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引滦入津引水隧洞糙率的观测与分析

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文章编号：1003-7853（2018）05-0057-02引滦入津引水隧洞糙率的观测与分析何玛峰（河北省唐山水文水资源勘测局，河北唐山063000）摘要：根据对引滦入津工程引水隧洞第五次糙率的观测和计算，并与前四次观测成果进行对比分析，发现引水隧洞糙率除入口段略有增大趋势外，其余各段及引水隧洞整体糙率值34年来基本保持稳定。

说明有关部门对引水隧洞工程管理与维护到位，保障了引水隧洞的输水条件与能力。

关键词：引滦入津；引水隧洞；糙率；分析中图分类号：TV54文献标识码：A Observation and analysis of roughness of diversion tunnel from Luanhe to TianjinHE Ma-feng(Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Tangshan,Tangshan063000,China)Abstract:Based on the observation and calculation of the fifth roughness of the diversion tunnel of Luanhe-Tianjin Project,and comparing with the previous four observations,it is found that the roughness of the diversion tunnel keeps stable for34years except for the slight increase of the inlet section.It shows that the relevant departments have put in place the management and maintenance of the diversion tunnel project,and guaranteed the water conveyance conditions and capacity of the diversion tunnel.Key words:Luanhe River to Tianjin;Diversion tunnel;Roughness;Analysis1工程概况引滦入津工程是将滦河水从潘家口水库穿山越岭引入蓟运河水系，由引水枢纽、引水隧洞、河道整治工程、于桥水库、尔王庄水库、泵站、输水明渠及其渠系建筑物等215项工程组成。

1983年9月11日建成并为天津市正式供水，输水线路全长234km。

其中，引滦入津引水隧洞全长12.39km，断面为半圆拱直墙型和矩型，宽5.7m，高6.25m；设计流量60m3/s，水深3.92m，设计糙率n=0.0150，为标准的无压明流输水隧洞[1]。

2隧洞糙率与观测水力糙率（n）是一个反映人工渠、洞及天然河道河床的形状不规则性和过水断面粗糙度对水流影响的综合性经验系数，是输水工程水力设计的关键技术参数之一。

引滦入津是跨流域的引水工程，通过引水隧洞水力糙率（简称隧洞糙率）的观测分析，对保证引水隧洞的安全输水和准确计量具有重要的现实意义[2]。

引滦入津引水隧洞的观测段全长11.44km，洞线相对顺直，断面均匀，且隧洞进、出口都有明渠段，流量测验条件较好。

1985年5月、2000年3月、2005年5月、2010年9月，对该隧洞水力糙率曾进行了四次原型观测，平均糙率分别为0.0122、0.0124、0.0124、0.0128，均小于设计值0.015。

四次原型观测结果基本一致，说明引水隧洞的维修管理较好，保证了其输水能力。

3第五次隧洞糙率观测3.1断面布设与底板高程测量为提高糙率观测结果的可比性，第五次糙率观测断面仍沿用第四次布设方法，即6个观测断面5个观测段。

考虑到引水隧洞运行30多年，为判断地板高程是否发生变化，对其重新进行了测量。

3.2流量与水位测验2017年8月19日至9月14日，引水隧洞上游大黑汀水库库区水位变化不大，通过隧洞的流量相对稳定，在其进口断面进行了流量测验。

流量测验分别在高、中、低三个水位级进行，每级流量都按照一类精度水文站的要求选择测流方案，每级流量重复测量4-7次。

所测三级流量分别为58.9m3/s、32.1m3/s、10.6m3/s，经计算三级流量的总随机不确定度和系统误差符合规范精度要求。

在稳定通水实测流量过程中，观测沿洞各断面水位。

进口断面以水位计时均读数为准。

3.3计算公式利用曼宁公式，计算引水隧洞糙率。

n=1vR2/3S1/2其中：R=AX;S=Z上-Z下L；式中，n为糙率；v断面平均流速，取观测段上、下断面的平均值；R为水力半径，取观测段上、下断面的平均值（m）；S为水面比降；A为水道断面面积。

