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第十章 明渠流 §10—0 明渠流相关概念 10-0 明渠流相关概念 (2)按渠道横断面形状的不同 (3)按渠道底坡的不同 §10-1 恒定明渠均匀流 2、形成均匀流必须满足下述条件 10-1-2 明渠均匀流的基本公式?谢齐公式 2、梯形断面的几何计算 10-1-3 明渠的水力最优断面和允许流速 梯形断面的水力最优条件 对于矩形断面来讲，以 m=0 ，得 b=2h ，说明矩形水力最优断面的底宽b为水深h的两倍。 2 渠道的允许流速 10-1-4 明渠均匀流水力计算的基本问题和方法 10-1-4 明渠均匀流水力计算的基本问题和方法 10-1-4 明渠均匀流水力计算的基本问题和方法 2、圆形断面无压均匀流的水力计算 圆形断面无压均匀流水力计算的基本问题和方法——图表计算 A,B计算公式 水力最优 圆形断面无压均匀流水力计算的基本问题和方法——四种类型 3、复式断面明渠均匀流的水力计算 明渠过水断面各部分糙率不同时的水力计算 §l0-2 恒定明渠流的流动型态和若干基本概念 §l0-2 恒定明渠流的流动型态和若干基本概念 10-2-2 从干扰波的传播和能量的观点分析两种流态的实质和判别标准 （2）微波的波速 （3）用波速来判别明渠流的型态 10-2-3 断面单位能量?临界水深?临界底坡 断面单位能量曲线 临界水深（Critical depth） 临界水深计算 (1)梯形断面渠道临界水深的计算方法——试算作图法 由于 (3)圆形断面渠道临界水深的计算方法 3 临界底坡（Critical Slope） 底坡、水面变化曲线 §10-3 恒定明渠流流态转换时的局部水力现象——水跃和跌水 水跃的分区： 10-3-2 水跃方程式 水跃函数随水深的变化关系曲线 4 水跃的能量损失和水跃长度 水跃的形式 水跃的形式 水跃的形式 §10-4 恒定明渠非均匀渐变流动的基本微分方程 上式可写为 §10-5 棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线型式的分析 2、公式分析 非均匀流水深的沿程变化率与渠底坡度有关 底坡、水面变化曲线 3、明渠流的分区 结合渠道按底坡的不同，棱柱体渠道中的恒定非均匀渐变流动共有五种底坡渠道、12个区，每个区中有一条惟一的水面曲线，共有12条水面曲线型式。 10-5-2 各种底坡渠道中水面曲线的分析 (a)水面曲线位于a区。 (b)水面曲线位于b区。 水深沿程递降，为b1型降水曲线。上游端，以N-N线为渐近线；下游端， 水面曲线与k-k线正交，将出现跌水现象。 (2)陡坡渠道（ iicr0） (a)水面曲线位于a区。水深沿程递升，为a2型雍水曲线。上游端, 水面曲线与K-K线正交，将发生水跃；下游端，以水平线为渐近线。 (c)水面曲线位于c区。水深沿程递升，为 c2 型壅水曲线。上游端，起始于某一控制断面水深；下游端， 以N-N线为渐近线。 (3)临界坡渠道（ i=icr0） (a)水面曲线位于a区。水深沿程递升，为a3型雍水曲线。上游端, 水面曲线以水平线为渐近线；下游端，以水平线为渐近线。水面曲线的曲率不显著，几乎是一条水平线。 2、平坡渠道（i=0） (a)水面曲线位于b区。水深沿程递降，为b0型降水曲线。上游端,以水平线为渐近线；下游端, 与K-K线正交，将出现跌水现象。 3、逆坡渠道（i0） (a)水面曲线位于b区。水深沿程递降，为b’型降水曲线。上游端, 以水平线为渐近线；下游端, 与K-K线正交，将出现跌水现象。 10-5-3 水面曲线的特点与分析方法 2、进行水面曲线分析步骤 §10-6　恒定明渠非均匀渐变流水面曲线的计算 思考题 思考题 本章小结 本章小结 1、明渠均匀流的两个水力特征及其四项产生条件。 2、明渠均匀流的基本公式 本章小结 6、明渠恒定非均匀流的基本方程 §10-5 棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线型式的分析 (b)水面曲线位于c区。水深沿程递升，为c’型壅水曲线。上游端，起始于某一控制断面水深(如收缩断面水深)；下游端,与K-K线正交，将出现水跃现象。 在逆坡渠道中修建陡坎后，跌坎上游出现。 逆坡渠道中的闸下出流，当闸门开度小于临界水深时，出现。 §10-5 棱柱体渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线型式的分析 1、水面曲线的特点 (1)所有a型c型水面曲线都是水深沿程递升的壅水曲线，所有b型水面曲线都是水