免费在线块石陡槽设计计算器 — Robinson (1998)

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陡槽护坡尺寸设计 — Robinson, Rice & Kadavy (1998)

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注释

块石尺寸公式

Robinson, Rice & Kadavy (1998) 根据陡槽坡度和单宽流量，建立了两个计算护坡中值粒径 D₅₀ 的经验公式。公式 1 适用于缓坡（S₀ < 0.10）；公式 2 适用于陡坡（0.10 ≤ S₀ ≤ 0.40）。两个公式均要求 q_t 的单位为 m²/s，输出 D₅₀ 单位为 mm。经验证范围为 0.02 ≤ S₀ ≤ 0.40。

单宽流量

q_t 为陡槽堰顶处的总单宽流量（单位宽度上的总流量）。对于底宽为 B、总流量为 Q 的渠道，可近似取 q_t ≈ Q / B，或由陡槽进口的临界水深条件计算得出。

通过块石层的水流

总流量的一部分经由护坡孔隙渗流（层内流 q_m）；其余部分沿护坡表面流动（q_s = q_t − q_m）。表面水深 d 由曼宁公式根据陡槽糙率 n 对表面流量 q_s 求解得出。默认孔隙率 n_p = 0.45，适用于棱角形碎石。

有效块石粒径范围

该公式的开发数据中 D₅₀ 范围为 15 mm 至 278 mm。超出此范围的计算结果为外推值，使用时应结合额外的工程判断。

出口护坦高程

出口段护坡顶面高程应不高于下游渠道底高程。若高于下游河床，出口护坡将不稳定。

Inlet Ponding

当进口渠道正常水深小于通过 q_t 所需的堰顶水头（H_p）时，陡槽进口上游将出现受阻壅水。这通常是可以接受的——壅水可降低流速，防止上游冲刷。检验方法：使用堰流计算器，根据给定的 q_t 和堰顶宽度求出 H_p，并与进口渠道正常水深比较。若 H_p 超过正常水深，则将发生壅水。

参考文献

Robinson, K.M., Rice, C.E., and Kadavy, K.C. (1998). "Design of rock chutes." Transactions of the ASAE, 41(3), 621–626. USDA ARS 亦发布了基于同一方法的 Excel 计算表。