| 序号 | 工况名称 | 流量 Q (m³/s) | 操作 |
|---|
0+000.00 格式填写(也可直接填米数,如 1250;负桩号写 0-050.00)。
各断面桩号自 s₀ 起沿程递增:s = s₀ + ΣdL;④ 表、成果表、纵剖面图与计算书中的桩号均按此格式显示。
此处改动后,④ 表中各断面桩号随之整体平移,各渠段段长 dL 不变。z = z₀ − Σ(i·dL),成果表中的渠底高程与纵剖面图均以此为基准。情况 1泄槽上游接 宽顶堰、缓坡明渠或过渡段时,起始计算断面在 泄槽首部, 水深 h₁ 取泄槽首端断面的 临界水深 hk。
矩形断面:hk = ∛(αq² ⁄ g)
情况 2泄槽上游接 实用堰、陡坡明渠时,起始计算断面分别定在 堰下收缩断面 或 泄槽首端以下 3hk 处,起始计算断面水深 h₁ < hk:
h₁ = q ⁄ [φ · √(2g(H₀ − h₁·cosθ))]
q —— 起始计算断面单宽流量,m³/(s·m) | H₀ —— 起始计算断面渠底以上总水头,m
θ —— 泄槽底板坡角,i = tanθ | φ —— 起始计算断面流速系数,取 0.95
本程序按 ④ 表各渠段的底坡 i 与临界底坡 ik 自动判定推算方向: 各渠段全部为缓坡(i ≤ ik)即缓流布置,自 末断面(下游端)向上游推算; 只要有一段 i > ik 即急流布置,自 断面 0(渠首)向下游推算。 若按情况 2 应自堰下收缩断面或渠首以下 3hk 处起算, 请把该断面布置为 断面 0(或据此调整首段长度),再按其水深填入 h₁。
情况 3其它 已知控制断面(实测水深、闸下收缩水深、下游控制水位、水库回水等), 直接填入该断面的已知水深 h₁。缓流布置时本情况即给出下游末端(控制)水深,程序自下游向上游推算。
水面线推算:假定计算断面水深 h₂,则末端断面水深为 h₁, ΔL₁₋₂ = [ (h₂cosθ + αv₂²/2g) − (h₁cosθ + αv₁²/2g) ] ⁄ (i − J̄),其余类推, 试算至最终泄洪道总长 ΣΔL 相等(即本程序的逐段推算)。
dL 填相邻两断面的桩号差(水平距),不要填沿槽底量取的斜距;底坡按 1 : m 的坡度填写,只填 m(如 20 即 1:20),底坡 i = 1 ⁄ m。| 断面号 k | 所属断面类型 | 桩号 | 渠底高程 (m) | 弯道半径 rc (m) 选填 · 留空=直线段 |
弯道曲线型式 仅自动取 K 时用 |
底坡 1 : m |
段长 dL (m) 水平投影 |
超高系数 K 点选 / 输入 · 留空=查表 |
|---|
底坡 1 : m 只填 m(如 20 即 1:20),底坡 i = 1 ⁄ m = tanθ,平坡填 0、逆坡填负数。段长 dL 为 k−1 → k 渠段的水平投影长度,dL[0] 恒为 0。桩号 按 0+000.00 格式显示,起点为 ② 面板的起始桩号 s₀。渠底高程 起点为 ② 面板的起始断面渠底高程 z₀。弯道半径 rc(选填)填该断面所在弯道的中心线曲率半径(m),直线段留空。弯道曲线型式仅用于按规范表自动确定超高系数 K。超高系数 K可不填:留空时按该断面的断面形状与弯道曲线型式查 SL 253—2018 表 A.3.4 自动取值。| 断面 | 桩号 (0+000.00) |
渠底高程 (m) |
断面类型 | 水深 h (m) |
正常 h₀ (m) |
临界 hk (m) |
流速 v (m/s) |
过水面积 A (m²) |
Fr | 掺气水深 hb (m) |
弯道水位差 Δh (m) |
流态 | 水面线类型 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尚未计算 | |||||||||||||
