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四、底坡改变处恒定非均匀流水面曲线的定性分析 补充：六、棱柱形变坡渠道水面曲线的衔接要点 １.凡是由缓流向急流过渡以跌水相接； ２.凡是由急流向缓流过渡以水跃相接； ３.缓流至缓流，在上游段完成水面曲线过渡，下游段Ｎ－Ｎ线即水面线； ４.急流至急流，在下游段完成水面曲线过渡，上游段Ｎ－Ｎ线即水面线； * * 6.6 棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析 依据：棱柱体明渠恒定非均匀渐变流微分方程： 一、定性分析的前提、依据： 1.长直的棱柱体明渠，且糙率n沿程不变； 2.水流为恒定流，流量Q沿程不变； 前提: 1.明渠非均匀渐变流水力现象类型 壅水： 降水： (dh/ds)0 ，水深沿程逐渐增加 (dh/ds)0 ，水深沿程逐渐减小 前面相关内容回顾 2 1 3 2.明渠底坡类型 顺坡 平坡 逆坡 缓坡 临界坡 陡坡 3.明渠水流状态的判别 dEs/dh0 dEs/dh= 0 dEs/dh0 dEs/dh VVw V=Vw VVw Vw iik i=ik iik ik（均匀流） hhk h=hk hhk hk Fr1 Fr=1 Fr1 Fr 急流 临界流 缓流 水流状态 判别指标 二、棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线类型： N-N线:正常水深(h0)线 K-K线:临界水深(hK)线 1.渐变流水面曲线的分区 a区:在N-N线和K-K线之上的区域 b区:在N-N线和K-K线之间的区域 c区:在N-N线和K-K线之下的区域 2.渐变流水面曲线的底坡类型 1——缓坡 2——陡坡 3——临界坡 0——平坡 ’——逆坡 棱柱体明渠恒定渐变流水面曲线的十二种类型 缓坡—1 陡坡—2 平坡—0 临界坡—3 逆坡— ’ 三、以缓坡明渠为例，定性分析水面曲线变化规律 ?a1： 壅水曲线 上游端 ，水面线以N-N线为渐近线； 下游端 ，即水面线是水平线。 ?b1： 降水曲线 上游端 ，水面线以N-N线为渐近线； 下游端 ， 有与K-K线正交的趋势。 ?c1： 壅水曲线 上游端水深最小，受来流条件控制。 下游端 ， 有与K-K线正交的趋势。 棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的型式 思考题： 棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的分区方法。 欢迎大家提问！ 2、用铅垂线将渠道分段，绘出渠道各段临界水深K-K线和正常水深N-N线，将渠道流动空间分区； 3、选择已知水深的断面作为控制断面； 4、由控制断面处的已知水深确定所在流区的水面线型 式，并标明水面线类型。 1、首先看渠道、水流是否满足定性分析的前提条件； 【例6.4】 试讨论分析如图所示两段断面尺寸及糙率均相同的长直棱柱体明渠，由于底坡变化所引起渠中恒定非均匀流水面线的变化形式。已知上游及下游渠道底坡均为缓坡，且i2i1。 定性分析基本步骤： 补充： 五、棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的共同特点 1.所有位于a区和c区的水面线都是壅水曲线，所有位于b区的水面曲线都是降水曲线。 2.除了a3及C3外的其它水面曲线，当水深h趋近于h0时，水面曲线以N-N为渐近线;当水深h趋近于hk时，水面曲线趋向于与k-k线正交。当水深趋于无穷大时，水面线渐趋水平． 4.当渠道足够长时，在距非均匀流足够远处，水流将形成均匀流，水深即为h0，水面线为Ｎ－Ｎ线． 3. 对于a3及C3两种水面曲线，当水深h趋近于h0 即hk时，水面线渐趋水平．