矩形水沟水力计算

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。

农沟水力计算过程根据项目区地形特点并结合排水需要，农沟设计标准为10年一遇的日最大降雨在1.5天内排完，20年一遇的日最大降雨量校核。

a ）典型年选取排水工程要满足排洪、除涝的要求，合理规划和安排。

本项目排涝设计标准按10年一遇1日暴雨1.5日排至地面无积水。

根据**县气象局提供的资料，项目区10年一遇最大日降水量119.90mm 。

b ）排涝模数的确定根据项目区实际地形，可采用西南地区广泛采用的排涝公式计算，设计以1.5天排除全部涝水。

公式如下：Q 设=q.Fq ：设计排涝模数； R ：设计径流深（mm ）；α: 径流系数；（本项目取0.8）； P: 10年一遇24h 最大降水量;F ：排沟设计断面所控制的排涝面积（km²）； Q 设：设计排涝流量（m³/s ）； T ：设计排涝时间（日）取1.5天。

c ）农沟断面设计计算农沟断面设计为矩形和梯形两种断面，依公式：Ri AC Q =T Rq 4.86=P R ⨯=α 1.586.40.8⨯⨯=9.119740.0=A=b×h （矩形断面）； A=（a+b ）·h/2（梯形断面）X ＝b+2h （矩形断面）；X ＝h+b+22)3.0(⨯+h h （梯形断面）。

式中：Q —计算排涝流量（m³/s ）；A —设计排水沟过水断面面积（m²）； C —谢才系数； R —水力半径（m ）；i —水力坡降（‰），为地形总平均坡度； a —为过水断面上顶宽（m ）； b —为过水断面下底宽（m ）； h —为过水断面高度（m ）；n —农沟糙率，为混凝土材质，取0.015； X —湿周; 单位（m ）； d ）校核农沟排水能力上述计算出的农沟流量Q 计是假设的b 、h 值相应的输水能力，通过试算，反复修改b 、h 值，直到农沟计算流量等于或接近农沟设计流量为止，要求误差不超过5%，即设计农沟断面应满足的校核条件是：6/1R n1C =XA R =05.0≤-设计设Q Q Q反复试算，直至满足校核条件。

一、降雨强度计算已知：上海；设计重现期P＝2年；设计降雨历时t＝5分钟；径流系数=0.9 计算：设计降雨强度q＝((17.812+14.668×Lg(2))/((5+10.472)0.796))×1000/6＝418.66升/秒•公顷。

二、FX100排水沟水力计算1、已知：水深＝0.12米；沟宽＝0.1米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深70mm ，底宽:100mm；计算过程：湿周＝2×0.07+0.1＝0.24m ；过流面积＝0.1×0.07＝0.007平米；水力半径＝0.007/0.24＝0.0292m ；流速v＝((0.02922/3)×(0.0010.5))/0.001＝3m/s ；矩形天沟排水量Q＝3×0.007×1000＝21L/s。

半圆形部分：半径为50mm；计算过程：湿周＝3.14×0.05＝0.157m ；过流面积＝0.5×3.14×0.05×0.05＝0.0039平米；水力半径＝0.0039/0.157＝0.0248m ；流速v＝((0.02482/3)×(0.0010.5))/0.001＝2.69m/s ；半圆形天沟排水量Q＝2.69×0.0039×1000＝10.49L/s 。

3、FX100排水沟排水能力=21+10.49=31.49L/s4、FX100排水沟基本资料：三、FX150排水沟水力计算1、已知：水深＝0.21米；沟宽＝0.15米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深135mm ，底宽:150mm；计算过程：湿周＝2×0.135+0.15＝0.42m ；过流面积＝0.15×0.135＝0.0203平米；水力半径＝0.0203/0.42＝0.0483m ；流速v＝((0.04832/3)×(0.0010.5))/0.001＝4.19m/s ；矩形天沟排水量Q＝4.19×0.0203×1000＝85.06L/s 。

1前池段12 2.40.00150.014 2.1508911.99976 2渠段110540.0130.015 3.04588105
3渠段226 1.80.0070.015 3.2673226
4渠段31520.0010.015 4.1132314.99998 5渠段42 1.20.0020.015 1.05981 2.000084 6输水隧洞0.80.80.00050.015 1.453460.800217
警告：
1、紫色区域为标题栏，请勿进行改动；
2、隐藏区域为严禁改动的区域，可以取消隐藏查看，但严禁作任何改动，并请在查看完后将其隐藏；
3、A～G列的白色区域为用户输入区，该区域可以根据需要进行任意操作。

