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推算水面曲线

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道水面线的计算 道，输入假设分段长度后，按“水深计算”按钮即可,注意校核水深） 边坡系数 断面面积 流量 不均匀系数 糙率 m2 A Q α n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014
断面比能 比能损失 ES △ES #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
i-j #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
1.4 水的流态及水面线定性 1.4.1 水的流态 正常水深h0 1.5851743 > 1.4.2 缓坡陡坡的判定 i 0.00085 < 2、水面线计算 2.1 计算方法： 2.2 基本公式： 2.3 计算水面线 2.3.1 控制水深 临界水深hk 0.89775063 ik 0.00390645
i
/n
糙率n 0.014 湿周χ #VALUE!
边坡系数m1 边坡系数m2 宽度b 坡底i ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0 0 0.00085 1.2 临界水深的计算（hk） 计算公式： 宽度b 2.5
3 Q ( gAk Bk )1 2
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.09 #VALUE! 0
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渠道水面线计算 推求分段长度，适用于棱柱形渠道） 断面面积 流量 不均匀系数 A Q α #VALUE! 6.5 1.05
糙率 n 0.014
断面比能 比能损失 ES △水利半径 R #VALUE!
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
hp
/ i J 2 2 gA p
Q 2


1 Q 2n2 1 1 J p ( J p J p 1 ) ( 2 4/3 2 4/3 ) 2 2 Ap R p Ap 1 R p 1
舍五入导致流态判断错误，输入的控制水深应比临界水深略大或略小一点。向上游推算时， 想下游推算时，流态为急流，控制水深应略小于临界水深。
设计流量Q 6.5
断面面积A 水力半径R 计算流量Q 正常水深h0 #VALUE! #VALUE! #VALUE! 1.58517428
水面宽Bk 断面面积Ak 计算流量Q 临界水深hk 2.5 2.2443766 6.5000013 0.89775063
水面宽Bk 断面面积Ak 湿周χ k 水力半径Rk 临界坡降ik 2.5 2.2443766 4.2955013 0.52249468 0.00390645
断面 1
渠道水面线的计算 （假设分段长度，推求水深，适用于棱柱形和非棱柱形渠道，输入假设分段长度后 计算长度 假设长度 水深 渠道总长度 宽度 边坡系数 m1 △s △s' h L b #VALUE!
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.10 0.00 0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
水利半径 平均坡降 R J #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0.78 #VALUE! 0
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0.79 #VALUE! 0 FALSE
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.09 #VALUE! 0
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0.76 #VALUE! 0
断面 1
分段长度 △s
水深 h
渠道总长度 L
宽度 b
渠道水面线计算 （假设水深，推求分段长度，适用于棱 边坡系数 边坡系数 m1 m2
[;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0.90 0.00 0 0 #VALUE!
边坡系数m1 边坡系数m2 0 0
坡底i 0.00085
糙率n 0.014
不均匀系数α 1.05
1.3 临界坡降的计算（ik） 计算公式： 宽度b 2.5
13 i k gn 2 k Rk Bk
边坡系数m1 边坡系数m2 0 0
糙率n 0.014
不均匀系数α 临界水深hk 1.05 0.897750632
2 3 4 5 6 7 8 9 10
#VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 0.968 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.036 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.105 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.173 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.241 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.309 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.377 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.446 #VALUE! 0 0 #VALUE! [;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1.514 #VALUE! 0 0
为缓流
为缓坡 分段求和法
s p
2 Q h p 1 2 2 gA p 1
2 Q hp 2 2 gA p
/
当控制水深等于临界水深时，为避免四舍五入导致流态判断错误 流态为缓流，控制水深应略大于临界水深；想下游推算时，流态为急

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水面曲线实验

水面曲线实验

水面曲线实验一、实验目的要求1．观察棱柱体渠道中非均匀渐变流的十二种水面曲线。

2．掌握十二种水面曲线的生成条件。

二．实验装置图12.1水面曲线实验装置图1自循环供水器2．实验台3．可控硅无级调速器4．溢流板5．稳水孔板6．变坡水槽7．闸板8．底坡水准泡9．变坡轴承10．长度标尺11．闸板锁紧轮12．垂向滑尺13．带标尺的升降杆14．升降机构为改变明槽底坡，以演示十二种水面曲线，事实验装置配有新型高比速直齿电机驱动的升降机构14．按下14的升降开关．明槽6即绕轴承9转动，从而改变水槽的底坡，坡度值由升降杆13的标尺值Z 和轴承9与升降机上支点水平间距(0L)算得，平坡可依底坡水准泡8判定．实验流量由可控硅无缎调遣嚣l调控，并用重量法(或体积法)测定，槽身设有两道闸板．用于调控上下游水位。

