城门洞形断面隧洞临界水深度的近似算法 (2004年)

城门洞形断面是输水隧洞工程中一种经常采用的过水断面形式。其临界水深方程是含未知参数的超越方程,数学上无解析解。常见计算方法有图解法或迭代试算法。这些方法都繁琐复杂,而且图解法误差大,还依赖图表,不便应用。为满足生产实践之急需,通过对其临界流基本方程的数学变换,并应用优化拟合原理,给出其近似解析解,从而提出一种近似计算公式。结果表明:在实用范围内(临界水深度与拱顶半径之比在 1.1到 1.8之间),临界水深度的最大误差不超过 0.5。该法比现行的查图查表法、迭代试算法更简捷、更精确。