明渠均勻流水力計算方法及basic程式使用說明
明渠均勻流水力計算的主要內容包括如下兩個方面:一是校核已成渠道的過水能力;或者由實測流量資料確定已成渠道的糙率;二是設計新的渠道即確定底寬(b)或水深(h)或底坡(i)。為了應用方便,這兩類問題可以彙編成乙個電算程式來解決。
一、明渠均勻流水力計算的數學公式:
明渠均勻流水力計算的基本公式是連續方程及謝才公式。
令 ,
只要根據不同的橫斷面型別找出a與x的表示式,就可以解決各種情況下的明渠均勻流水力計算問題。工程中較為常用的是梯形和u形斷面型式,其相應的過水斷面面積和溼周的表示式,分別如下:
梯形斷面:
對於不同的問題,編寫程式時可分別應用下述不同的公式。
(1)計算流量:
(2)計算底坡:
(3)計算糙率:
(4)計算正常水深,應用迭代公式,
(5)計算底寬或半徑r,用迭代公式:
二、basic原程式
5 rem 梯形斷面明渠均勻流水力計算
10 input 「j=」;j
20 on j goto 30,150,270,390,580
30 input 「h=」;h: input 「n=」;n: input 「i=」;i
50 input 「b=」;b: input 「m=」;m
60 gosub 860
130 q=k*sqr(i)/n
140 print 「q=」;int(1000*q+0.5)/1000
145 end
150 input 「q=」;q: input 「n=」;n: input 「h=」;h
170 input 「b=」;b: input 「m=」;m
180 gosub 860
190 i=(q*n/k)^2
200 print 「i=」;int(1000*i+0.5)/1000
205 end
270 input 「h=」;h: input 「q=」;q: input 「i=」;i
280 input 「b=」;b: input 「m=」;m
290 gosub 860
300 n=k*sqr(i)/q
310 print 「n=」;int(1000*n+0.5)/1000
320 end
390 input 「q=」;q: input 「n=」;n: input 「i=」;i
392 y=q*n/sqr(i)
395 input 「b=」;b: input 「m=」;m:h=5
400 gosub 860
430 h1=h*(y/k)^0.6
450 if abs(h-h1)<0.001 then 470
460 h=h1 : goto 400
470 print 「h=」;int(1000*h+0.5)/1000
480 end
580 input 「q=」;q: input 「n=」;n: input 「i=」;i
590 y=q*n/sqr(i)
600 input 「h=」;h: input 「m=」;m:b=5
610 gosub 860
620 b1=b*y/k
630 if abs(b-b1)<0.001 then 650
640 b=b1 : goto 610
650 print 「h=」;int(1000*h+0.5)/1000
660 end
860 a=(b+m*h)*h:p=b+2*h*sqr(1+m*m)
870 k=a^(5/3)/(p^(2/3))
880 return
三、有關程式的說明:
1、程式只適用於計算梯形(矩形)斷面,對於其它的的斷面型別,可根據具體情況修改子程式中的斷面面積a及溼周x的表示式即可。
2、應用該程式時,首先根據具體問題輸入u及j值。
u=1 計算u型斷面
u≠ 計算梯形(矩形)斷面
j=1 計算流量q
j=2 計算底坡
j=3 計算糙率n
j=4 計算正常水深h。
j=5 計算底寬b或半徑r
3、程式中除p表示溼周x外,其餘符號均與公式中一致,只是小寫改為大寫而巳。
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