北京建筑工程学院水力学第10章.pdf

第十章 明渠流 明渠流基本概念 棱柱渠道与非棱柱渠道： 断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道是棱 柱渠道,否则是非棱柱. 渠道断面： 规则断面与不规则断面 底坡： 顺坡 逆坡 平坡 tgθ ≈sinθ 顺坡 平坡 逆坡 §10－1恒定明渠均匀流 一、恒定明渠均匀流的特性与其发生条件 特性：水深，断面平均流速，断面速度分布沿程都 不变。 J ＝J ＝i Z 发生条件： 1、恒定，2、流量沿程不变， 3、长直棱柱顺坡，4、粗糙系数不变， 5、无局部干扰（局部损失），6、远离进口 二、明渠均匀流基本公式－谢齐公式 v C RJ C Ri Q Av AC Ri Q CA RJ K J K i K 称为流量模数，是单位 K CA R 底坡的流量。 其中C称为谢才系数， 1 1/ 6 通常用曼宁公式计算 C R n 三、明渠的水力最优断面和允许流速 1、梯形断面的几何要素 水面宽 B 渠底宽b 边坡系数m 水深h 断面面积A 水力半径R m ctgα 水面宽 B＝b＋2mh 过水断面积 A＝（b＋mh）h 2 湿周 χ＝b＋2h 1+m A 水力半径 R＝ χ 2、水力最优断面 当断面面积A ，粗糙系数n及渠底坡度i一定时，使流 量Q达到最大值的断面称为水力最优断面 或者流量Q、粗糙系数n及渠底坡度i一定时，使断面 面积A达到最小值的断面称为水力最优断面 水力最优断面 ⎛1 1/ 6 ⎞ i1/ 2 5/ 3 −2/ 3 Q AC Ri A⎜ R ⎟ Ri