X为湿周（m）；Z上、Z下分别为观测段上、下断面的水位（m）；L为观测段长度（m）。

3.4实测成果采用对引滦入津引水隧洞实测的各级流量和水位资料，运用曼宁公式计算引水隧洞糙率各观测段与整体的加权平均值，见表1。

4隧洞糙率对比与分析第五次引水隧洞糙率观测，所测流量为10.6m3/s、32.1m3/s、58.9m3/s，变幅48.3和最小流量10.6均为五次糙率观测之最，因此计算出的引水隧洞糙率更具代表性。

比较各观测段平均糙率值，变化范围在0.0114-0.0131之间；但第一观测段最大，第五观测段2018No.5TERRITORY&NATURAL RESOURCES STUDY·57·最小，说明第一观测段粗糙度较差，第五观测段较好。

比较所测三级流量下的全洞平均糙率，其数值在0.0115-0.0126之间，变化不大，说明地板的综合粗糙度差异不大。

比较第五次引水隧洞糙率与前四次的观测成果，见表2；没有发现变大或变小趋，基本保持一致。

5结论与建议根据对引滦入津工程引水隧洞第五次糙率观测，并与前四次观测成果进行对比分析，得出以下结论与建议。

5.1第五次隧洞糙率平均值为0.0122，仍小于设计值0.015，说明引滦入津输水线隧洞工程管理与维护到位，隧洞输水条件与能力34年来基本保持稳定。

5.2引水隧洞入口渠段糙率略有增大趋势，应观察其洞壁和地板受水流冲刷后粗糙度的变化情况，如有局部破坏要及时维修。

5.3引水隧洞五次糙率的观测成果表明，在加强隧洞维修管理、保持洞壁和地板工程质量的前提下，隧洞设计糙率0.015是有安全保障的。

该成果验证了我国大型混凝土衬砌输水工程的糙率水平，可为大型再建输水工程的水力学设计提供科学数据[3]。

参考文献：[1]张磊，张宁，王志伟.引滦入津供水工程调度运用研究[J].现代商贸工业，2011，（15）：83-84.[2]陈耀忠.引滦入津隧洞糙率两次原型观测成果综述[J].水利水电科技进展，2005，25（2）：58-61.[3]刘毓椿.引滦入津工程确保工程质量的经验[J].水力发电，1983，（10）：8-10.作者简介：何玛峰（1968-），男，河北泊头人，正高级工程师，主要从事水文水资源研究。

（2018-09-25收稿S 编辑）表1引滦入津引水隧洞糙率第五次观测成果统计观测段编号12345加权平均值段长（m ）13213337249132071084对应流量（m 3/s ）58.932.110.60.01290.01260.01390.01290.01240.01210.01230.01150.01190.01270.01100.01260.01220.00860.01350.01260.01150.0125各段平均值0.01310.01250.01190.01210.01140.0122表2引滦入津引水隧洞糙率各段及平均值对比观测段编号12345加权平均值段长（m ）13213337249132071084198520002005201020170.01210.01230.01220.01300.01310.01210.01250.01240.01320.01250.01190.01240.01210.01290.01190.01260.01240.01270.01270.01210.01170.01200.01130.01090.01140.01220.01240.01230.01280.0122文章编号：1003-7853（2018）05-0058-02基金项目：承德市社会科学发展研究课题（项目编号：20172056）承德市地热资源利用现状及开发模式探讨闫方平，单秀华，张红静，董双波，韩光明，郭红（承德石油高等专科学校，河北承德067000）摘要：本文针对承德市地热资源开发过程中存在开发过度、利用效率低下、地热尾水环境污染等问题，探索综合利用的阶梯式利用模式及合适的地热废水处理模式，对温泉的开发利用做出合理的规划，提高地热利用效率和实现可持续开发。

关键词：承德地热；开发现状；阶梯式利用；地热废水处理中图分类号：TK529文献标识码：AStudy of current situation and developmentmode of geothermal resource utilizationin ChengdeYAN Fang-ping et al(Chengde Petroleum College,Hebei Chengde 067000,China )Abstract:Aiming at chengde city geothermal resource development in the process of low efficiency,excessive development and utilization of geothermal tail water environment pollution and other issues,to explore the comprehensive utilization of cascade utilization models and suitable geothermal waste water treatment,for the development and utilization of hot spring make reasonable planning,improve the efficiency of geothermal utilization andsustainable development.Key words:Chengde geothermal energy;Development status;Step utilization;Geothermal wastewater treatment地热资源作为一种典型的清洁能源，具有无污染、投资小、易开采、绿色环保等诸多优点，随着地热开发利用技术日渐成熟和综合利用水平的提高，其应用范围日渐广泛，在国民经济中显示出越来越重要的作用[1-3]。

