圆管明渠均匀流标准计算书

明渠均匀流水力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：计算目标: 计算正常水深。

设计流量Q = 0.150 m3/s，渠底比降i = 1/800，底宽（或半径）b = 0.50 m渠槽为梯形断面：左侧边坡系数m1 = 0.750，右侧边坡系数m2 = 0.750糙率n = 0.0150三、计算依据1．明渠均匀流基本计算公式：Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2R ＝ω/ χC ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率四、计算结果采用试算，拟定正常水深ho = 0.289 m进行流量计算。

过水断面面积ω= 0.208 m2，湿周χ= 1.224 m水力半径R = ω/χ= 0.208/1.224 = 0.170 m谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0150×0.1701/6 = 49.602 m0.5/s过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2= 0.208×49.602×（0.170×1/800）1/2 = 0.150 m3/s当正常水深ho = 0.289 m时，计算流量与设计流量大约相等，ho = 0.289 m即为所求。

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。

再论圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式文辉;李风玲【摘要】Based on the summarization of the existing formulae for normal depth of uniform flows in circular tube open channels, the dimensionless parameter a and the dimensionless normal depth p are introduced to perform mathematical transformation of the basic equation for uniform flows in circular tube open channels. A new explicit formula for the normal water depth of the uniform flows in circular tube open channels is proposed by means of the curve fitting and optimization principles. According to the requirements of Structural design code for special structures of water supply and waste water engineering and Design specification for hydraulic engineering, the scope of project application for the proposed formula is determined considering the specific situations of projects. The error analysis and case studies indicate that the proposed explicit formula has advantages of concise form and high precision. The maximum relative error is less than 0.72% , and it is convenient for designers to directly use it.%在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式；根据给水排水工程和水利工程设计规范的要求,并考虑工程实际情况,确定计算公式的工程适用范围.误差分析和计算实例表明:该公式形式简捷,精度较高,在工程适用范围内最大相对误差小于0.72％,可以方便工程设计人员在设计中直接使用.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】3页(P15-17)【关键词】圆管;明渠;均匀流;正常水深;圆形断面;超越函数方程【作者】文辉;李风玲【作者单位】惠州学院建筑与土木工程系,广东惠州516007;惠州学院建筑与土木工程系,广东惠州516007【正文语种】中文【中图分类】TV131.4圆管具有结构形式简单和力学条件好等特点，是给水排水工程和水利工程中应用最广泛的输水形式。

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。