明渠与天然河道的糙率实例

天然河道糙率
表9 天然河道糙率(n)
注:①天然河道糙率表内均列有三个方面的影响因素,河道糙率是三个方面因素的综合作用结果,如实际情况与本表组合有变化时,糙率值应适当变化。

②本表只适用于稳定河道，对于含砂大的冲淤变化较严重的砂质河床，由于其糙率值有其特殊性，此表未能包括其特殊性，所以不宜用此表。

③表（1）中的第VI类糙率值是很大的，超出了一般河道的糙率值，这种河段的水流实质上已为非均匀流，所列糙率值已把局部损失包括在内，所以糙率值就大了。

此次收集的糙率资料中，糙率n值超过0.04的只有长江上游8个站和铁路、公路部门的糙率类型编号中的西南地区有8个，以及中南华东地区1个，为数都是很少的，在使用此糙率表时应予以注意。

④影响滩地糙率很重要的一个因素是植物，植物对水流的影响随水深与植物高度比有着密切的关系，表中没有反映此种关系，在应用时应注意此因素。

明渠均匀流糙率系数的研究王钢钢1，张鑫21河海大学水利水电工程学院，南京 (210098)2河海大学环境工程学院，南京 (210098)E-mail：wanggang@摘要：本文利用实验室大型变坡水槽进行了光滑和粗糙两种类型的实验，测得明渠均匀流时的流量、水深，利用明渠水力计算方法计算出明渠均匀流的断面平均流速和糙率系数，并分析了糙率系数的各种影响因素与糙率系数的相互关系。

对明渠糙率系数的研究，得出结论：有良好的对数关系并拟合出n-k的对数方程，但是光滑床面和明渠糙率系数与系数k=粗糙床面有不同的n-k方程，有待进一步研究。

关键词：明渠，糙率系数，均匀流，断面平均流速1．引言糙率，是衡量壁面粗糙情况的一个综合性系数[1]，通常以n表示。

n值愈大，相应的水流阻力愈大，在其他条件相同的情况下，通过的流量就愈小。

对于天然河流来说，糙率是河床、岸壁的不规则性和表面粗糙度以及其他影响水流运动能量损失因素的一个综合性指标，它直接决定水流沿程能量损失的大小。

糙率的取值大小直接影响断面过流能力、水流能量损失。

在国民经济建设中，有关桥涵建设、防汛抢险的洪水演算、水资源调配的输水损失计算以及其他水利工程的水力计算中，都要涉及糙率计算。

在公路铁路建设中的桥涵设计以及旧桥加固改造时的水文计算，国土整治中的河道治理，水利建设中的输水损失计算，防汛抢险中的洪水演算等方面，糙率系数是重要设计参数[2]。

河床糙率是航道整治设计的一个重要特征值；河渠糙率是水文、水力计算中一个关键的技术参数；沟床糙率是泥石流流速计算的重要参数；地表糙率系数n值对地表径流流速、流态、渗透及其冲刷能力的影响作用很大，其研究对探讨坡面径流对地表冲刷能力、坡面水沙运动规律、改善水文循环过程及采取水土保持措施决策具有重要的意义[3,4]。

在山区水利水电工程设计中，常要进行河道断面的水位流量关系、水库回水、河道水面线推算，有时还要进行河道洪水演进、水库冲淤等分析计算，在这些计算中最困难之处在于确定糙率n[5]；调水工程中，长距离调水最敏感的问题就是沿程水头损失，与沿程水头损失密切相关的就是渠道糙率的取值问题。

明渠均匀流糙率系数的近似取值法王钢钢1，张鑫21河海大学水利水电工程学院，南京 (210098)2河海大学环境工程学院，南京 (210098)E-mail：wanggang@摘要：本文利用实验室可变坡水槽进行了光滑和粗糙两种类型的实验，测得明渠均匀流时的流量、水深，利用明渠水力计算方法计算出明渠均匀流的糙率系数，并提出明渠均匀流糙率系数近似的取值法和对于明渠均匀流光滑床面和粗糙床面都适用的近似公式。

