水力学习题评讲6.ppt

'。6.1渠道均匀流动。已知设计流量，要求正常水深必须保持1.4m，边坡系数m=1.5，渠道修建在正常粘土上，最大允许断面平均流速，渠底及边坡未经加固，求此渠道所需之底宽b及底坡i。解：又由查表得所以 6.2某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽b=8m，渠壁用石料砌成(n=0.028)，底坡，试校核能否通过均匀流设计流量.解：由于为矩形断面，根据水力最优断面条件:断面面积水力半径流量故能通过。 6.3梯形断面渠道，通过流量，试按水力最优断面设计断面尺寸。解：由，最优断面时， 6.4某水渠上拟建渡槽一座，初步确定采用钢丝网水泥喷浆薄壳渡槽，表面用水泥灰浆抹面(n=0.013)，断面为U形，底部半圆直径d=2.5m，上部接垂直侧墙高0.8m(包括超高0.3m)。均匀流设计流量Q=5.5m3/s，试求渡槽底坡。解：湿周断面面积又由得 ，边坡系数，粗糙系数，底坡6.6梯形断面渠道，流量，底宽。求均匀流时的水深为多少?解： 6.9若矩形断面渠道宽b=2.4m，底坡i=0.0025，通过流量Q=8.5m3/s，谢才系数C=51m0.5/s，求正常水深h。解：断面面积湿周水力半径流量得到 6.10有一梯形断面路基排水土渠，长1000m，底宽3m，设计水深为0.8m，边坡系数，底部落差为0.5m，试验算渠道的过水能力和断面平均流速。解： 6.12有一梯形渠道，已知Q=2m3/s，i=0.0016，m=1.5，n=0.020，若允许流速vmax=1.0m/s，试确定此渠道的断面尺寸。解：湿周由水力最优断面面积 和可得校核流速：不满足再按照允许流速设计： 6.13已知梯形渠道底宽，边坡系数当流量时，测得水深。底坡，试求渠道的粗糙系数n。解： 6.14已知一梯形渠道的设计流量Q=0.5m3/s，b=0.5m，h0=0.82m，n=0.025，试设计此渠道所需要的底坡i。解：假定梯形渠道为水力最优断面。可得m=1.5湿周又由得断面面积 6.17设计流量的矩形渠道，，采用一般混凝土护面()，试按水力最优断面设计渠宽b和水深h。解：由矩形渠道最优断面： 6.19直径为1.2m的无压排水管，管壁为表面较粗糙的混凝土()，底坡，求通过流量时管内的水深。解：设管内水深为h，充满度为先求满流时流量与流速，查表得 例：有一排水沟，呈梯形断面，土质是细砂土，需要通过3.5m3/s。已知底坡i为0.005，边坡m为1.5，要求设计此排水沟断面尺寸并考虑是否需要加固，并已知渠道的粗糙系数n为0.025，免冲的最大允许流速解：现分别就允许流速和水力最优条件两种方案进行设计与比较。第一方案按允许流速进行设计。从梯形过水断面中有（a）（b）先以作为设计流速，有又以谢才公式得 应用曼宁公式及代入，便有然后把上述值ω、R和m值代入式（a）和（b）。解得h=0.04m，b=287m及h=137m，b=-206m。显然这两组答案都是完全没有意义的，说明此渠道水流不可能以通过。 第二方案按水力最优断面进行设计。水力最优断面的宽深比又故得水力最优时，有 代入明渠均匀流的基本关系式将代入上式，便得水力最优时 断面尺寸算出后，还须检验v是否在允许流速范围内，为此，有设计中所得到的水流断面平均流速将比最大允许流速（即不冲允许流速）大得多，说明该设计渠道的渠床需要加固才能保证安全输水。为此选用干砌块石来保护渠床壁面，这样可把最大允许流速提高到2.0m/s>1.75m/s，从而使得渠床免受冲刷。由于干砌块石渠道的n值与原来细砂土质渠道不同，实际流速将不再是1.75m/s。因此，便需对过水断面的尺寸重新进行设计，其水力计算方法同前。'