水深 h 带 ▲ 者为收缩断面卡水:该断面收窄过快(窄于上游断面),来流比能低于本断面的最小比能 Emin(临界水深处的断面比能),渐变流能量方程无解 —— 水流被迫通过临界水深 hk(Fr = 1),并以 hk 作为控制水深继续向下游推算。卡水断面以下的去向按下游渠段底坡判别:陡坡(i > ik)时水流通过后重新加速恢复为急流,流态 列标「临界流」;缓坡(i ≤ ik)时水流转入缓流,即发生水跃,流态 列标「水跃」。处理:该断面能量方程最小残差(缺口)不超过 Emin 的 5% 时,按该断面的临界水深给出水深,即 h = hk;缺口超过 5% 时,水流无法以急流通过,该断面本身不再计算水深(表中以「—」表示)。两种情况的 hk 均见表中「临界 h_k」列;卡水断面上游各断面仍为原急流线成果。水面线类型 带 跃前 标签者,表示其下游渠段内发生水跃(超临界流进入平坡 / 逆坡 / 缓坡渠段,渐变流无解),程序按动量方程求跃后共轭水深 h″ 后以缓流继续向下游推算,⑨ 表中该渠段以 ↕ 标注、残差记「—」。掺气水深 hb = (1 + ξ·v/100)·h(ξ 见 ① 基本参数,默认 1.2);带 * 者流速 v ≤ 10 m/s,泄槽水流一般尚未掺气,该值仅供参考。| 渠段 | 断面 | h₁ (m) | h₂ (m) | v₁ (m/s) | v₂ (m/s) | Es1 (m) | Es2 (m) | ΔEs (m) | J₁ | J₂ | J̄ | i | ΔL (m) | (i−J̄)ΔL (m) | 残差 (m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尚未计算 | |||||||||||||||
i ≤ 0(平坡、逆坡)不存在正常水深,成果表中以「—」表示。q = Q/b。任意断面形状该式为 h 的隐函数,同样采用二分法求根。i < i_k 缓坡(h₀ > hk);i > i_k 陡坡(h₀ < hk);i = i_k 临界坡。糙率 n 越大,ik 越大。流态 列据此标注:陡坡(i > ik)时水流自临界断面重新加速、很快恢复为急流,标「临界流」;缓坡 / 临界坡(i ≤ ik)时水流转入缓流,即发生水跃,标「水跃」。卡水断面上游各断面保持原急流线成果不变,不再反算壅水线。程序另给出该断面所需的最小横向放大倍数与所需渐变段长度,供调整布置、避免卡水。若无解并非因断面收窄 —— 如超临界流进入平坡、逆坡或缓坡渠段,水深沿程增大趋向 hk 而不可达(教材中的 c₀ / A₃ / M₃ 等曲线),则渠段内将发生水跃:程序以跃前水深按动量方程(水跃函数相等)求跃后共轭水深 h″,按跃后水深继续向下游推算;水跃位置按渠段起点考虑(跃后水面偏高、偏安全),跃前断面在成果表中以「跃前」标注,纵剖面图中以紫色竖线标出。M1/M2/M3(缓坡)、S1/S2/S3(陡坡)、C1/C3(临界坡)、H2/H3(平坡)、A2/A3(逆坡),与教材表 2-1-2 一致;同时给出 a1/b2/c3… 曲线代号便于对照。| 断面形状 | 弯道曲线的几何形状 | K 值 |
|---|---|---|
| 矩形 | 简单圆曲线 | 1.0 |
| 梯形 | 简单圆曲线 | 1.0 |
| 矩形 | 带有缓和曲线过渡段的复曲线 | 0.5 |
| 梯形 | 带有缓和曲线过渡段的复曲线 | 1.0 |
| 矩形 | 既有缓和曲线过渡段、槽底又有横向坡的弯道 | 0.5 |
Q 渠道计算流量;K 渠段分段数;T 断面类型数;H(0) 起始断面水深;α 过水断面流速分布不均匀系数。K、T 及各断面尺寸、糙率、底坡为各工况共用。各工况分别推算水面线,成果表、纵剖面图、成果表 CSV 与计算书均按工况分别列出。U, n, B, M1, M2, HA, HB, BA, BB, MA, MB, HU(HU=1 为带弧形底)U, n, B, MU, n, RU, n, B, M(M=0 时为 U 形渠槽)S<i>.rc、S<i>.curve、S<i>.K 三行。
hk = ∛(αq²/g)。q 起始计算断面单宽流量,H₀ 起始计算断面渠底以上总水头,θ 泄槽底板坡角,φ 起始计算断面流速系数,取 0.95。| 底坡 | 区域 | 水深范围 | 曲线名称 | 流态 | dh/ds | 向上游趋向 | 向下游趋向 |
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