)n C(m^1/2/s)I v(m/s)Q(m^3/s)0.6700 1.608 3.740.42994650.022538.6117860.00120.8770 1.41030.40000.16 1.20.13333330.01259.5628140.03 3.76710.6027.0#VALUE!#VALUE!0.014#VALUE!0.0012#######VALUE!0.80000.56 2.30.24347830.01843.9006410.01 2.1662 1.21311.3800 2.208 4.360.5064220.02535.7118290.002 1.1365 2.50950.30000.090.90.10.01256.7743390.03 3.10970.27990 1.600.02500.0020.00000.00001.3770 2.2032 4.3540.50601750.02535.7070720.002 1.1359 2.50271.38002.2084.360.5064220.02535.7118290.002 1.13652.5095201882.400.401.800.70矩形渠道断面尺寸、水深计算底 宽b(m)1.601.600.301.601.60水 位湿 周水力半径糙 率比降h(m)χ(m)R(m)n I 4014 4.188810.064870.0810.0083401524.73240.6629390.0810.0083401641.99927 1.1770520.0810.0083401756.68853 1.7723470.0810.0083401860.01827 2.6099290.0810.0083401963.96554 3.3681810.0810.0083402068.29129 4.0660120.0810.0083402171.52681 4.7937480.0810.0083402274.59941 5.4991830.0810.0083402377.67202 6.1762850.0810.0083402480.744616.8282910.0810.008314.0209061270931,401561.9852860896954,4016165.499744002757,40170.0493423963017573,4014水位~流量关系795.6114.02156.643397215.447505277.673195河道流量~水位关系曲线333.978518041592,4018544.493160351384,4019795.610327806321,4020流 量Q(m 3/s)0.05A(m 2)过水面积0.27172916.39606949.435331100.471771479.724499342.881492410.235771437.541816.34551.3476792231.971437.53901810852,40221816.34129695998,40232231.96604967931,402461.99165.50333.981096.43156212984,40211096.43544.49河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线河道流量~水位关系曲线0.2780.466.90.160.2231780.040.2975713 1.1902850.12419166860325393625640高程261577.6 470332.55293136.569967 2.054854796.280.507464530.8910 2.29723770110.9594720.8916220.58413933690.4333332860.2780.552.80.790.1076410.2780.552.80.10.73392高程45128267891096110.58120.413142775 1.250.7224030.043000高程39008400 4400 5450 646.379.27416.379474723.185 4.6378.18547220 895449 1.3842694561011121315.7-0.0079614高程4567891011121314实际堆渣量可堆渣量（万m3）（万m3）1#废石场新建矿区道路下方0.490.52103024m～3034m0.21沟谷地，但坡度较陡、坡度在30°左右。