弧底梯形明渠正常水深的简化计算法
2012-10-16滕凯周辉
黑龙江八一农垦大学学报 2012年5期
滕凯,周辉
(1.齐齐哈尔市水务局,齐齐哈尔161006;2.嫩江尼尔基水利水电有限责任公司)
由于弧底梯形明渠水流条件好,适宜机械化连续施工作业[1-3],且因弧底所形成的反拱式结构,与其它断面形式比较更具有较好的抗冻性能[4-6]。因此,该种断面形式也越来越广泛地被应用于我国北方地区的水利水电供排水工程[7-8]。由于弧底梯形明渠断面正常水深计算涉及高次方程求解问题,常规的试算法、图表解法[9-11]、迭代法[12]或是计算过程繁复,或是求解成果精度不高,不便应用;而由计算机编程求解[13-16]又不便基层工程技术人员实际工作,因此,寻求一种更加简单实用的简化计算方法具有一定的实际意义,但到目前为止,尚没有比较理想的有关弧底梯形断面正常水深计算方法的研究成果。文献[17,18]通过优化拟合的方法分别给出了0<m≤1.0、0.4≤x≤3.0和0<m≤0.36、1.0≤x≤2.0(m为渠道坡比系数,x为无量纲水深)情况下的近似计算公式,公式适用范围小而且形式相对复杂;文献[19]通过采用级数展开形式获得了0<m≤50、1.0≤x≤2.0情况下的简化公式,虽然公式的适用范围较大,但需计算的中间变量参数较多,计算过程繁复;文献[20]通过采用迭代法并经适当简化后获得了该种断面1.0≤m≤4.0、0.4≤x≤4.0情况下正常水深的简化近似计算式,公式的适用范围及形式稍好于其他近似公式,但因该公式涉及的中间变量参数仍显较多,适用范围仍显不够(m较小时不适用)。为了进一步改进该种断面临界水深的求解计算方法,采用优化拟合的方法,获得了计算过程简捷、求解精度高、使用范围广的简化近似计算式,可在实际工程设计中推广应用。……
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