以形成不同水面线型。

闸板锁紧轮ll用以夹紧闸板。

使其定位，水深由滑尺12量测。

三、实验原理如图12.2所示．十二种水面线分别产生于五种不同底坡。

因而实验时，必需先确定底坡性质，其中需测定的，也是最关键的是平坡和临界坡。

平坡可依据水准泡或升降标尺值判定。

临界底坡应满足下列关系：图 12.2221/31/62)12cc c c c c c c c cc c c c cgP i C B P B h qh g C R nB h R B h αα==+===+（式中，c c c c c P C B h R 、、、 和 分别为明槽临界流时的湿周、谢才系数、槽宽、水深和水力半径；n 为为糙率。

(以上公式单位均取米.秒)。

临界底坡确定后，保持流量不变，改变渠槽底坡，就可形成陡坡（c i i >），缓坡(0)c i i <<，平坡0i =和逆坡（0i <），分别在不同坡度下调节闸板开度，则可得到不同型式的水面曲线。

四、实验方法与步骤1、测记设备有关常数。

2、开启水泵，调节调速开关使供水量最大，待稳定后测量过槽流量，重测两次取其均值。

河道恒定流水面曲线Excel程序化计算

河道恒定流水面曲线Excel程序化计算

量方 程式 ） 河流 上 的应 用 ， 合 河来自道水 流特 性 ， 在 结 该
收稿 日期 ：０ ０一Ｏ ２１ ５—１ ０
或
Ｅ２ ＝Ｅ１ ， ｊ ＋ ＋ｈ
式中 Ｅ１ Ｅ ——分别为下断面和上断面的总水 和 ２
头。
试算步骤是假定一系列的上断面水位 ｚ， 中 从
作者简介 ： ￣ １ ７ 一） 男， 唐 Ｒ（９ ９ ， 福建建阳人 ， 工程师 ， 硕士 ， 主要从 事水利水电施 工组织设计工作 ， — ｍ ｉｔ ｇ ９ ９ ａｏ ． ｍ Ｌ 。 Ｅ ａ ： ｎ ｍ１７ ＠ｙｈｏ ｃ ． ｔ ｌａ ｏ Ｅ
流 速 水 头 ，两 者 之 差 为
Ａｈ ；
工程设计 中需要进行水面曲线的计算 ， 为导流 工程 提供设计 依据 。逐段 试算 法是 推算水 面 曲线 的
基本方 法 ， 精确 可靠 ， 它 适用 性 广 ， 工 程 实 际上 被 在 普遍采 用 ， 为便于 计算 和检查 ， 且 一般 列表 计算 。而 Ｅ ｃｌ ｘｅ主要用 于对 数据 的处 理 、 计 分 析 与计 算 ， 统 简 单的数 据库 管理 ， 绘 制 图表 。此外 ， 能 利用 Ｖｉ 能 还 —
几个方 面 ：
（）设置断面数——设置河道下游至上游的计 １
摘
要 ： 河床恒定流水 面线计算和 Ｅ ｃｌ 于数据处理、 结合 ｘｅ便 列表计算等特点 ， 编写河道 恒定流水 面曲线计 算程序 ，
快捷 、 准确计算 河道恒定流水 面曲线 ， 为水 电枢 纽工程分期 围堰束窄河床导 流过程 中的 围堰设计提供依据 。 关键词 ： 面曲线 ； 水 逐段 试算法 ； Ｂ Ｖ Ａ语 言； ｃｌ Ｘ 自动化界 面的技 术 Ａ ｔｅ ｖ
此往往 是从下 游 向上 逐段进 行 的。
天然河道水面曲线计算问题说课材料

