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针对现有水面线计算采用的逐段试算法计算较繁琐等问题，对典型无压长隧洞如城门洞形、卵形无压隧洞恒定渐变流沿程水深的计算进行了数学推导。根据渐变流水力微分方程，利用数值计算理论及无量纲化原理，将恒定渐变流基本微分方程转换为高精度的可解析积分函数形式，进而得到典型无压长隧洞水面线计算得解析式，利用该解析式可直接算得沿程水深。该解析算法比《水工隧洞设计规范》建议的逐段试算法更简捷，并通过工程算例分析，该新解析法成果精度可靠，方便快捷，完全满足工程实践要求。