题目
一梯形断面排水洪沟,=0.0045, n=0.025 m=1.5,底宽=0.0045, n=0.025 m=1.5,沟深=0.0045, n=0.025 m=1.5,安全超高=0.0045, n=0.025 m=1.5,洪峰流呈=0.0045, n=0.025 m=1.5,试校核排水沟的排洪能力(要求用满宁公式求谢才系数)
一梯形断面排水洪沟,
,底宽
,沟深
,安全超高
,洪峰流呈
,试校核排水沟的排洪能力(要求用满宁公式求谢才系数)
题目解答
答案
计算过水断面面积
:

计算湿周
:

计算水力半径
:

使用曼宁公式计算谢才系数
:
由于

计算实际流量
:

比较实际流量
与设计流量
,可以发现实际流量
与设计流量
基本相同,因此排水沟的排洪能力满足要求。
解析
步骤 1:计算过水断面面积
根据梯形断面的面积公式,过水断面面积$A$为:
$A=(b+mh)\times h$
其中,$b$为底宽,$m$为边坡系数,$h$为沟深。将给定的数值代入公式中,得到:
$A=(2+1.5\times 1.5)\times 1.5=(2+2.25)\times 1.5=4.25\times 1.5=6.375{m}^{2}$
步骤 2:计算湿周
湿周$P$为:
$P=b+2h\sqrt{1+m^2}$
将给定的数值代入公式中,得到:
$P=2+2\times 1.5\times \sqrt{1+1.5^2}=2+3\times \sqrt{1+2.25}=2+3\times \sqrt{3.25}=2+3\times 1.8=2+5.4=7.4m$
步骤 3:计算水力半径
水力半径$R$为:
$R=\dfrac{A}{P}$
将步骤1和步骤2计算出的数值代入公式中,得到:
$R=\dfrac{6.375}{7.4}=0.8615m$
步骤 4:使用曼宁公式计算谢才系数
曼宁公式为:
$C=\dfrac{1}{n}\times R^{1/6}$
将给定的数值代入公式中,得到:
$C=\dfrac{1}{0.025}\times 0.8615^{1/6}=40\times 0.946=37.84{m}^{1/6}$
步骤 5:计算实际流量$Q_{实}$
实际流量$Q_{实}$为:
$Q_{实}=CA\sqrt{Ri}$
将步骤3和步骤4计算出的数值代入公式中,得到:
$Q_{实}=37.84\times 6.375\times \sqrt{0.8615\times 0.0045}=37.84\times 6.375\times \sqrt{0.00387675}=37.84\times 6.375\times 0.06226=15.01{m}^{3}/s$
步骤 6:比较实际流量$Q_{实}$与设计流量$Q_{设计}$
设计流量$Q_{设计}=15{m}^{3}/s$,实际流量$Q_{实}=15.01{m}^{3}/s$,两者基本相同,因此排水沟的排洪能力满足要求。
根据梯形断面的面积公式,过水断面面积$A$为:
$A=(b+mh)\times h$
其中,$b$为底宽,$m$为边坡系数,$h$为沟深。将给定的数值代入公式中,得到:
$A=(2+1.5\times 1.5)\times 1.5=(2+2.25)\times 1.5=4.25\times 1.5=6.375{m}^{2}$
步骤 2:计算湿周
湿周$P$为:
$P=b+2h\sqrt{1+m^2}$
将给定的数值代入公式中,得到:
$P=2+2\times 1.5\times \sqrt{1+1.5^2}=2+3\times \sqrt{1+2.25}=2+3\times \sqrt{3.25}=2+3\times 1.8=2+5.4=7.4m$
步骤 3:计算水力半径
水力半径$R$为:
$R=\dfrac{A}{P}$
将步骤1和步骤2计算出的数值代入公式中,得到:
$R=\dfrac{6.375}{7.4}=0.8615m$
步骤 4:使用曼宁公式计算谢才系数
曼宁公式为:
$C=\dfrac{1}{n}\times R^{1/6}$
将给定的数值代入公式中,得到:
$C=\dfrac{1}{0.025}\times 0.8615^{1/6}=40\times 0.946=37.84{m}^{1/6}$
步骤 5:计算实际流量$Q_{实}$
实际流量$Q_{实}$为:
$Q_{实}=CA\sqrt{Ri}$
将步骤3和步骤4计算出的数值代入公式中,得到:
$Q_{实}=37.84\times 6.375\times \sqrt{0.8615\times 0.0045}=37.84\times 6.375\times \sqrt{0.00387675}=37.84\times 6.375\times 0.06226=15.01{m}^{3}/s$
步骤 6:比较实际流量$Q_{实}$与设计流量$Q_{设计}$
设计流量$Q_{设计}=15{m}^{3}/s$,实际流量$Q_{实}=15.01{m}^{3}/s$,两者基本相同,因此排水沟的排洪能力满足要求。