输水引水及灌溉工程计算软件介绍

输水引水及灌溉工程计算软件目录1．软件的编制过程及功能………………………………………………………………2．软件的特色与创新…………………………………………………………………3．使用说明……………………………………………………………………………4．各程序编制说明……………………………………………………………………4．1 开敞式水闸孔径计算……………………………………………………………4．2 胸墙式水闸(孔流)孔径计算……………………………………………………4．3 消能计算…………………………………………………………………………4．4 矩形断面涵洞水力计算…………………………………………………………4．5 明渠均匀流水力计算……………………………………………………………4．6 明渠非均匀流水力计算…………………………………………………………4．7 矩形渡槽水力计算………………………………………………………………4．8 U形渡槽水力计算………………………………………………………………4．9 多管矩形断面倒虹水力计算……………………………………………………4．10 多管圆形断面倒虹水力计算……………………………………………………4．11 圆形压力管道（单管）水力计算………………………………………………4．12 压力管弯道局部水头损失系数计算……………………………………………4．13 无压隧洞水力计算………………………………………………………………4．14 水闸稳定计算及底板计算(弹性基础粱法)……………………………………4．15 弹性基础粱计算………………………………………………………………4．16 重力式挡土墙及闸墙计算………………………………………………………4．17 钢筋混凝土结构构件计算（按《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96）…………………………………………………………………………………4．18 钢筋混凝土结构构件计算（按《水工钢筋混凝土结构设计规范》 SDJ 20-78）…………………………………………………………………………………4．19 预应力钢筋混凝土结构构件计算………………………………………………4．20 钢筋混凝土矩形断面渡槽槽身结构计算………………………………………4．21 U 型薄壳渡槽结构计算…………………………………………………………4．22 钢筋混凝土箱形管结构计算…………………………………………………4．23 钢筋混凝土钻孔灌注桩排架承载力及内力计算……………………………4．24 钢筋混凝土钻孔灌注桩桩长（承载力)计算…………………………………4．25 渡槽钢筋混凝土变截面悬链线无铰肋拱及板拱主拱圈计算………………4．26 渡槽钢筋混凝土排架内力及配筋计算………………………………………4．27 沉沙条渠计算…………………………………………………………………4．28 圆拱直墙式无压隧洞衬砌结构计算…………………………………………4．29 马蹄形无压隧洞衬砌结构计算………………………………………………4．30 蛋形无压隧洞衬砌结构计算…………………………………………………4．31 钢筋混凝土圆形有压隧洞衬砌断面结构计算…………………………………4．32 基础沉降计算…………………………………………………………………4．33 弹性地基上梁的温度应力计算………………………………………………4．34 基坑井点排水计算……………………………………………………………5．程序附图…………………………………………………………………………闸后消能计算程序消力池尺寸符号图……………………………………………水闸稳定计算及底板计算程序图…………………………………………………基础沉降计算程序图………………………………………………………………重力式挡土墙及闸墙计算程序尺寸符号图………………………………………钢筋混凝土矩形断面渡槽槽身结构计算程序尺寸符号图………………………U 型薄壳渡槽结构计算程序尺寸符号图…………………………………………渡槽钢筋混凝土变截面悬链线无铰肋拱及板拱主拱圈计算程序尺寸符号图…钢筋混凝土钻孔灌注桩排架承载力及内力计算程序尺寸符号图………………渡槽钢筋混凝土排架内力及配筋计算程序尺寸符号图…………………………钢筋混凝土箱形管结构计算程序图………………………………………………马蹄形无压隧洞衬砌结构计算程序尺寸符号图…………………………………蛋形无压隧洞衬砌结构计算程序尺寸符号图……………………………………6．程序示例………………………………………………………………………………6．1附录平底闸孔流与堰流判别标准及孔流计算公式研讨挡土墙不同土压力公式及参数计算成果分析比较钢筋混凝土结构构件电算程序介绍沉沙条渠计算方法及算例渡槽水力计算不同方法计算成果比较1．软件的编制过程及功能输水、引水及灌溉工程的水工建筑物不仅型式多种多样，而且每一个工程项目的建筑物及渠道数量也都很多，各种水力计算及结构计算工作量大而繁琐，为了提高设计效率及设计质量，有必要采用电算。

我院熊启钧同志根据在设计工作的实践经验，结合实际工作需要，自八十年代以来，曾陆续将有关各种建筑物及渠道工程的主要计算项目编制成 30 余个电算程序，在我院各设计项目中应用，效果及效益显著，部分程序还在“取水输水建筑物”《隧洞》中介绍，并在兄弟单位使用。

原来的各程序是在UCDOS环境下用Quick BASIC语言编制的，为了使程序的操作使用更简便，能更好地利用Windows操作系统的功能及适应其版本不断升级的需要，我院特组织力量，用Visual Basic语言将这些程序全部改编为在各种Windows版本环境下使用的应用程序。

本软件包共包括 30 余个应用程序，内容涉及到输水、引水及灌区各种水工建筑物和渠道工程的主要计算项目，包括水闸、隧洞、渡槽、倒虹、涵洞、挡土墙、桩基、沉沙池等各种建筑物以及渠道工程的水力计算及结构计算。

