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第 !" 卷第 # 期&’()!" *’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水利水电科技进展!$$" 年 %! 月?10) !$$"+,-./012 3/ 4031/01 ./, 5106/’(’7!8 ’9 :.;1< =12’><012基金项目：中国博士后科学基金（!$$#$@A$$"B）；国家自然科学创新研究群体科学基金（C$!!%A$@）作者简介：方神光（%A"B —），男，湖北监利人，博士，从事水力学及河流动力学研究。 DEF.3(： 9./727GF.3() ;23/76>.) 1,>) 0/南水北调中线工程输水渠道桥梁影响分析方神光，吴保生（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京%$$$BH）摘要：采用堰流公式对南水北调中线总干渠中的大量桥梁对渠首水位和水头损失的影响进行模拟计算和分析。计算结果表明，桥梁对渠首水位的影响不能用每座桥梁的水头损失进行简单叠加；在采用阻水能力较小的半圆头尾型桥墩时，设计和加大流量下由 "#H 座桥梁引起的渠首水位增加分别仅为 $I%AHF 和 $I!@B F。通过对所有桥梁水头损失的计算比较发现，不同的桥墩形状造成的总水头损失相差较大，选用流线型、水流易于通过的桥墩形状可以节约相当部分的水头。关键词：桥梁；输水渠道；水力计算；水头损失；南水北调工程文献标识码： +中图分类号： 5&%@% IH文章编号：%$$#!"#H" （!$$"）$#!$$#%!$@!""#$%& ’" ()*+,#& ’- $’-.#/0-$# $0-01 ’" 2’3%45%’56’)%4 70%#) 8)0-&"#) 9*++1# :’3%# ;)’<#$%==J+*K 461/E7>./7， :LM.’E261/7 （ !"#"$ %$& ’#()*#")*& )+,&-*)./0$1/$ #1- 21301$$*013， 4.01356# 7108$*.0"&， 9$0:013 %$$$BH， ;501#）>(&%)0$%： 561 19910;2 ’9 N<3,712 ’-1< ;61 .<;1<3.( 0./.( ’/ ;61 O.;1< (1-1( .; 0./.( 61., ./, O.;1< 61., (’22 3/ ;61 4’>;6E;’E*’<;6:.;1< 5<./291< P3,,(1 =’>;1 Q<’R10; O1<1 0.(0>(.;1, ./, ./.(8S1, N8 >21 ’9 ;61 O13< 9’<F>(.) 561 <12>(; 26’O2 ;6.; ;61 19910;2 ’9N<3,712 ’/ ;61 O.;1< (1-1( .; 0./.( 61., 0.//’; N1 ,1<3-1, ’/(8 N8 ;61 23FT(1 .,,3;3’/ ’9 O.;1< 61., (’22 ’9 1.06 N<3,71， ./, ;6.;;61 <3212 ’9 O.;1< (1-1( 3/,>01, N8 "#H N<3,712 >/,1< ,1237/1, ,3206.<71 ./, 3/0<1.21, ,3206.<71 O1<1 ’/(8 $I%AHF ./, $I!@BFO61/ ;61 21F3E03<0>(.< N<3,71 T31<2 O3;6 (’O O.;1<E<1232;3/7 .N3(3;8 O1<1 .,’T;1,) 561 0’FT.<.;3-1 ./.(8232 26’O2 ;6.; ;61<1 .<17<1.; ,3991<1/012 N1;O11/ ;61 O.;1< 61., (’2212 ’9 N<3,712 O3;6 ,3991<1/; 26.T12 ’9 T31<2， ./, ;6.; ;61 .,’T;3’/ ’9 2;<1.FE(3/1, T31<21.28 9’< O.;1< 9(’O ;’ T.22 ;6<’>76 F.8 61(T ;’ 2.-1 0’/23,1<.N(1 O.;1< 61.,)?#/ @’)+&： N<3,71； 0’/-18./01 0./.(； 68,<.>(30 0.(0>(.;3’/； O.;1< 61., (’22； 4’>;6E;’E*’<;6 :.;1< 5<./291< Q<’R10;南水北调中线自流引水渠道是一长距离跨流域调水工程，不论是渠道工程量还是调水规模都为世界之最。沿线有大量的输水建筑物和控制建筑物，水流通过每座建筑物都存在不同的水头损失。由于工农业需要，沿线需要建造大量的桥梁，主要桥梁有"#H 座，若计算小型农用桥梁，则数量多达% !$$座左右。因中线工程为自流引水，总的可利用水头仅约为 AB F，如此多的桥梁对中线工程渠首水位的影响以及原设计水位是否还能保证水流顺利输送到明渠末端惠南庄前池是必须解决的重要问题。吴泽宇等［%］通过水力计算认为，全线 "#H 座桥梁对渠首水位仅产生 $IHHF 的水头差，每座桥梁产生的水头损失为 $I$%A F。本文通过建立南水北调中线全线恒定流计算软件平台，采用堰流公式模拟计算桥梁的水头损失，一方面与吴泽宇等［%］的结论进行比较，另一方面针对不同类型桥梁的阻水能力，研究其对渠首水头的影响，同时计算出沿线所有桥梁的总水头损失，为南水北调中线输水渠道桥梁规划设计提供参考。A数学模型ABA恒定流多建筑物组合渠道程序编制思想本文所采用恒定流动状态下的一维偏微分数学模型较为简单，其离散后采用水位、流量作为变量并以上下游断面表示的形式如下［!］：8!%!3>".!%!<% =（! % ="）?!%@ <!=（! !="）8!!3=!".!?!%!!（%）式中： <， ?， 8，". 分别为水位、流量、流速和两断面间的距离步长； % 为流量模数； 3 为重力加速度；!为流速分布系数；"为局部水头损失系数。南水北调长距离输水渠道主要由明渠、倒虹吸、涵洞、渡槽、暗渠、隧洞以及渐变段构成，由于水流流经各段时局?% #?水利水电科技进展， !$$"， !" （ #）4$A： $!C!B@"B#@@C2BC#0A： :<G 556 D $-6 D /15""E： FFGG( D 556 D $-6 D /1

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