关键词：明渠糙率系数均匀流流量1．引言糙率，是衡量壁面粗糙情况的一个综合性系数[1]，通常以n表示。

n值愈大，在其他条件相同的情况下，通过的流量就愈小。

对于天然河流来说，糙率是河床、岸壁的不规则性和表面粗糙度以及其他影响因素的一个综合性指标。

在国民经济建设中，有关桥涵建设、防汛抢险的洪水演算、水资源调配的输水损失计算以及其他水利工程的水力计算中，都要涉及糙率计算。

在公路铁路建设中的桥涵设计以及旧桥加固改造时的水文计算，国土整治中的河道治理，水利建设中的输水损失计算，防汛抢险中的洪水演算等方面，糙率系数是重要设计参数[2]。

河渠糙率是水文、水力计算中一个关键的技术参数；沟床糙率是泥石流流速计算的重要参数；地表糙率系数n值对地表径流流速、流态、渗透及其冲刷能力的影响作用很大，其研究对探讨坡面径流对地表冲刷能力、坡面水沙运动规律、改善水文循环过程及采取水土保持措施决策具有重要的意义[3,4]。

在山区水利水电工程设计中，常要进行河道断面的水位流量关系、水库回水、河道水面线推算，有时还要进行河道洪水演进、水库冲淤等分析计算，在这些计算中最困难之处在于确定糙率n[5]；调水工程中，长距离调水最敏感的问题就是沿程水头损失，与沿程水头损失密切相关的就是渠道糙率的取值问题。

渠道糙率n取值大小关系到整个渠道的设计和建设成本，渠道糙率n 取值大小是否合理关系到整个调水工程的成败[6]；水电站建坝后, 其坝上库区为水库型天然河道, 在对水电站的水流特性或库区的洪水预报、洪水演进等研究中, 糙率的选取是至关重要的[7]。

天然河道糙率及河道整治后糙率的变化摘要：天然河道的糙率与很多因素有关，如河床沙，卵石的大小和级配，底坡沿程变化及潭深，河道弯曲程度，横断面形状的不规则性，及整治后河道的人工建筑物等。

目前，河道整治后糙率多借用整治前的糙率，河道整治后改变了水流状态、河床形态，糙率也会随之改变。

本文基于河道糙率的确定的基本方法，根据整治后河道水流及河床的变化规律，应用水力学原理，分析河道糙率的变化。

关键词：天然河道‘糙率1、河道糙率的涵义和影响意义糙率又称粗糙系数，水力学的解释是指河床边壁粗糙程度对水流运动影响的一个系数，工程上综合反映管渠槽面粗糙情况对水流影响的一个系数。

运动学角度上水流从上向下游沿程运动引起的能量损失。

影响糙率的主要因素，主要是河床壁面的材料组成（如泥沙、卵石、天然岩石），以及各种材料的粗细结构，床壁表面的平整程度，植物生衰情况，河床的弯曲程度，水位的高低，河槽的冲淤以及整治河道的人工建筑物大小，形状，数量和分布等方面。

因为影响粗糙的因素众多，复杂多变，且糙率又是水力计算的重要参数，因此河道的糙率的确定恰当与否对水力计算成果有很大影响。

2、河道糙率的确定对河道糙率的确定一般采用本河段实测水文资料进行推算，对无实测资料或实测资料短缺的河道，比照类似河道的糙率或用一般经验公式计算确定。

以下主要介绍有实测资料的河道糙率的确定方法。

2.1基于实测水文资料的糙率推算（水力学方法）该方法是利用河道实测水文资料推算糙率，对于某一河段，当流态按恒定均匀流处理时，可根据实测资料（流量Q、断面面积A、水位等）应用谢才公式及曼宁公式推算而得；当流态按恒定非均匀渐变流处理时，可根据河道实测资料的平均值推算糙率初值，然后再通过水面线的反复推算调整糙率值。

2.2查表法当河道的实测资料短缺时，可根据河道特征，参照相似河道的糙率，根据河道河床特征，查天然河道糙率表，用经验的方法确定糙率。

该方法给出的糙率值仅反映切应力对水流的阻力，没有考虑局部阻力对水流流态的影响。

浅谈明渠导流设计摘要：根据当地河流的水文条件及曼宁公式等水力学公式，通过对导流标准的校核计算导流明渠及上下游围堰的相关参数，完成施工导流设计。

关键词：洪峰流量；导流标准；曼宁公式；1工程概况1.1 工程概况恩佐亚河是肯尼亚境内相对比较大的一条河流，该河流自东向西注入维多利亚湖，是维多利亚湖重要的水源之一。

