天然河道水面线推求分析计算

顾嵋杰

【摘要】天然河道水面线计算的原理及方法，水面线推求方向、起推水位、水头损失及交叉建筑物等各种影响水面线结果因素的确定与处理。最后结合工程实例，推算出天然河道水面线。

【关键词】天然河道；水面线；水头损失

一前言

水面线推求计算是河道堤防工程设计的第一步，其推求结果是确定河道断面尺寸的重要方法，直接影响到河道整治工程量及工程投资规模。水面线的计算根据水流形态的不同而选择不同的计算方法，水流根据河道断面形状、尺寸、沿程比降等因素可分为明渠恒定均匀流与明渠恒定非均匀流。均匀流水面线根据曼宁公式可求的。非均匀流水面推算较为繁琐，天然河道因其过流断面形状极不规则，河道比降和粗糙系数沿程变化，这些因素导致天然河道中水力因素变化复杂。因此，一般情况下天然河道水流属于明渠非均匀流，本文就天然河道明渠非均匀流水面线推求进行分析计算。

二天然河道水面计算

2.1明渠恒定非均匀流法

天然河道水面线的计算就是从某控制断面已知水位开始，逐河段推算下一个未知断面的水位高程的过程，采用逐段试算法。对于河道比较顺直，断面形状基本一致，水流比较平稳，计算的河段可划得长一些；如果河道变化剧烈（弯道急滩较多） ，则应多布置些断面，把计算的河段划得短一些。确保水流要素在每个段内变化不大，因此可将天然河道近似视为恒定非均匀流，利用水流能量方程式推算水面曲线，基本方程式如下：