例如对于水闸的设计，从孔径确定、消能计算，到闸身稳定验算、底板及闸墙应力分析、配筋及抗裂验算、地基沉降计算、基坑排水以及上下游翼墙计算等，均可利用本软件的有关程序计算。

各程序的共同特点是极其简单实用，操作使用简便，结合实际，针对性强，成果清楚明了，既适合于精通电脑而专业经验尚不足者，也适合于专业知识丰富而不太熟悉计算机及编程技术的人；既适合于设计者使用，也适合于校审者使用；利用本软件进行方案比较设计更显示其优越性。

2．软件的特色与创新2．1 本软件将输水引水及灌区各种水工建筑物和渠道工程的主要计算项目全面系统地编制成Visual Basic 应用程序，在国内尚属首创。

其中部分程序如沉沙条渠计算、按戈尔布洛夫--波沙多夫法计算水闸弹性地基底板等在其它单位还没有类似的程序。

2．2 各程序的计算方法均按现行规范规定的或常用的计算理论及计算公式编制，•如同一计算项目有不同的计算方法及计算公式，程序将提供不同方法的计算成果或根据提示要求按不同方法计算，供设计者比较选用。

各程序计算结果的正确性均经过手算算例验证。

为了增加计算成果的透明度，基本资料及计算成果均以类似于手算的列表型式输入输出，除最终成果外，主要分项及中间计算成果也均显示在成果表中，既便于设计者检查使用，也便于校审者校核。

2．3 为使程序使用者了解程序的编制依据及功能，并能很方便地使用程序，各程序均有详细的编制说明，包括执行的规范，程序采用的计算方法、适用范围、运算前的资料准备以及某些系数的采用或基本假定等。

基本资料输入过程中需注意的事项均有简明的提示和说明。

2．4 本软件的一个主要特点是不仅尽可能地给设计者提供一个简单实用的计算程序，而且还根据程序编制者在设计工作中的实践经验及心得体会，对设计中应注意的问题，或某些计算方法存在的不足之处，或对不同方法计算成果的分析比较,或应如何分析采用某些计算成果等提出意见及建议，这一方面体现在程序中，一方面则反映在各程序的编制说明中，现结合有关计算问题说明如下：（1）孔流与堰流的判别标准及胸墙式水闸（孔流）的孔径计算问题胸墙式水闸及闸门下出流的过闸水流有孔流及堰流两种流态。

对于平底（宽顶堰式）闸的孔流与堰流界限，多数水力学教程及计算手册中均根据上游水深H 与胸墙底的孔口高度（或闸门开度） e 的关系采用下列判别标准：e / H≥0.65 时为堰流；e / H < 0.65 时为孔流在《水闸设计规范》SD133-84及《水闸设计规范》SL265-2001（以下简称《规范》）中均未明确说明孔流与堰流计算的判别条件，但在用于闸孔总净宽计算公式的孔流流量系数“μ值”表中，仅列出e / H≤0.65的μ值，表明也采用了上述相同的判别标准。

程序编制者认为上述判别孔流与堰流的标准是不完善的，因为它只反映了过闸流态与孔口高度及闸上游水深的关系，而忽略了闸下游水深对过闸流态的影响。

判别平底胸墙式水闸的过闸水流及闸门下出流是孔流还是堰流，主要看门底或胸墙底是高于闸室（堰顶）水面还是在水面以下，高于闸室水面时为堰流，在水面以下则为孔流。

一般认为，非淹没宽顶堰的堰顶水深近似等于临界水深。

对于矩形过水断面，非淹没宽顶堰的堰顶水深即临界水深近似为0.65H，此即上述平底（宽顶堰式）闸孔流与堰流判别标准的依据。

也就是说当胸墙底或门底高于闸底板顶面0.65H时即高出闸室（堰顶）水面，过闸流态为堰流；门底或胸墙底高于闸底板顶面不足0.65H 时则在水面以下，过闸流态为孔流。

这里有一个“非淹没”的前提条件不容忽视。

显然，当下游水深超过某一界限产生淹没影响时，堰顶水深将大于0.65H 。

对于淹没式宽顶堰，堰顶水深肯定是大于0.65H的。

也就是说闸室（堰顶）水深不仅取决于闸上游水深，而且也与闸下游水深有关。

在此情况下，即使比值e / H ≥ 0.65，但门底或胸墙底却仍在闸室水面以下，即过闸流态并非堰流而实为孔流。

因此，不能仅用孔口高度与闸上游水深的关系来判别过闸流态，而应同时考虑孔口高度与闸上游水深及闸下游水深的关系。

否则，可能将孔流流态误作为堰流计算，导致流量及孔径计算的误差及错误。

为此，程序编制者根据计算分析认为，上述判别标准应作如下补充修正：当e / H ≥ 0.65，而闸下游水深h 大于孔口高度并大于0.75倍闸上游水深，即h > e 及h > 0.75H时，也应按孔流计算。

而根据计算分析，对于e / H ≥0.65 的孔流，不能按《规范》公式计算（其计算成果不合理），可用阿格罗斯金公式计算。

“胸墙式水闸(孔流)孔径计算”程序就是根据上述修正判别标准按《规范》及阿格罗斯金《水力学》有关公式编制的，并在程序编制中作了说明。