明渠复式断面(Compound Cross_section)由两个或三个单式断面组成，例如天然河道中的主槽和边滩(图6-9)。在人工渠道中，如果要求通过的最大流量与最小流量相差很大，也常采用复式断面。它与单式断面比较，能更好地控制淤积，减少开挖量。
图6-9
图6-9表示一天然河段的复式断面。在主槽两侧，有左、右边滩，流量应各自分算，其原因有二：第一，主槽的粗糙系数较一般边滩的为小，如果把复式断面作为一个整体，就会容易在粗糙系数的估计上，造成较大的偏差；第二，滩地水深，亦即水力半径一般较小，如果不实行分算，就会由于边滩的影响，使复式断面的整体流速算得偏低。在极端情况下，例如边滩甚宽而水深很小时，这样算出的流量甚至小于仅是主槽部分的流量，这显然是不合理的。
分算的办法，是在边滩内缘作铅垂线ab和cd，把主槽和边滩分开，按整体流量等于各部分流量之和，有
Q=Q1+Q2+Q3
亦即 KJ?K1J1?K2J2?K3J3 于是 为
(6-5-1)
而式中：J，J1，J2，J3——断面整体和各部分的水面坡度，在均匀流中是相等的。
K=K1+K2+K3
即复式断面的流量模数等于各部分模数之和。这样复式断面的流量计算公式就成
Q=KJ??K1?K2?K3?J (6-5-2)
由此可见，对于某一给定水位，分别算出其各部分的流量模数Ki=AiCiRi，取其和，乘以已知水力坡度的平方根，便得出明渠复式过水断面所通过的流量。
例6-6 图6-10表示一顺直河段的平均断面，中间为主槽，两旁为泄洪滩地。已知主槽在中水位以下的面积为160m2，水面宽80m，水面坡度0.0002，这个坡度在水位够高时，反映出河底坡度i。主槽粗糙系数n=0.030，边滩n1=0.050。现拟在滩地修筑大堤以防2300m3/s的洪水，求堤高为4m时之堤距。
图6-10
解 取洪水位时堤顶的超高为1m，则在洪水2300m3/s时； 滩地水深=4-1=3m
主槽过水面积A2=160+3×80=400m2
主槽湿周χ2=B2=80m
AA400主槽水力半径R2=2?2?=5m
?2B28011?523?0.000212=552m3/s 主槽泄洪量Q2=ACRi?AR23i12=400?n0.03滩地泄洪量 Q1+Q3=2300-552=1748m3/s
1112滩地流速 v1=v3=C1R1i?R23i12?=0.588m/s ?323?0.0002n10.05Q?Q31748滩地过水断面面积 A1+A3=1??2980m2
v10.588A?A32980?滩地水面宽度 B1+B3=1=993m 33??堤距=B1+B3+B2=993+80=1073m
可以看出，增加堤高就能减短堤距，这是个经济方案比较的问题。
习 题
6-1 有一明渠均匀流，过流断面如图所示。B=1.2m，r=0.6m，i=0.0004。当流量Q=0.55m/s时，断面中心线水深h=0.9m，问此时该渠道的谢才系数C值应为多少?
题6-1图
6-2 在我国铁路现场中，路基排水的最小梯形断面尺寸一般规定如下：其底宽b为0.4m，过流深度h按0.6m考虑，沟底坡度i规定最小值为0.002。现有一段梯形排水沟在土层开挖(n=0.025)，边坡系数m=1，b、h和i均采用上述规定的最小值，问此段排水沟按曼宁公式计算其通过的流量有多大?
6-3 有一条长直的矩形断面明渠，过流断面宽b=2m，水深h=0.5m。若流量变为原来的两倍，水深变为多少?假定谢才系数C不变。
3
6-4 为测定某梯形断面渠道的糙率n值，选取l=150m长的均匀流段进行测量。已知渠底宽度b=10m，边坡系数m=1.5，水深h0=3.0m，两断面的水面高差Δ
z=0.3m，流量Q=50m3/s，试计算n值。
6-5 某梯形断面渠道中的均匀流动，流量Q=20m3/s，渠道底宽b=5.0m，水深h=2.5m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.025，试求渠道底坡i。
6-6 一路基排水沟需要通过流量Q为1.0m3/s，沟底坡度i为4/1000，水沟断面采用梯形，并用小片石干砌护面，n=0.02，边坡系数m为1。试按水力最佳断面条件决定此排水沟的断面尺寸。
6-7 有一输水渠道，在岩石中开凿，采用矩形过流断面。i=0.003，Q=1.2m/s。试按水力最佳断面条件设计断面尺寸。
6-8 有一梯形断面明渠，已知Q=2m3/s，i=0.0016，m=1.5，n=0.02，若允许流速v′=1.0m/s。试决定此明渠的断面尺寸。
6-9 梯形断面渠道，底宽b=1.5m，边坡系数m=1.5，通过流量Q=3m3/s，粗糙系数n=0.03，当按最大不冲流速v′=0.8m/s设计时，求正常水深及底坡。
6-10 有一梯形渠道，用大块石干砌护面，n=0.02。已知底宽b=7m，边坡系数m=1.5，底坡i=0.0015，需要通过的流量Q=18m3/s，试决定此渠道的正常水深
3
h0。
6-11 在题6-10中，b、m、n及i不变，若通过流量比原设计流量增大50%，问水深增加多少(是否超过一般排水沟的安全超高20cm)?
6-12 有一梯形渠道，设计流量Q=10m3/s，采用小片石干砌护面，n=0.02，边坡系数m=1.5，底坡i=0.01，要求水深h=1.5m，问断面的底宽b应为多少?
6-13 某圆形污水管道，已知管径d=1000mm，粗糙系数n=0.016，底坡
i=0.001，试求最大设计充满度时的均匀流量Q及断面平均流速v。
6-14 有一钢筋混凝土圆形排水管(n=0.014)，管径d=500mm，试问在最大设计充满度下需要多大的管底坡度i才能通过0.3m/s的流量?
6-15 已知混凝土圆形排水管(n=0.014)的污水流量Q=0.2m3/s，底坡
3
i=0.005。试决定管道的直径d。
6-16 有一直径为d=200mm的混凝土圆形排水管(n=0.014)，管底坡度
i=0.004，试问通过流量Q=20L/s时管内的正常水深h为多少?
题6-18图
6-17 在直径为d的无压管道中，水深为h，求证当h=0.81d时，管中流速v达到其最大值。
6-18 某一复式断面渠道，如图所示，已知底坡i=0.001，主槽粗糙系数
n2=0.025，滩地粗糙系数n1=n3=0.03，洪水位及有关尺寸见图示，求可通过的洪水流量。
