抛物线形渠道水力最优断面的计算

根据明渠均匀流理论 ,推求了抛物线形渠道正常水深与流量的关系和水力最优断面的计算公式 ,得出了水力最优断面水深与抛物线参数的关系为 ah0 =0 .94673 2。与其它渠道比较结果表明 ,抛物线形渠道是仅次于 U形渠道的又一水力最优断面。

立方抛物线形渠道水力最优断面的计算

根据明渠均匀流理论,推求了立方抛物线形渠道正常水深与流量关系的计算公式及其水力最优断面所满足的条件.与其他形式断面渠道的比较结果表明,立方抛物线形断面渠道也是一种水力较优的输水渠道.

渠道水力最优断面的程序设计及绘图

利用ActiveXAutomation技术将VisualBASIC与AutoCAD链接 ,实现了常用渠道的水力最优断面设计及绘图的自动化 。

U形渠道水力最优断面的计算

根据明渠均匀流理论，推求了U形渠道的水溶流量关系和水力最优断面，并通过算例比较证实，U形渠道可以大幅度的节约土地面积。

梯形渠道水力最优断面设计方法研究

梯形渠道的水力最优断面因为具有在过水断面面积一定时通过的流量最大的特点,是水利工程中一种常见的渠槽形式,它的断面设计需求解一个很复杂的高次方程。本文提出了一种简单求解方法,大大减少了计算量。

水力最优断面宽深比 β_0 的推求

水力最优断面的宽深比β０可通过数学推求，是个常数，且β０＝１．１６。

平底悬链线形明渠水力最优断面求解

断面设计是渠道设计的重要内容之一,适宜的渠道断面不仅能够增加过流能力,提高输水效率,减小输水损失,还能降低建造成本。该文提出了一种具有平底和悬链线形侧边的明渠断面。这种断面将平底和悬链线侧边平滑连接,既具有平底断面建造容易、灵活,管护方便,底部容易压实,侧边和平底可以用不同材料建造(以降低成本)等优点,也具有悬链线形断面过流能力大、无应力集中拐角、不宜渗漏、防冻胀能力强,耐久性好等优点,可广泛应用于大、中、小型渠道及寒区,具有良好的实用价值。推导了过流面积、湿周、水面宽度等水力断面特性计算公式。提出了一个更简单的正常水深的迭代算法。基于拉格朗日乘子法,推导出了平底悬链线形明渠的水力最优断面,结果表明其水力最优断面的底宽与水深比、水面宽与水深比、底宽与形状系数比、水面宽度与形状系数比、形状系数与水深比均为常数:宽深比等于0.405,形状系数与水深比等于0.474,水面宽与水深的比值为2.112,底宽与形状系数的比值为0.855。与现有平底断面(梯形、平底抛物线形、平底半立方抛物线形)进行了比较,结果表明,在过流面积或湿周一定的情况下,平底悬链线形断面的过流能力最大,相反,在流量一定的情况下,平底悬链线形断面的过流面积、湿周、水面宽度是最小的。与传统的悬链线形渠道进行了比较,增加平底后,在同等条件下,平底悬链线形渠道水力最优断面的过流能力不仅没有降低,反而增加了,意味着其经济性也优于传统的悬链线断面。研究为平底悬链线形渠道设计提供理论支撑。

立方抛物线形渠道水力最优断面研究

根据明渠均匀流理论,推求了立方抛物线形渠道正常水深与流量的关系的计算公式及其水力最优断面所满足的条件。与其它形式断面渠道的比较结果表明,立方抛物线形断面渠道也是一种水力较优的输水渠道。

基于水力最优断面的湖南省公路排水设计研究

针对目前湖南省各地区所采用的公路边沟尺寸单一,区域适用性较低的现象,结合湖南省各地区降雨分布和公路边沟工程特点,基于水力最优断面分析,将湖南省各地区降雨强度分为3个区,并据此计算了不同公路等级、边沟类型及边沟断面排水沟设计,给出了参考尺寸推荐值。

抛物线形断面最优水力参数及方程指数计算方法

针对目前抛物线形断面最优水力参数及抛物线方程指数计算尚没有比较系统研究成果的问题,通过对该种断面均匀流方程的变形整理及近似积分计算,得到了抛物线方程指数一定情况下明渠过水断面最优水力参数的简化计算公式,并通过对简化公式的进一步分析整理,给出了当渠道其他参数(流量、比降及糙率)一定情况下抛物线形断面的最优方程指数为3.35。精度分析及算例计算结果表明:最优水力参数的提出将为该类断面的进一步优化设计提供可靠依据;最优抛物线形断面比其他水力最优断面经济指标更好。

山区小型灌溉渠道的最优水力学断面研究

根据经典最优水力学断面理论,渠道断面为宽浅式,但针对山区小型灌溉渠道,宽浅式断面并不经济,在实际工程中越来越倾向于修建窄深式渠道断面,本文针对最优水力学渠道断面的理论假设,分析其仅适合于平原地形条件以及仅仅考虑最少衬砌量的局限,再结合山区小型灌溉渠道实际,分析适合山区地形的渠道最优断面,并充分考虑当前越来越重视的征地费用影响,得出较为实际的山区小型灌溉渠道宽深比断面.

