水面宽度 B=d 水力半径 6-2-13) 流速,根据谢才公式 sin g (6-2-14) 流量 C SIn o 充水深度h和中心角φ的关系 p=d (6-2-16) 4 h 式中a—一称为充满度。 设的和η为充水深度斥d时的流量和流速,Q和v为充水深度h<d时的流量 和流速。根据不同的充满度α=",可由上述各式的关系,算出流量比≌和流速 比 以竺为纵坐标,以兰和一为横坐标,画出曲线图6-5,可借以进行明渠 圆管的水力计算。从图65可知,在力=0.98时,明渠圆管的流量为最大;在 =0.81时,明渠圆管的流速为最大。 08 04 号
χ= d 2 1 水面宽度 B= 2 sin d 水力半径 R= − sin 1 4 d 6-2-13) 流速，根据谢才公式 v= di C − sin 1 2 (6-2-14) 流量 Q= ( ) d i C 5 2 3 2 sin 16 − (6-2-15) 充水深度 h 和中心角φ的关系 h= 4 sin 2 1 cos 2 2 d d = − (6-2-16) 4 sin 2 = = d h (6-2-17) 式中 α——称为充满度。 设 Q1和 v1为充水深度 h=d 时的流量和流速，Q 和 v 为充水深度 h＜d 时的流量 和流速。根据不同的充满度 d h = ，可由上述各式的关系，算出流量比 Q1 Q 和流速 比 1 v v 。以 d h 为纵坐标，以 Q1 Q 和 1 v v 为横坐标，画出曲线图 6-5，可借以进行明渠 圆管的水力计算。从图 6-5 可知，在 d h =0.938 时，明渠圆管的流量为最大；在 d h =0.81 时，明渠圆管的流速为最大
图6-5 在进行无压管道水力计算时,还要参考国家建设部颁发的《室外排水设计规 范》中的有关条款。其中污水管道应按不满流计算,其最大设计充满度按表6-2 选用:雨水管道和合流管道应按满流计算;排水管的最大设计流速,金属管为 l0m/s,非金属管为5m/s;排水管的最小设计流速,在设计充满度下,对污水管 道,当管径≤500mm时,为0.7m/s;当管径>500mm时,为0.8m/s。另外,对最 小管径和最小设计坡度等也有规定,在实际工作中可参阅有关手册与规范。 表6-2最大设计充满度 管径(d或暗渠深((mm) 最大设计充满度a=或 150~300 350~450 500~900 ≥1000 0.80 §6-3明渠水力计算中的几个问题 1.糙率n的选定 由曼宁公式可知,糙率n对谢才系数C影响很大,对同一水力半径,如果选 定的n值偏大,谢才系数C较偏小,由明渠均匀流基本公式可知,为通过给定的 设计流量,要求在设计时加大过水断面,或加大渠槽的底坡。这样,一方面加大 了开挖工作量,另一方面因底坡大,水面降落快,控制的灌溉面积就要减小;此 外,还由于渠道运行后实际流速偏大,又会引起渠道冲刷。反之,如果选定的n 值比实际的偏小,对同一水力半径,C值偏大,流速就偏大,为通过既定的设计 流量,过水断面和渠槽的底坡就设计得较小,而渠道运行后实际的糙率n值比设 计的大,从而导致渠道通水后实际流速不能达到设计要求,引起流量不足和泥沙 淤积。由此可见,设计渠道时糙率n的选定十分重要。 表6-3列出了各种渠道边壁糙率情况的糙率n值,可供参考。 表6-3 部分渠道与河道的糙率n值 渠槽类型及状况 「最小值正常值最大值 、衬砌渠道 1.净水泥表面 0.010 0.011 0.013 2.水泥灰浆 0.011 0.013 0.015
图 6-5 在进行无压管道水力计算时，还要参考国家建设部颁发的《室外排水设计规 范》中的有关条款。其中污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度按表 6-2 选用；雨水管道和合流管道应按满流计算；排水管的最大设计流速，金属管为 10m/s，非金属管为 5m/s；排水管的最小设计流速，在设计充满度下，对污水管 道，当管径≤500mm 时，为 0.7m/s；当管径＞500mm 时，为 0.8m/s。另外，对最 小管径和最小设计坡度等也有规定，在实际工作中可参阅有关手册与规范。 表 6-2 最大设计充满度 管径(d)或暗渠深(H)(mm) 最大设计充满度 = H h d h 或 150～300 350～450 500～900 ≥1000 0.60 0.70 0.75 0.80 §6-3 明渠水力计算中的几个问题 1．糙率 n 的选定 由曼宁公式可知，糙率 n 对谢才系数 C 影响很大，对同一水力半径，如果选 定的 n 值偏大，谢才系数 C 较偏小，由明渠均匀流基本公式可知，为通过给定的 设计流量，要求在设计时加大过水断面，或加大渠槽的底坡。这样，一方面加大 了开挖工作量，另一方面因底坡大，水面降落快，控制的灌溉面积就要减小；此 外，还由于渠道运行后实际流速偏大，又会引起渠道冲刷。反之，如果选定的 n 值比实际的偏小，对同一水力半径，C 值偏大，流速就偏大，为通过既定的设计 流量，过水断面和渠槽的底坡就设计得较小，而渠道运行后实际的糙率 n 值比设 计的大，从而导致渠道通水后实际流速不能达到设计要求，引起流量不足和泥沙 淤积。由此可见，设计渠道时糙率 n 的选定十分重要。 表 6-3 列出了各种渠道边壁糙率情况的糙率 n 值，可供参考。 表 6-3 部分渠道与河道的糙率 n 值 渠槽类型及状况 最小值 正常值 最大值 一、衬砌渠道 1.净水泥表面 2.水泥灰浆 0.010 0.011 0.011 0.013 0.013 0.015