，马蹄形断面[4]，以及梯形断面[5]的恒定非均匀流给出了新的解析解，对于渠长较长时新基于随机试算法的明渠恒定渐变流水面线计算研究#李娟1，冯民权1，郑邦民2**510（1.西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室，西安710048；2.武汉大学水利水电学院，武汉430072）摘要：目的在渠道断面的断面形式、尺寸，底坡，造率，流量Q已知，并已知一个断面的水深以及两断面的距离时，推求水面线。方法基于一维圣维南方程，将试算与随机游动法相结合，通过迭代误差来判断游动产生流速的合理性，从而判断所假设的水深是否合适。结果随机试算法与试算法中结果吻合很好，其中游动次数为10000次，误差为0.001时，其结果更加接近试算结果。结论随机试算法可以用来计算明渠恒定渐变流的水面线，并能够消除累积误差，通过控制迭代误差和游动次数来控制所需的计算精度。关键词：随机游动；试算；明渠；恒定渐变流；水面线中图分类号：X52215CalculationandStudyontheWaterSurfaceLineofConstantGradientFlowofOpenChannelBasedonRandomTrialLiJuan1,FengMinquan1,ZhengBangmin22025303540(1.StateKeyLaboratoryofEco-HydraulicEngineeringinShaanxi,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048;2.SchoolofWaterResourcesandHydropower,WuhanUniversity,WuHan430072)Abstract:[Purpose]Onthepremiseofthesectionform,size,bottomslope,buildrate,flowrateQ,Inaddition,waterdepthofonesectiondistanceoftwosections,watersurfacelinewasdeduced.[Method]Basedon2-Dsaintvenantequationsandcombinedtrialwithrandomwalk,therationalityonflowrateproducedofrandomwalkwasestimatedthroughiterationerror,sotoestimatetheadequacyofsupposedwaterdepth.[Result]Randomtrialresultfitswellwithtrialresult[1].Amongthem,theresultofwalk10000times,iterationerror0.001wasmoreclosedtotrialresult.[Conclusion]Randomtrialcanbeusedtocalculatethewatersurfacelineofconstantgradientflowofopenchannel,andeliminatethecumulativeerror,thencontroltherequiredaccuracybycontrollingtheiterationerrorandthenumberofwalk.Keywords:randomwalk;trial;openchannel;constantgradientflow;watersurfaceline0引言水面线推算是河道整治,防洪减灾的基础工作，其推算结果直接影响到河道断面的规划设计，以及河道两岸人民的生命财产安全。计算水面线的方法主要有试算法，迭代法，解析解法以及图解法。但是传统试算法和迭代法在计算效率，控制精度和累积误差方面都有一定的不足之处。万五一,江春波[1]对试算法进行了改进，提出了变步长法，提高了试算法的电算效率。霍倩，李广晶[2]，采用四阶龙格—库塔法，并在计算过程中不断调整步长。与逐段试算法相比，在计算较少断面的情况下，求出的水面线具有更高的精度。黄朝煊对圆形断面[3]基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题（20126118110015）作者简介：李娟，（1987-），女（汉族），陕西榆林，硕士研究生，主要研究方向：水环境模拟与污染控制研究。E-mail:juanligood@126.com通信联系人：冯民权，（1964-），男，博士生导师，研究方向水环境模拟与污染物控制。E-mail:mqfeng@xaut.edu.cn-1-V212Vv2s2g解析法成果甚至优于规范推荐的分段试算法。还有学者提出了一些新方法，如粒子群法[6]，和实码加速遗传法[7]，用来减小传统的试算法或迭代法存在误差的累积问题。国内外广泛用于推求水面线的软件有mike11[8,9]，HEC-RAS[10]，SOBEK[11]软件等。还有学者[12]将各个软45505560件和天然河道水面线系统计算结果进行了比较，得出对于断面不规整的缓流河道,水位推算结果大体呈天然河道水面线系统>HEC-RAS软件>SOBEK软件的趋势;对于急流河道,HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。李书飞，胡维忠[13]采用堰流公式法、渠道水面线法和MIKE11模型等3种方法进行了泄流渠过流能力计算,计算分析表明从符合实际情况和偏安全的角度出发,在可能起溃水位分析采用渠道水面线法较合适。降低泄流渠的底高程扩宽渠底与宽度比,更能降低起溃水...
