北疆供水工程混凝土预制板渠道糙率分析研究

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发布时间：2021-09-06

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北疆供水工程混凝土预制板渠道糙率分析研究
刘方亮一，牧振伟
(1．新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052；
2．新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000)
[摘要] 文章以北疆供水工程总干渠多年运行观测资料，利用数理统计方法分析研究渠道混凝土预制板的实际糙
率，为类似工程设计时糙率系数取值提供参考。
[关键词] 糙率；数理统计；混凝土预制板
中图分类号：U 611 文章标识码：A 文章编号：1009—0088(2014)03—0052—02
1 工程概况
北疆供水工程总干渠1996年3月开始建设，2000年通水
运行，工程所在地区属大陆北温带及寒温带。根据福海县气象
站资料，多年平均气温3．4℃ ，最高气温39．6O℃ ，最低气温一
41．70~C
，多年平均降水量112．7 mm，多年平均蒸发量1 844．40
mm，最大积雪深度2．28 m，最大冻土深度1．5 m，多年平均无霜
期146 d。
总干渠断面型式以梯形和弧形渠底断面为主，为窄深式结
构，设计流量68 m ／s，加大流量75 m。／s，渠深5．4～5．6 m，底
宽4 m，边坡系数1：2，纵坡1／10000～1／12500。截止目前，总
干渠最大运行流量85．5 m ／s，自2001年以来，已安全运行14
年
2 计算方法
2．1 糙率计算
联立水力学流量公式、谢才公式、曼宁公式计算糙率值。
流量计算公式：
Q=A×V (1)
谢才公式：
V=C Ri (2)
曼宁公式：
C：百(3)
联立公式(1)、(2)、(3)得糙率计算公式：
n“ = — — ㈩4 J
式中Q一断面实测流量；
A一断面面积；
R一水力半径，R= A ；
i一渠道纵坡。
2．2 数理统计方法分析
糙率通过流量、渠道纵坡及过水面积借助计算公式推求，
主要受流量、过水面积、渠道纵坡及衬砌结构的影响等因素的
影响、且受流量、水位观测等随机因素的干扰较强，流量、水位
数据观测的设备、人员及观测方法基本一致，即所有观测是在
相同条件下重复进行，且观测是随机进行的，因此计算出的糙
率数据包含所有可能结果，符合随机抽样的要求。
对总干渠监测断面3+050、20+000的糙率监测数据的分布
频数见图1、图2，从图中可看出：糙率频数分布基本呈现中间为
最多，左右两侧基本对称，越靠近中间频数越多，离中间越远，频
数越少，形成一个中间频数多，两侧频数逐渐减少且基本对称的
分布，因此认为糙率服从或近似服从数学上的正态分布。
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图1 3+050断面糙率频数分布
图2 20+000断面糙率频数分布
2．3 断面渠道糙率数据分析
2．3．1 3+050断面渠道糙率数据分析
3+050断面总共观测数据52条，有效观测数据量为52
条，采用正态分布对观测数据进行计算分析，糙率数据放大
1 000倍，见图3、图4。