普通城门洞形隧洞正常水深的直接计算方法

摘要

普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞和灌溉引水隧洞较常采用的断面形式之一,其水力计算中的正常水深求解无显函数形式的表达公式.传统的试算法或查图法不仅计算过程繁琐,而且计算精度不高.该文通过对城门洞形断面均匀流方程进行数学变换,并对引入的无量纲参数与相对正常水深的关系进行分析及计算,应用逐步优化拟合原理进行拟合,得到了普通城门洞形断面均匀流水深的直接计算表达式.实例计算及误差分析表明:在工程实用范围内(正常水深与拱顶半径之比在0.20到1.55之间),直接计算公式最大相对误差不超过0.24%.且该式具有物理概念清晰明确、公式形式简捷等优点,可为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考.