恩佐亚灌溉项目就是通过在这条河流上修建一座分水堰抬高水位，使河水通过进水口沿着后续的各级渠道进入农田进行灌溉。

要在河道上修建结构物必须先进行施工导流，项目前期经过对工程量、水文条件及地质条件的对比，最终选择了开挖导流明渠，填筑上下游围堰创造内部旱地施工条件的方案，目前分水堰施工实施的非常顺利。

1.2自然条件1.2.1 气象条件施工区域属于热带季风气候。

年平均气温30℃左右，最低平均气温15℃。

全年分两个雨季，其中大雨季为三月至五月，小雨季为十月到十二月，年平均降雨量1100毫米。

1.2.2 水文条件根据当地水文站提供的水文资料，该河流每年最大的汛期出现在4月、5月,第二个汛期在8月、9月，1月到3月份是枯水期，其余月份水量相对较小。

根据现场调查，分水堰附近河道宽度为55-60米左右，平均水深约1.5-2.5米，按照业主提供的水文资料，恩佐亚河5年一遇最大洪峰流量495立方每秒，20年一遇洪峰流量638立方每秒。

2.导流明渠设计2.1导流明渠位置的选择导流明渠可以布置在河道的左岸，也可以布置在河道右岸，因为河道在分水堰上游附近右转弯的关系，将导流明渠布置在右岸相对可以缩短明渠的长度，但右岸地势较高且有少数居民牵扯到征地的问题。

左岸地势较低相对平坦，也不牵扯征地问题，但如果把导流明渠布置在左岸其长度相对右岸会增加。

项目通过前期原地面测量分别对这两种情况进行了工程量计算对比，结果显示这两种情况的开挖量相仿，但右岸石方量开挖量较大，且又牵扯到征地问题，遂确定将导流明渠布置在左岸。

2.2导流条件根据招标文件要求临时围堰及导流明渠需要按照20年一遇的洪峰流量进行校核计算，参考业主提供的水文资料，进过相关水文水利计算得出20年一遇的洪峰流量为638m3/s。

人工加糙明渠糙率值与水流流态关系试验摘要：采用3种不同粒径粗糙度的人工加糙明渠和光滑PVC壁面明渠，在9种不同底坡、6组不同的流量条件下，研究了明渠均匀流中糙率值与粗糙度、弗汝德数间相关关系。

研究结果表明：（1）相同流量条件下：随着弗汝德数Fr的增大，糙率n值逐渐增大。

同一弗汝德数Fr下，粗糙度Δ越大，糙率n值越大。

（2）不同绝对粗糙度下：随着弗汝德数Fr增大，糙率n值增大。

当Fr10时（即急流），糙率n值与绝对粗糙度Δ有关，与Fr关系不大，即n=f（Δ）。

关键词：粗糙度；均匀流；糙率系数；弗汝德数中图分类号：TV135.3 文献标志码：A 文章编号：16721683（2016）02018304Abstract：The relationships between the roughness values and roughness，Froude number of open channel flow were investigated using 3 kinds of different roughness of artificial roughness channel，in 9 different bottom slopes and 6 groups of different flow conditions.The results showed that：（1）Under the same flow condition，with the increase of Froude number Fr，the roughness value n increased.Under thesame Froude number Fr，the greater the roughness Δ，the greater theroughness value n.（2）Under different absolute roughness，when Fr1.the roughness value n was related with absolute roughness Δ，and had little relation with Froude number Fr，n=f（Δ）.Key words：roughness；uniform flow；roughness values；Froude number1概述明渠渠道是具有自由表面水流的一种渠道。

山区中小河流糙率分析实例河流糙率是水流流态与所处边界相互作用的表现，正确选用糙率，对估算天然河道流量十分重要。

本文选取朱家川桥头水文站和佳芦河申家湾水文站多年测验数据为实例进行糙率分析，结果表面曼宁公式法估算流量精度是可行的，是常规流量测验方法不能使用时，抢测大洪水、特大洪水或异常洪水的应急方法。

标签：糙率；流量；不确定度；实例分析；曼宁公式在河流水利计算中，用曼宁公式法推算流量操作简单，易于掌握，是山区中小河流中大洪水测验中一种非常规流量测验方法，主要在用常规方法无法施测流量时使用；河道洪水调查时也常用曼宁公式法推算洪峰流量。

