平底抛物线形复合渠道水力最佳断面及实用经济断面统一设计方法

摘要：

大中型渠道常采用平底抛物线形复合渠道断面形式进行设计,但任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的湿周计算理论上无解析解,致使任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面及实用经济断面无统一设计方法.现有的文献,仅研究了给定幂律指数情况下的平底抛物线形复合渠道断面,并没进行全局范围内的研究.本文首先采用高斯超几何函数给出了任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道湿周的解析计算式,再以水面宽度与水深的比率、渠部底宽与水深的比率及水深为变量,利用拉格朗日乘数法建立了平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面求解方程;进一步根据实用经济断面与水力最佳断面的关系建立了平底抛物线形复合渠道的实用经济断面求解方程.本文不仅给出了全范围内连续变化的任意幂律指数的平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面及实用经济断面统一设计方法,直接计算公式及数据表格,而且得到了平底抛物线形复合渠道的水力最佳断面中的最优幂律指数为3,从而取得全局水力最佳断面.本文结果可供大中型渠道规划设计参考应用.

关键词：平底抛物线形复合渠道、高斯超几何函数、水力最佳断面、实用经济断面、明渠水力学

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分类号：S277;TV131.4(农田水利)

资助基金：国家重点研发计划重点专项2017YFC0405103;中央高校科研业务费科技创新专项;国家自然科学基金项目51279168

在线出版日期：2019-02-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1460-1470