明渠水力最佳断面的极值特性探讨

定床渠道是指渠道边界固定，即：渠道中水流是清水且渠道边界物质的起动流速大于渠道中水流流速或人工衬砌的渠道。关于定床渠道的水力设计一般采用水力最优断面及在此基础上改进得到的实用经济断面。结合水力最优断面的定义、水流运动方程（即阻力方程）和水流连续性方程，可以得到水力最优断面的水力设计参数。

二分之五次方抛物线形明渠设计及提高水力特性效果

为提高抛物线形断面的水力特性,增加输水能力,该文提出了一种二分之五次(以下简称2.5次)方抛物线形渠道断面,推导其水力断面特性。将湿周用高斯超几何函数表示后,将水力最优断面的最优化模型转换为关于宽深比的一元方程,得到2.5次方抛物线形渠道水力最优断面的解析解,其最优宽深比为2.088 3。比较结果表明,2.5次方抛物线形断面较常规抛物线形断面具有更好的水力学特性。与平方、半立方抛物线形断面比较,在相同水深条件下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流能力更大。相反,在相同流量下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流面积、湿周、水深更小。2.5次方抛物线形水力最优断面的建造成本与其他2种断面相比是最小的。进一步地,为便于工程应用,基于高斯勒让德算法,提出2.5次方抛物线形断面的三点和四点格式近似湿周算法。结果表明,四点格式近似算法具有较高精度。研究可为明渠设计提供理论依据。

梯形衬砌渠道边坡(m)的优选方法

在梯形渠道水力最佳断面计算及梯形衬砌渠道侧墙稳定性计算的基础上 ,根据侧墙厚度变化和渠道占地变化所引起费用变化的经济分析 ,提出了梯形衬砌渠道主要由满足侧墙强度要求的最小板厚决定边坡 (m)的方法 ,改变了过去渠道设计中仅凭经验或单纯以水力断面最优选取边坡的局限性 .据此优选的边坡 (m)既兼顾了水力断面最优又具有侧墙的稳定性 ,从而使衬砌量最小 .

山区小型灌溉渠道横断面的宽深比分析

以重庆三峡库区山区小型灌溉渠道为例,对可能影响渠道工程造价的各种修建及维护费用进行逐次分析.在保证输水效率的前提下,利用公式推导比较两种不同宽深比条件下,即传统的宽深比2∶1宽浅式灌溉水渠和文中设计的宽深比1∶1灌溉水渠,对各项费用进行比较.发现对于山区小型灌溉渠道,采用宽深比1∶1的宽浅式灌溉渠道,在影响比传统的水力学最优断面在修建使用过程中投入更少.

水环境敏感区双排水系统设计及优化探讨

高速公路穿越湿地、水源保护区及水库等区域时,路面排水系统径流汇集过程中会造成一定的水质污染,对穿越区水资源现状造成破坏,利用路基排水以及管道排水的双排水系统共同收集雨水,以降低初期雨水对水环境敏感区水体的污染,并根据最优水力断面对排水系统设计进行优化,为穿越高速公路水环境敏感区雨水收集系统设计提供参考。

梯形渠道经济断面设计

渠道存在着多种断面形式,然梯形渠道则最为常用,梯形渠道的水力最优断面因具有在过水断面面积一定时通过的流量最大的特点,是水利工程中一种常见的渠槽形式。另外,经济断面也是渠道工程中较为核心的部分,调查研究表明,在高标准高质量的农业工程建设中,推行经济断面有很大的发展优势和优点,经济断面通常有实用经济断面和最优水力断面两种形式,本文着重叙述混凝土梯形渠道断面设计。

梯形明渠边界平均剪切应力计算方法

梯形断面是渠道设计中广泛采用的一种断面形式,边界剪切应力分布规律是研究水流结构及阻力特性的重要因素。经过理论推导,建立了梯形明渠床面与边壁平均剪切应力相对值随过水断面宽深比的计算表达式,并与多家试验资料进行了比较,结果表明两者变化趋势基本一致。针对梯形明渠不同边坡角下的水力最优断面,分析了其床面、边壁平均剪切应力的变化规律,发现随着边坡角的减小,床面平均剪切应力相对值变化不大,而边壁平均剪切应力相对值呈现出减小的趋势。