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糙率

2020-04-09 21:00

反映河道及渠槽的岸壁、床面及输水管道内壁粗糙程度的一个综合性系数,又称粗糙系数,常用n表示。糙率反映了固壁边界对水流的阻力特征,它是应用谢才公式与曼宁公式计算明渠均匀流的一个重要参量,也是难于准确选定的量值。选择糙率过大或过小都会给工程实践带来不良后果。因此,正确选择糙率(n)值是很重要的问题。

影响糙率(n)值的因素很多,如河床组成材料(包括衬砌)的粗糙程度、河床断面不规则性、平面上弯曲变化程度、河滩的覆盖情况(如有无树木杂草等)、河道的障碍情况(如有无桥墩等)。此外,n值还和过流的流量、含沙量等水文因素有关;即使在同一河段上,随着水位涨落,河底沙波消长等,n值也会出现变化。因此,工程技术人员只能凭经验来选定n值。

对于人工渠槽的n值,多年来积累了较多的实验资料和工程经验。例如混凝土的n值约为0.013~0.017;浆砌石的n值约为0.025左右;土渠的n值约为0.0225~0.0275;开挖的岩石面的n值约为0.025~0.035。

天然河流,多是不规则的非棱柱形槽,因而形成非均匀流动,有时包含了河道弯曲、河势变化等局部阻力损失,正确估计n值就更为困难。常要对实际河流水力要素进行量测后,再用均匀流公式解算n值;也有人应用粗糙渠槽的对数流速分布公式和粗糙凸起高度与n的关系,根据公式计算n值。因此,n值的确定仍是水力学中的一个重要研究课题。根据经验,对平原地区小河(水面宽度小于30m),如河床清洁顺直、无浅滩深潭,其n值约为0.025~0.033;如河床弯曲且有浅滩、深潭,其n值约为0.033~0.045;多杂草、有深潭的,n值约为0.050~0.080。同上条件,若在有林木的滩地上流过洪水,n值约为0.075~0.150。对山区小河,河岸较陡、岸坡有树丛、河底有卵砾石和孤石的,n值约为0.030~0.070。对水面宽超过30m的大河,断面比较规则整齐、无孤石或丛木者,n值约为0.025~0.060;断面不规则整齐、无孤石或丛木者,n值约为0.035~0.100。若需更详细的资料,可查阅有关的水力计算手册。

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