標準U型明渠均勻流斷面平均流速計算研究

李丹武

(桓仁西江發電有限公司，遼寧 桓仁 117200)

標準U型明渠均勻流斷面平均流速計算研究

李丹武

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灌區的渠道常為寬深比小于10的窄深式渠道，側壁是影響流速的重要因素。文章綜合考慮側壁對均勻流速的影響，對標準U型明渠均勻流斷面平均流速公式進行了推導和試驗驗證。結果顯示，考慮側壁影響的流速分布公式具有較高的精度，且公式形式簡單，具有顯著的實用價值。

標準U型渠道；均勻流速；計算公式

明渠均勻流的水力計算在水利工程建設中具有廣泛應，經過多年的研究，得到了一些常用計算方法[1-3]。這些直接來源于工程實踐的計算方法雖然具有一定的適用性，但缺乏足夠理論依據的問題一直未能有效解決。在這一背景下，趙振國教授基于水力計算理論，對不同斷面形態的明渠均勻流的流速計算公式進行了大量研究，并獲得了一系列研究成果[4]。本文試圖利用趙教授的研究結論，在考慮邊壁阻力的條件下，對標準U型明渠均勻流的流速公式進行深入研究。

1 標準U型渠道斷面平均流速

選取如圖1所示的標準U型渠道，其過水斷面的上部為矩形，下部為半圓形[5]。渠道的渠深為0.8 m，下部半圓部分的半徑為0.4 m，上口寬度為0.8 m。

圖1 標準U型渠道斷面示意圖

由于標準U型渠道的特殊構造特征，不能獲得類似梯形渠道的統一計算公式[6-8]。當渠道內的水深不同時，其過水斷面也有所不同，從而水利半徑r也不斷發生變化，因此，分如下兩種情況開進行討論。……