天然河道水面曲线计算问题说课材料

Wh g V Z g V Z ++=+22211222αα推求法计算天然河道水面曲线的局限性 和解决办法---暴雨洪水的水力学模型及其应用程序张校正（新疆水利厅 新疆乌鲁木齐 830000）【摘 要】 天然河道水面曲线计算的‘推求法’使用中是有很多限制的，很多情况下不便应用，应该与‘比降法’配合使用，解决天然河道水面曲线计算问题。

【关键词】 天然河道 水面曲线 推求法 比降法 水力学模型 应用程序2012年，暴雨洪水给我国很多地方造成了生命财产的重大损失，引起了防洪部门的重视，纷纷加大了防洪工程的投入。

因而防洪工程的水力学计算，尤显重要。

怎样计算天然河道的水面曲线？应该不是问题，但一些设计单位确实出现过这个问题，问题是从使用推求法计算天然河道水面曲线时产生的。

在我国的有关防洪工程的规范中，大量的篇幅，是有关工程措施的规定，水力学计算部分内容很少，没有具体的公式。

虽然规范没有详细的公式，但是在旧版的《水工设计手册》以及水力学教科书中，却有‘天然河道水面曲线’的详细论述和方法讲解。

大家都是按照这些常规算法，解决天然河道水面曲线计算问题。

新版的《水工设计手册》也有‘天然河道水面曲线的计算’的章节。

武汉大学水利水电学院出版的《水力计算手册》中也有“河道恒定流水面曲线计算”章节。

对于天然河道的各种水力要素的计算，有着详尽的规定。

上面所说的这些书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，它就是所谓‘推求法’，是从已知水位推求未知水位的计算方法。

本文从这个方法的使用过程中产生的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。

《水利水电工程设计计算程序集》为天然河道的水力计算提供了两个程序，一个是“D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序”；一个是“D-14B 比降法计算天然河道水面曲线程序”。

一、D-14A 推求法计算天然河道水面曲线程序的使用情况这个程序的方法，是求解下面的基本方程（过去叫做柏努立方程）：这是一个在河道上解决非均匀流从已知水位推求未知水位的公式。

Excel水力计算展示——棱柱体渠道水面线计算 设计

Excel水力计算展示——棱柱体渠道水面线计算 设计

Excel 水力计算展示之 专题4. 棱柱体渠道水面线计算在工程中，仅对明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线进行定性分析是不能满足要求的，还需要知道沿程各断面水力要素的改变情况，即要对水面曲线进行定量的计算和绘制。

水面曲线的计算结果可以预测水位的变化对两岸的影响，确定淹没范围，估算淹没损失等。

在工程中，最常用的方法是分段求和法。

基本公式如下：21s s s E E E l i J i J∆-∆==-- （4-1） 式中：1s E 、2s E 分别表示流段上、下游断面的断面比能；J 表示流段内的平均水力坡度；i 表示渠道的底坡；l ∆为流段长度。

流段的平均水力坡度J 一般采用以下方法计算：121()2J J J =+ （4-2）22Q J K=（4-3）流量模数平均值K 或2K 可用以下三种方法之一计算：（1） K = （4-4）式中：121()2A A A =+，121()2C C C =+，121()2R R R =+（2） 222121()2K K K =+ （4-5）（3）22212111()2K K K=+ （4-6） 用分段求和法计算水面曲线的基本方法，是先把渠道按水深划分为几个流段，然后计算每个流段的长度，逐段推算。

具体步骤如下：（1）分析判别水面曲线的类型；（2）确定控制断面，以控制断面的水深作为流段的第一已知水深1h ； （3）假设流段另一断面水深为21h h h =±∆，进行分段； （4）根据水深1h 和2h ，应用公式（4-1）求出第一流段长1l ∆；（5）将2h 作为下一流段的控制水深，重复以上计算，求出第二流段长2l ∆；依次类推，可求出3l ∆、4l ∆……，最后求得水面曲线全长1ni i l l ==∆∑ （4-7）（6）根据计算结果，按比例绘出水面曲线。

需要注意的是，分段越多，计算量越大，精度也越高。

【工程任务】有一长直的梯形断面棱柱体渠道，底宽20b =m ，边坡系数 2.5m =，糙率0.0225n =，底坡0.0001i =。