影響流速的三系數研究

【摘要】設計水利工程離不開計算流速，流速是從過水斷面面積開始進行研究的，水力半徑的三分之二次方就是流速。為了搞清楚流速，深入探索影響平均流速的三個系數，形狀中的周界系數就是其中的一個，充分理解了形狀流速，找出形狀流速的特點和斷面流速的規律是本文的重點。另外還研究了流速的另外二個系數就是糙率和底坡，并介紹了流量的口算和簡便計算方法，而且在流量與流速的函數關系規律中得出小斷面、大斷面的流速增減方法與原則，供實踐參考。

【關鍵詞】形狀；周界系數；形狀流速

前言

設計水利工程離不開計算流速，自從《流速新論》發表后，有一些同事、同仁還有疑問要求解釋一下，水力半徑的三分之二次方怎么會等于流速呢？本人原想寫一篇說明文解釋一下就好了，但是為了更能了解流速這個主題，我也寫一篇也可算是《流速新論》的續篇吧。

綜上所述，流量Q，斷面W和流速V的規律都是拋物線。每一種過水斷面就都有這樣的一些規律，過水能力越強的斷面，流速上升越快，小斷面時上升較慢，大斷面時上升較快。

5、結束語

在水利工程實際應用中，流速三系數很專業也很重要。底坡受地形的限制，糙率系數在小斷面和大斷面應用中是相反的關系，周界系數在一定的范圍內變化。

5.1 小斷面增加流速三個原則：小斷面應選擇過水能力較強的斷面，如采用水力最優斷面以利取得較大的形狀流速；小斷面應選擇較陡的底坡，爭取E>1，以利增加斷面流速；小斷面應選擇較小的糙率系數，常用混凝土現淺或襯砌。

5.2 大斷面流速減小三個原則：大斷面應選擇過水能力較弱或者極差的斷面，以利取得形狀流速較小值；大斷面應選擇較緩的底坡，爭取E<1，以利減小斷面流速；大斷面應選擇較大的糙率系數或者人工增加糙率，爭取E<1，以利減小斷面流速。

總結

小斷面時斷面流速不宜過小，我們決不能因施工難拒絕使用半圓斷面或者半六邊形等較好的過水斷面，現在半圓預制也很簡單，開挖也方便。大斷面流速不宜過大，大斷面應采用過水能力差的或者極差的斷面，而且糙率必須增大。

參考文獻：

[1]王志法，朱永軍.圓與半圓關系初探[J].浙江水校，1998，10（2）.

[2]王志法，李邦全，朱勇軍.過水斷面與流量的關系初探[J].內蒙科技與經濟，2013，（23）.