输水渠道设计中糙率取值的模型分析

程建萍，梁 谦*，田建良，肖 让，李 星，马成晓

（1.河西学院 土木工程学院，甘肃 张掖 734000；2.河西走廊水资源保护利用研究所，甘肃 张掖 734000；3.石河子大学 水利建筑工程学院，新疆 石河子 832000）

0 引 言

目前，我国大多数灌区渠道都采用块石衬砌或混凝土渠道[1]。在设计灌溉渠道的水力计算中，输水流量与水头损失、流量与底坡、流量与水深等相互之间的关系，影响着渠道断面水力要素的取值。【研究意义】从达西-魏斯巴赫公式及谢才公式的水头损失演变公式可以得知，当流量或流速增大，沿程水头损失增加，反之减小，谢才公式的演变式也同样得到这一个结论。因此在设计计算中，设计人员误认为水头损失与流量呈线性关系[2]。而以上水力学参数之间，均与渠道糙率取值有关[3]。【研究进展】何建京[4]针对明渠紊流中糙率系数及其特性研究表明，对于指定的明渠，曼宁糙率系数不为常数；拜亚茹等[5]在人工渠道糙率系数影响因素的试验研究中提出，糙率系数n 随水深h 的变化关系与流态有关；王开等[6]提出大型调水工程设计中的水力参数，如糙率、临界形变压力存在着相当大的不确定性，渠道的过流能力是断面形状、断面面积、衬砌表面粗糙程度和渠道坡降的函数。【切入点】在以上水力要素中，糙率的取值受影响因素较多，更难用特定的函数表示；同时，在渠道设计中，糙率的取值将关系到渠道断面尺寸、渠道输水能力及工程投资。因此，糙率取值在渠道设计中就显得尤为重要。……