曼宁公式的表达式如下：（1）①式中Q——断面流量，m3/s；A——断面面积，m2；n——河床糙率；R——水力半径，m；J——水力坡降，万分率。

②当断面宽深比≥100时，可用断面平均水深近似代替水力半径R；当洪水的附加比降较小时，可用水面比降S近似代替水力坡降J。

因此，（1）式又可用下式表示：（2）①式中——平均水深，m；S——水面比降，万分率。

其余符号意义同上。

②恒定均匀流在天然河道中很难出现。

当河段比较顺直，河道底坡和水面比降S 沿程比较一致，时段较短时，一般就可用曼宁公式近似推算断面流量。

③在用曼宁公式法推算流量时，断面面积A、平均水深和水面比降S一般是已知条件，可以实时测得；河床糙率n一般是未知条件，需要分析确定或近似借用。

④河床糙率n是一个综合经验系数，它反映了河床的形状、河床边壁粗糙程度、含沙量、床沙组成以及冲淤等各因素对水流的影响，是反映河床对水流影响的一个综合参数。

⑤正确选用糙率，对估算天然河道流量十分重要。

在实际工作中，往往是先通过实测流量计算糙率。

即根据实测流量中的平均水深、水面比降S和断面平均流速，推算出糙率n。

当充分积累不同水位级下的实测糙率资料后，就可以分析建立水位（或其他水力要素）～糙率相关关系，一般还需要引入比降、含沙量等一些影响参数。

建立这样的关系后，即可进行糙率的推求，进而利用曼宁公式（2）式计算出断面流量。

天然河道糙率对照表
天然河道糙率对照表通常是指根据不同的河床材质、水流条件以及河段特征，为河道设计和计算提供相应糙率（n）参考值的一份表格。

糙率是描述水流阻力特性的一个重要参数，在水利水文计算中尤为重要，如洪水演算、河流流量估算、渠道输水能力计算等。

以下是一个简化的示例，仅供参考：
请注意，实际的糙率值会受到多种因素的影响，例如：河床质地、颗粒大小、水流速度、植物覆盖情况、河床形态复杂度等，因此上述数值仅为一般经验数据，具体应用时应结合实际情况通过现场实测或相关研究资料确定。

在进行水利工程设计时，应查阅最新的技术规范和研究成果以获取准确的数据。

实例分析河道行洪方法一、前言洪水泛滥会导致很多人失去家园，一无所有，损失相当惨重。

细究起来，自然因素是不可避免的，此乃天灾。

但我们应该提前做好防御措施，将我们的损失降低到最低才是明智做法。

二、河道违建看似小事在吉林省某县有条小河，这条10多米宽的小河沿岸有一排房子，这些房子都挤占了河道。

沿岸的许多房子被冲毁和损坏，这些房子原来都紧挨着河道。

在交汇处，有几栋房子更是被夷为平地。

许多受灾群众认为，小河是附近河道的支流，承担着一定的行洪排涝任务。

一些房屋向河中逼近，河道的宽度大幅度缩减。

这些房子挤占河道，降低了河道泄洪能力，河沟边的房子都是违章建筑，有的挤占河道，有的离河道太近，都不符合防洪要求，没有从水利部门办合法手续。

比如有个宾馆，河道宽15米，被它挤得只剩下3.5米。

附近村民说，因为附近人口密集，对房子的需求量极大，同时，村民们大多沿河而居，土地缺乏，只有河道还能想办法，就形成了建违建、抢河道的歪风。

除了建进河床里的房屋，有的河床还被附近村民开挖成了几十块菜地。

村民们说，枯水期时，这些地块闲着也是闲着，有一些人就带头在河边先种植了一部分，很快，河堤上凡是没有被覆盖的地方，都被开辟成了菜园。

据介绍，这些菜主要被卖到了附近的菜场，而种植这些菜主要的水源，就是被严重污染的河水。

垃圾、违建、菜地的共同作用，使这条原本宽阔的河道最终断流。

三、分析方法介绍1.比降一面积法。

基本原理：比降一面积法测流根据测验河段测水位、断面等数据，用水力学公式计算河段瞬时流，属流速一面积法范畴，流量为河段平均流速与河平均过水断面面积的乘积。

方法评价：比降一面积法是把适用于明渠稳均匀流的曼宁公式，正确地用在天然河道的近似计的一种方法。

优点：此法可以计算每个断面的流量。

缺点：对含沙量大，比降小，且河道有明显弯曲的河段宜采用此方法。

2.水面曲线法。

基本原理：水面曲线法采用伯努里能量方程式作为基本方程进行河道水面线的计算。

方法评价：该法适用于调查河段较长、洪痕点分散、沿程河底坡降和横断面有变化的情况。