***************
使用说明：
1、使用时在A－G列的空白段内输入计算数据（也可将原有数据删除或清除后输入计算数据），其中，E列数据（即水深）可以不输入，但请保持H列和J列（即前述青色区域）的公式不变；
2、点击计算按钮，程序即可进行明渠均匀流正常水深试算；
3、每一行为一个计算段，用户可以根据自己的需要增加任意条计算段（行），程序会自动读取计算段的数据并进行计算。

***************
最后，祝大家使用愉快！gdzrgcsjyxgs_gzy 2010.08.14。

截水沟设计及流量计算（参考实例）
截水沟设计流量也就是截水沟所控制的山坡集雨汇流面积形成的地表径流量，采用《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ-T0219-2006）中的小汇水面积设计流量公式计算即：
Q p=φS P F
式中Q p—设计频率地表水汇量，m3/s；
φ—当地径流系数，本项目区取0.5；
S P—设计降坡度强度，十年一遇1h降雨强度，本项目区取
66.15mm/h，即0.00001838m/s；
F—汇水面积，km2，即1000000m2。

各露天采场汇水面积及计算得的截水沟或排水沟设计流量见表6-5-7。

露天采场周边截水沟拟采用梯形浆砌石结构；露天采场台阶纵向排水沟采用梯形浆砌石结构，内侧排水沟采用梯形土质结构，根据流量计算截水沟过水断面：湿周长：X＝b+s
b－沟底宽
s—斜坡长
水力半径：R＝W/X
W—过水断面
沟床糙率：n
纵向坡降：i
谢才系数：C＝R1/6/n
流速：v＝C（Ri）1/2
流量：Q＝W×V
根据上述公式进行计算得出下表1的计算结果，基本确定水沟的设计参数，表2。

一、降雨强度计算已知：上海；设计重现期P＝2年；设计降雨历时t＝5分钟；径流系数=0.9 计算：设计降雨强度q＝((17.812+14.668×Lg(2))/((5+10.472)0.796))×1000/6＝418.66升/秒•公顷。

二、FX100排水沟水力计算1、已知：水深＝0.12米；沟宽＝0.1米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深70mm ，底宽:100mm；计算过程：湿周＝2×0.07+0.1＝0.24m ；过流面积＝0.1×0.07＝0.007平米；水力半径＝0.007/0.24＝0.0292m ；流速v＝((0.02922/3)×(0.0010.5))/0.001＝3m/s ；矩形天沟排水量Q＝3×0.007×1000＝21L/s。

半圆形部分：半径为50mm；计算过程：湿周＝3.14×0.05＝0.157m ；过流面积＝0.5×3.14×0.05×0.05＝0.0039平米；水力半径＝0.0039/0.157＝0.0248m ；流速v＝((0.02482/3)×(0.0010.5))/0.001＝2.69m/s ；半圆形天沟排水量Q＝2.69×0.0039×1000＝10.49L/s 。

3、FX100排水沟排水能力=21+10.49=31.49L/s4、FX100排水沟基本资料：三、FX150排水沟水力计算1、已知：水深＝0.21米；沟宽＝0.15米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深135mm ，底宽:150mm；计算过程：湿周＝2×0.135+0.15＝0.42m ；过流面积＝0.15×0.135＝0.0203平米；水力半径＝0.0203/0.42＝0.0483m ；流速v＝((0.04832/3)×(0.0010.5))/0.001＝4.19m/s ；矩形天沟排水量Q＝4.19×0.0203×1000＝85.06L/s 。

6、进出口槽底高程计算
6.1 已知数据
进口前渠底高程（m）：▽
=267.48
3
出口前渠底高程（m）：▽
=266.8
4
上游渠道水深（m）：h
= 3.744
1
下游渠道水深（m）：h
= 3.744
2
槽中水深（m）：h=3.35
进口水面降落（m）：Z
=0.297
1
沿程水面降落（m）：Z
=0.554
2
出口水面回升（m）：Z
=0.099
3
6.2 计算
进口槽底高程（m ）：▽1=▽3+h 1-Z 1-h=
267.577进口槽底抬高（m ）：y 1=▽1-▽3=
0.097出口槽底高程（m ）：▽2=▽1-Z 2=
267.023出口渠底降低（m ）：y 2=h 2-Z 3-h=0.2950.072
出口渠底高程（m ）：▽4=▽2-y 2=266.728
-0.072 验证：▽3-▽4=0.752B=
4.75(m)H= 3.8(m)水力计算结果
计算的▽4较规划值仅小I132（m）,
满足要求，不再改变槽身布置尺寸
亲：您最终的计算结果是
说明：颜色代表您应根据设计资料或自
己的假设值手动填入数值！
其他单元格均可以根据相应
的公式自动算出结果，为避
免无意破坏公式，其他单元
格均被加密锁定！
提示，先假设一个B,然后将进出口渐变段计算完
毕，这时候返回来可以填写渡槽长度L
出口断面
进口断面。