水力半徑計算器

水力半徑是衡量渠道橫斷面輸送流體效率的幾何量，定義為通水面積除以濕周。濕周僅包含與流體接觸的邊界，不包括自由水面。在相同通水面積下，水力半徑越大，通常代表接觸邊界越少，因此阻力越低。雖然名稱中有「半徑」，水力半徑通常不等於實際幾何半徑。 對矩形明渠而言，通水面積等於底寬乘以水深，濕周等於底寬加兩倍水深。對梯形渠道而言，邊坡比表示每單位垂直高度對應的水平距離，面積等於水深乘以「底寬加邊坡比乘以水深」。濕周包含底部與兩條斜邊。完全滿流的圓管面積為圓周率乘以直徑平方再除以四，濕周為圓周率乘以直徑，因此水力半徑可簡化為管徑的四分之一。 水力半徑用於明渠均勻流的曼寧公式、謝才公式，以及涉及水力直徑的關係式。水力直徑等於水力半徑的四倍，因此滿流圓管的水力直徑等於實際直徑。非滿流圓管與非圓形管道必須依實際水深評估浸水幾何形狀。本計算器的圓形選項代表完全滿流的管道，不適用於部分充水的圓形渠道。 尺寸準確度很重要，因為水深同時改變面積與濕周，可能大幅影響預測流量。請使用垂直於流向的斷面尺寸，並讓所有輸入使用相同長度單位。即使此處標示公尺，計算得到的半徑仍與輸入採相同單位。天然河川與不規則渠道可劃分子斷面，或依測量座標評估，但簡單的理想形狀可能無法反映平台、植被、複式洪氾平原、泥砂或局部障礙物。 本計算器提供後續水流分析所需的幾何值，本身不計算流速或流量。估算這些量時，請將水力半徑與通水面積搭配渠道坡度及適當的粗糙係數。確認所選公式與粗糙度適用於實際流況和襯砌。設計工作還應檢查出水高、不沖蝕流速、過渡段、非均勻流及實測水位的不確定性。