渠道设计软件

渠道与引水工程设计软件

STREAM 在您真正实测过的地面上设计明渠。您绘制轴线、确定断面与衬砌;STREAM 从地形取得渠底高程,在每个桩号用曼宁公式求解水力,依据超高、流速与流态限值校核设计,并给出工程量、图纸与放样表。

什么是引水渠?

引水渠把地表水绕过必须保持干燥的对象——采场、正在作业的台阶、料场、道路。它按设计暴雨确定尺寸:既要有足够能力通过洪峰流量并留出超高,流速又要既不冲刷衬砌,也不至于让泥沙落淤。

难点在于这三项约束互相牵动。渠底更陡可以过更多水,却会把流速推到衬砌承受不了的程度;断面更宽能减缓流速,却要付出开挖与衬砌面积的代价。由于渠底随真实地形起伏,坡度沿线变化——所以设计必须逐桩号校核,而不是只算一次。

STREAM 中的渠道设计软件

在实测地面上定线

在地形上绘制渠道,或把已有线条转为轴线。每个桩号的地面高程来自 DEM,因此纵断面是真实的。

逐桩号水力计算

正常水深、流速、临界水深与弗劳德数在每个桩号由曼宁公式求解,并同时给出临界坡度,使您能准确看出水流在何处转为急流。

来自汇水区的流量

输入汇水面积、径流系数、重现期与降雨历时,洪峰流量按推理公式得出;这些值可直接从 STREAM 的水文分析中提取。加入侧向汇水面积后流量沿程增大,两端数值同时报出。

附带处理办法的校核

按 USBR 校核超高、流态、低于 0,6 m/s 的淤积、衬砌允许流速、逆坡与平坡——每条发现不仅指出问题,还告诉您应当如何处理。

定位水跃

急流恢复为缓流之处会形成水跃。它作为独立发现报出,并在纵断面上标注位置,因为那正是未加防护的渠道受损的地方。

计算而非估计的抛石粒径

选择抛石衬砌后,所需 D50 粒径按该桩号流速由 Shields 准则算出。

两种准则的自动定尺

按过流能力选取满足限值的最窄断面;或选最经济断面,以最少的衬砌与开挖输送同样流量——若该断面把流速推过衬砌限值,会给出提示。

工程量与放样

由与地面的相交得出开挖、回填与衬砌数量,并给出放样表:每个桩号的中心线、渠底边线与开挖边界坐标,坐标系与图纸一致。

在 STREAM 中如何设计引水渠

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    绘制轴线

    在地形上绘制渠道路线,或选择已有线条并将其设为轴线。

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    确定流量

    输入汇水面积、径流系数、重现期与降雨历时,或从水文分析中提取;洪峰流量按推理公式得出。

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    设定标准断面

    输入底宽、深度与左右边坡,并选择衬砌类型——糙率由它确定。

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    确定渠底高程

    在纵断面上设定渠底高程与各桩号坡度。每个桩号的地面高程来自 DEM,因此挖填是真实的。

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    解读水力结果

    逐桩号查看正常水深、流速、临界水深与弗劳德数,并找出渠底坡度超过临界坡度之处。

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    清除校核问题

    逐条处理超高、流态、淤积、衬砌流速与逆坡等发现——每条都给出数值、限值与处理办法。

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    导出与放样

    将平面、纵断面与横断面导出为 DXF,表格与放样坐标导出为 CSV,设计报告导出为 PDF。

支持的格式

DXF
供 CAD 使用的平面、纵断面与横断面图
CSV
水力表、工程量与放样坐标
PDF
渠道设计报告
GeoTIFF
读取渠底高程所依据的实测 DEM

常见问题

STREAM 的渠道模块做什么?

它在实测地形上设计明渠:轴线、渠底纵断面、标准断面与衬砌,并提供曼宁水力计算、设计校核、工程量、图纸与放样表。

使用哪种水力方法?

正常水深、流速与弗劳德数由各桩号的曼宁公式求得,并同时给出临界水深与临界坡度,使流态是明确写出的,而不是假定的。

设计流量从何而来?

来自推理公式——汇水面积、径流系数,以及对应您所选重现期与降雨历时的降雨强度。汇水区数值可直接取自 STREAM 的水文分析,无需手工输入。

能处理沿程增加流量的渠道吗?

可以。输入侧向汇水面积后流量沿程增大;水力按增大后的流量求解,标签同时报出上游与下游数值。

会计算抛石粒径吗?

会。采用抛石衬砌时,所需 D50 粒径按各桩号实际流速由 Shields 准则算出。

渠道可以开挖到地形模型中吗?

可以。「应用到地形」会把设计的渠道永久开挖到地面。之后若修改设计,补丁会标记为过期,重新应用即可刷新——不会无声地失效。

STREAM 做非恒定流或回水计算吗?

不做。水力为恒定流、逐桩号求解,并给出流态与水跃位置。非恒定流演进、回水曲线与泥沙输移模拟不在其范围之内。

会设计涵洞与跌水建筑物吗?

不会。本模块涵盖渠道本身——轴线、断面、衬砌、水力与工程量。沿线的水工建筑物不在此设计。

在 STREAM 中体验渠道设计

Windows x64 免费测试版。完全离线运行,支持 GeoTIFF、LAS/LAZ 和 DXF。

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