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)渠道斷面的設計中求渠道的正常水深h 用明渠均勻流公式:

進行需通過試算求解，工作相當繁瑣。例如在西崗村的旱改水的渠道斷面設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 余個小時的反復試算才求得正常水深值，弄得頭昏腦脹，可謂費時費力，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，通過圖解由所設計的流量，求相應的正常水深其方法為設3個渠道水深h 值，由公式:

算出3個相應的流量值，然后，取直角坐標系，橫坐標為設計流量值Q，縱坐標為正常水深值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)所設計的流量，從圖中迅速的查出對應的正常水深值［4－5］。

3 實例說明

如某一地區(qū)其渠道設計流量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。

求出相應的Q 值。

1)設水深h1=0.6m，則由:

由Q1=0.57 m3/s ＜Q =0.8 m3/s，說明h1設小了。

2)設h2=0.8 m，則:

則Q2=1.0049 m3/s;

由Q2=1.0049m3/s ＞Q =0.8m3/s，說明h2設小了。

3)設h3=0.7 m則

則Q3= C3× W3即:

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

由圖上可知當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的水深值至少為3個且在做圖時一定要認真準確。

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［4］王正中，宋松柏，王世民. 弧底梯形明渠正常水深的直接算法［J］. 長江科學院院報，2005(03):13－15.

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