人工明渠水流是一种常见的具有自由表面的流动,是水利工程中最为普遍的流动形式,因此与人工明渠有关的水力学问题也渐渐引起了人们的广泛关注。影响明渠流动的水力要素有很多,糙率是其中最为重要的水力参数之一。多年来,前人对明渠糙率系数与各种水力要素之间的关系不断地进行研究,但它们之间的规律至今还未明确揭示。为了研究此问题,本文采用试验和理论相结合的研究方法对人工加糙明渠糙率系数在大坡度下与各水力要素之间的规律和相关关系进行研究。主要研究内容与结论如下:(1)通过人工加糙来改变渠道的糙率,利用底坡调节装置来改变渠道底坡,并同时观测了五种绝对粗糙度下不同底坡与不同流量时的人工明渠渠道均匀流水深,然后利用相关理论公式计算得到了相应水力要素的值。(2)采用PPR投影寻踪法与均匀设计表相结合的方法来检验试验数据的准确性,检验结果表明试验数据是真实可靠的。(3)通过分析试验数据得出:○1在大坡度的情况下,当绝对粗糙度一定时,雷诺数的增大对糙率系数的影响并不明显;随着绝对粗糙度的改变,雷诺数对糙率的影响依旧微乎其微。○2在底坡一定、粗糙度不同的情况下,当流量逐渐增大时,糙率系数值的变化并不明显,说明流量Q对糙率系数n的影响很小。○3结合数据分析与理论分析得出了在大坡度下当Fr<1时,影响糙率系数最主要的水力要素是佛汝德数;而当Fr>1时,影响糙率系数的主要水力要素为佛汝德数与底坡。(4)分别对明渠水流为缓流与急流这两种情况下的糙率系数及其有关的主要水力要素进行非线性回归分析,得出了在满足本次试验情况下糙率系数与相关水力要素的两个函数关系式,经过验证分析上述公式是真实可靠的。