平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的简化计算公式

为了简化平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的计算公式,对平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深基本方程进行数学变换,分析无量纲临界水深和无量纲参数之间的关系,以幂函数形式构造公式,采用拟合优化方法得到临界水深的简化计算公式。该简化公式不是分段函数,形式简单,通用性强,水深位于隧洞下部扇形和上部半圆形内都可以直接计算临界水深;在工程适用范围内,临界水深计算值的最大相对误差绝对值为0.485%,具有较高的精度。

平底Ⅰ型马蹄形断面正常水深的显式计算式

平底Ⅰ形马蹄形断面其构造形式简单,在水利水电工程中较为常用,但正常水深的求解涉及到高次隐函数方程,传统的求解方法为查图表或试算法,既费时又费力,而且精度不高。通过对均匀流方程进行数学变换,选择适当的变量及曲线拟合得到平底Ⅰ型马蹄形断面正常水深的显式计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,它的最大相对误差均为0.472%。该公式形式简洁、结论精确,具有一定的工程应用价值。