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模袋混凝土衬砌渠道糙率系数原型观测试验与误差分析贾宏伟;翟东汉;何武全;郭彦芬;霍轶珍【摘要】为了确定模袋混凝土全断面衬砌渠道的糙率系数,在内蒙河套灌区永兰分干渠(11+814)和什巴分干渠(9+903)开展了模袋混凝土全断面衬砌渠道糙率系数的原型观测试验研究,得出了不同水深和流量条件下的渠道糙率系数,并建立了渠道观测断面水力测量误差与糙率系数计算误差之间的函数关系,计算分析了永兰分干渠和什巴分干渠观测试验产生的糙率系数计算误差.试验结果表明:永兰分干渠原型观测的糙率系数最小值为0.0188,最大值为0.0198,平均值为0.0193;什巴分干渠原型观测的糙率系数最小值为0.0204,最大值为0.0216,平均值为0.0210;永兰分干渠原型观测的糙率系数最大误差为6.253％,什巴分干渠原型观测的糙率系数最大误差为3.178％;渠道流量观测误差对糙率系数误差的影响较小,糙率系数测定误差主要来源于水深的测量误差,且水深观测误差随着渠道流量的增大而减小,其中永兰分干渠流量观测最大误差为0.231％,水深测量最大误差为6.022％;什巴分干渠流量观测最大误差为0.155％,水深测量最大误差为3.022％.模袋混凝土全断面衬砌渠道糙率系数范围为0.0188～0.0216,平均值为0.0202,原型观测糙率系数的最大误差为6.253％,试验结果基本合理可靠,实际工程应用中可根据设计渠道的具体情况进行选用.【期刊名称】《沈阳农业大学学报》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】7页(P742-748)【关键词】模袋混凝土;衬砌渠道;糙率系数;原型观测;误差分析【作者】贾宏伟;翟东汉;何武全;郭彦芬;霍轶珍【作者单位】巴彦淖尔市水利水电勘测设计院,内蒙古巴彦淖尔015000;内蒙古自治区河套灌区灌溉排水工程技术研究中心,内蒙古巴彦淖尔015000;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌712100;河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000;内蒙古自治区河套灌区灌溉排水工程技术研究中心,内蒙古巴彦淖尔015000;河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000;内蒙古自治区河套灌区灌溉排水工程技术研究中心,内蒙古巴彦淖尔015000【正文语种】中文【中图分类】S277.7模袋混凝土技术是我国引进的一项现浇混凝土新技术，它采用织物模袋做软模具，通过混凝土泵将混凝土充灌进模袋成型，起到护坡、护底、防渗等作用，具有外形美观、坚固耐久、施工方便、抗冻胀性能好等特点[1-3]。

国内外著名的调水、引水、排水工程

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中外著名的调水、引水、排水工程中国甘肃省跨流域调水的大型自流引水灌溉工程。

它将发源于青海省境内的大通河水调至兰州市以北约60km的秦王川地区。

工程设计年自流引水4.43亿m3，灌溉面积5.87万hm2，年增产粮食约1.5亿kg，用于安置甘肃省东部贫困地区8万移民和解决灌区内40万人民的生产、生活用水；改善秦王川地区的生态环境，逐步增加植被，在兰州市北部形成绿色屏障，具有明显的经济、社会和环境效益。

工程由引水渠首、输水渠系及其建筑物和田间配套工程组成(见图)。

总干渠从天堂寺引水渠首到甘肃省永登县香炉山总分水闸，全长86.94km，设计引水流量与渠首进水闸相同。

在香炉山总分水闸将水分至东一千渠、东二干渠和45条支渠流人灌区，东一干渠全长52.66km，设计引水流量14m3/s，灌溉面积2.11万hm2；东二干渠全长53.62km，设计引水流量18m3/s，加大引水流量21.5m3/s，灌溉面积3.38万hm2。

45条支渠总长度约674.95km。

工程设计的特点：引水及输水建筑物建筑在绵延山岭地带，穿越崇山峻岭，输水线路长，支渠以上渠道总长度约880km；渠系建筑物多，且以隧洞群为主，总干渠和干渠工程共有隧洞71座，总长度110km，其中盘道岭隧洞长度15.7km，为城门洞形断面4.2m×4.4m；30A隧洞长度11.64km，为圆形断面，直径4.8m。

