十章明渠流和闸孔出流及堰流.doc

《十章明渠流和闸孔出流及堰流.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十章明渠流和闸孔出流及堰流10—1某梯形断面粉质粘土渠道中的均匀流动，如图所示。已知渠底宽度b=2.0m，水深h0=1.2m，边坡系数m=1.0，渠道底坡度i=0.0008，粗糙系数n=0.025，试求渠中流量Q和断面平均流速，并校核渠道是否会被冲刷或淤积.解:A=Q=AC=校核:由表10-3查得粉质粘土最大允许流速为1m/s，因h0=1.2m>1.0m，需乘以系数k=1.25，所以v=11.25m/s=1.25m/s，最小允许流速v=0.4m/s，满足vmax>v>vmin条件。10—2设有半正方形和半圆形两种过流断面形状的渠道，具有相同的n=0.02，A=1.0m2，

2、i=0.001，试比较它们在均匀流时的流量Q的大小。解:设正方形渠道流量为Q1，半圆形渠道流量为Q2，Q=其中，由于，，又，10—3某梯形断面渠道中的均匀流动，流量Q=20m3/s，渠道底宽b=5.0m，水深h0=2.5m，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.025，试求渠道底坡。解：121/15可保证正常的排水条件，且不必人工加固。10—4为测定某梯形断面渠道的粗糙系数n值，选取L=1500m长的均匀流段进行测量。已知渠底宽度b=10m，边坡系数m=1.5，水深h0=3.0m。两断面的水面高差=0.3m，流量Q=50m3/s，试计算n值。解：，由均匀流基本方程可得，式中1

3、0—5某梯形断面渠道底坡i=0.004，底宽b=5.0m，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.02，求流量Q=10m3/s时的正常水深h0及断面平均流速。解：将已知值代入，由试算法可得10—6某梯形断面渠道中的均匀流，流量Q=3.46m3/s，渠底坡度i=0.0009，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.02，正常水深h0=1.25m，试设计渠底宽度b。解：将已知值代入，由试算法可得。10—7设有一块石砌体矩形陡槽，陡槽中为均匀流。已知流量，底坡，粗糙系数，断面宽深比，试求陡槽的断面尺寸及。解：代入均匀流基本方程得将已知值代入，解得：10—8试拟定某梯形断面均匀流渠道的水力

4、最优断面尺寸。已知边坡系数，粗糙系数，底坡，流量。121/15解：由水力最佳条件知将已知值代入均匀流基本方程得解得：10—9需在粉质粘土地段上设计一条梯形断面渠道。已知均匀流流量Q=3.5m3/s，渠底坡度i=0.005，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.025，试分别按（1）不冲允许流速max及（2）水力最优条件设计渠道断面尺寸，并确定采用哪种方案设计的断面尺寸和分析是否需要加固。解：（1）由表10-3查得粉质粘土（1）由，，（2）联解（1）、（2）式得：（舍去）（2），，，，，，。按不冲允许流速计算结果水深太浅，故按水力最优条件设计断面尺寸，需加固，可采用干砌块石（）

5、。10—10某圆形污水管道，如图所示。已知管径d=1000mm，粗糙系数n=0.016，底坡i=0.01，试求最大设计充满度时的均匀流流量Q及断面平均流速v。解：查表10-4得，，，，查阅书中图10-9得A=0.915121/15查阅图10-9得，，。10—11有一圆形排水管，已知管内为均匀流。底坡，粗糙系数，充满度时的流量，试求该管的管径。解：查图10-9得，由得代入，可得，取规范管径。10—12直径的无压排水管，管内为均匀流。，，求通过流量Q=2.25m3/s时的管内水深。解：查图10-9得10—13设一复式断面渠道中的均匀流动，如图所示。已知主槽底宽B=20m，正常水

6、深m，边坡系数，渠底坡度均为i=0.002，粗糙系数n1=0.023；左右两滩地对称，底宽b=6m，m，m2=1.5，n2=0.025，试求渠道通过的总流量Q。解：用铅重线及b－b将复式断面分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分，各部分的过水断面积分别为各部分的湿周分别为121/15，，，10—14某矩形断面渠道，渠宽，通过流量，试判别水深各为1及时渠中水流是急流还是缓流。解：当时，为缓流。当时，为急流。10—15有一长直矩形断面渠道，底宽b=5m，粗糙系数n=0.017，均匀流时的正常水深h0=1.85m，通过的流量Q=10m3/s，试分别以临界水深、临界底坡、波速、弗劳德数判别渠中水流是

7、急流还是缓流。解：（1），此均匀流为缓流。（2），，，，，，此均匀流为缓流。（3），，121/15，此均匀流为缓流（4），此均匀流为缓流。10—16设有一直径的无压力式圆形输水管道，试求通过流量时的临界水深。解：。查图10-19得相应的10—17有一矩形断面变坡棱柱体渠道，通过流量Q=30m3/s，底宽b1=b2=6.0m，粗糙系数n1=n2=0.02，底坡i1=0.001，i2=0.0065，试（1）求各渠段的临界水深；（2）判断各渠段均匀流的流态；（3）求变坡断面处的水深。解：（1），。（2），，，上游为缓流，