用圖解法求解渠道中正常水深的研究

劉鳳陽

(遼陽市燈塔市水務(wù)局西馬峰水利工作站，遼寧 燈塔111302)

1 概 述

遼陽地區(qū)田間配套工程星羅棋布，無數(shù)渠道斷面的設(shè)計中求渠道的正常水深h 用明渠均勻流公式:

進(jìn)行需通過試算求解，工作相當(dāng)繁瑣。例如在西崗村的旱改水的渠道斷面設(shè)計中由已知的水力要素求正常的水深h，技術(shù)人員經(jīng)過10 余個小時的反復(fù)試算才求得正常水深值，弄得頭昏腦脹，可謂費(fèi)時費(fèi)力，工作效率極低。那么能不能找出一種簡便方法，不通過試算就能準(zhǔn)確的迅速的解決問題，從而提高工作效率［1－3］。

2 渠道中正常水深圖解法求值

當(dāng)渠道中的各水力要素如渠道坡降i，渠床糙率n 邊坡比系數(shù)m，底寬b，已確定的情況下有流量存在時便有一個對應(yīng)的正常水深存在，也就是水深隨著流量的變化而改變，流量是變量，正常水深是因變量，這就同曲線函數(shù)有著不謀而合的關(guān)系，如果把這種關(guān)系曲線展繪于圖上，通過圖解由所設(shè)計的流量，求相應(yīng)的正常水深其方法為設(shè)3個渠道水深h 值，由公式:

算出3個相應(yīng)的流量值，然后，取直角坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)為設(shè)計流量值Q，縱坐標(biāo)為正常水深值h，按一定的比例用展函數(shù)圖像的方法依次把3 對水深值流量值繪于圖上用勻滑的曲線連接起來便得到了關(guān)于Q ～h 的關(guān)系曲線然后根據(jù)所設(shè)計的流量，從圖中迅速的查出對應(yīng)的正常水深值［4－5］。

3 實(shí)例說明

如某一地區(qū)其渠道設(shè)計流量Q 為0.8 m3/s，該地區(qū)土質(zhì)為重壤土m =1(其邊坡比為1∶1)考慮坡降，和上下流水位的要求確定渠底坡降i 為1/1000，根據(jù)土質(zhì)情況所查資料選用的渠床糙概率n 為0.0225，為了節(jié)省土地其渠底寬度b 為0.8 m，試求正常水深值。

求出相應(yīng)的Q 值。

1)設(shè)水深h1=0.6m，則由:

由Q1=0.57 m3/s ＜Q =0.8 m3/s，說明h1設(shè)小了。

2)設(shè)h2=0.8 m，則:

則Q2=1.0049 m3/s;

由Q2=1.0049m3/s ＞Q =0.8m3/s，說明h2設(shè)小了。

3)設(shè)h3=0.7 m則

則Q3= C3× W3即:

由以上所設(shè)h 值及所設(shè)Q 值做關(guān)于Q ～h 關(guān)系曲線圖如圖1。

由圖上可知當(dāng)Q =0.8 m3/s時的正常水深h 值為0.715 m。

圖1 Q ～h 關(guān)系曲線圖

4 結(jié) 論

由以上結(jié)論可知在各水力要素已定的情況下利用圖解法可準(zhǔn)確迅速的求出正常水深從而提高工作的效率。同時，利用圖解法求水深時即設(shè)的水深值至少為3個且在做圖時一定要認(rèn)真準(zhǔn)確。

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