隧洞所通过的地区，自然条件十分恶劣，隧洞埋深大，岩石为软岩类，工程地质条件极为复杂，施工难度大。

渡槽38座，其中东二干渠庄浪河高排架渡槽全长2194.8m；倒虹吸3座，其中先明倒虹吸设计水头107m，全长524.8m，采用直径为2.6m的双排钢管，其规模在20世纪70年代中期居亚洲第一。

工程土石方和混凝土总量为2740万m3，总投资为29.5亿元。

工程于1976年开工建设，由于受建设资金和施工技术条件限制，于1980年停工缓建。

1985年工程复工建设时，在盘道岭长距离隧洞施工中采用了新奥法等先进施工工艺和掘进机械，在30A等长距离隧洞施工中采用了双护盾全断面掘进机、悬臂式掘进机、双臂掘岩台车、锤式掘进机等20世纪80年代中期具有世界先进水平的机械、施工工艺技术，以及国际上先进的管理模式，在施工中取得了多项技术突破：解决了长距离、大断面、软岩隧洞新奥法施工及超长距离施工通风、光面爆破等技术难题；双护盾全断面掘进机在30A 隧洞施工中创造了年掘进10km的优秀成绩，开创了一头进、一头出、一举贯通的先例和10km以上隧洞施工采用1条通风管道通风的先例；双护盾全断面掘进机在38号隧洞施工中创造了日进尺75.2m和月进尺1400m 的80年代中期世界纪录。

引水隧洞沿程损失计算公式

引水隧洞沿程损失计算公式

引水隧洞沿程损失计算公式引水隧洞是指为了引水灌溉、供水、发电等目的而开凿的一种地下水利工程。

在引水隧洞的设计和建设过程中，需要对沿程损失进行计算，以确保引水隧洞的正常运行和有效利用水资源。

本文将介绍引水隧洞沿程损失计算的公式及其应用。

引水隧洞沿程损失主要包括摩擦阻力损失、孔隙水压力损失和出口损失。

其中，摩擦阻力损失是由于水流在隧洞内壁的摩擦而引起的能量损失；孔隙水压力损失是由于水流通过岩层孔隙时引起的能量损失；出口损失是由于水流从隧洞出口进入下游水体时引起的能量损失。

这些损失对于引水隧洞的设计和运行都具有重要意义。

摩擦阻力损失的计算公式为：Hf = f (L/D) (V^2/2g)。

其中，Hf为摩擦阻力损失，f为摩擦阻力系数，L为水流通过的隧洞长度，D为隧洞的直径，V为水流速度，g为重力加速度。

孔隙水压力损失的计算公式为：Hv = Kv (L/D) (V^2/2g)。

其中，Hv为孔隙水压力损失，Kv为孔隙水压力系数，L为水流通过的隧洞长度，D为隧洞的直径，V为水流速度，g为重力加速度。

出口损失的计算公式为：He = Ke (V^2/2g)。

其中，He为出口损失，Ke为出口损失系数，V为水流速度，g为重力加速度。

在实际应用中，以上三种损失通常需要综合考虑，因此引水隧洞沿程损失的总计算公式为：H = Hf + Hv + He。

其中，H为引水隧洞沿程损失，Hf为摩擦阻力损失，Hv为孔隙水压力损失，He为出口损失。

引水隧洞沿程损失的计算对于引水隧洞的设计和运行具有重要意义。

首先，它可以帮助工程师合理确定引水隧洞的尺寸和形状，以最大限度地减小沿程损失，提高水利工程的效率和经济性。

其次，它可以指导运维人员合理调整引水隧洞的流量和水头，以确保引水隧洞的正常运行和安全利用水资源。

在实际工程中，引水隧洞沿程损失的计算需要充分考虑地质条件、水文条件和工程条件等因素，以确保计算结果的准确性和可靠性。

此外，引水隧洞沿程损失的计算还需要结合现代水利工程的先进技术和方法，如数值模拟、实地观测和监测等，以提高计算的精度和可靠性。

人工加糙明渠糙率值与水流流态关系试验

人工加糙明渠糙率值与水流流态关系试验

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。