6、第六章明渠恒定均匀流.pptVIP

（3）防止泥沙淤积 * * §6-1 概述 一、明渠水流（无压流） 1、明渠水流：具有显露在大气中并且可以自由变动的自由水面，水面压强一般为大气压，其相对压强为零，大多是露天开敞式的。 第六章 明渠恒定均匀流 （1） 明渠水流根据其空间点上运动要素是否随时间变化，可分为恒定流和非恒定流； （2）根据其运动要素是否随流程变化，可分为均匀流与非均匀流。 2、明渠水流的分类 二、明渠的几何性质 （一）明渠的横断面 1、天然河道的横断面，见图6-3a 3、棱柱形渠道和非棱柱形渠道 2、人工渠道的横断面，见图6-3b、c、d、e 棱柱形渠道：断面形状、尺寸及底坡沿程不变，同时又无弯曲的渠道。 非棱柱形渠道：断面形状、尺寸或底坡改变的渠道。 （二）、明渠的底坡 渠底与纵剖面的交线称为渠底线，常用符号i来表示。 在工程中明渠底坡可能有三种情况： ，称为正坡（或顺坡）； ，称为平坡； ，称为负坡（或逆坡） 一、明渠均匀流的基本特征 §6-2明渠均匀流的基本特征和产生条件 1、水深、断面平均速度和流速分布等都沿程不变，其流线为一组与渠底线平行的直线。 2、总水头线、测压管水头线和渠底线互相平行。 3、水流重力沿流向分量与水流所受的边壁阻力相平衡 二、明渠均匀流的产生条件 1、水流必须为恒定流； 2、流量应沿程保持不变，并且没有水流的汇入或分出； 3、渠道应是底坡沿程不变的、长而直的正坡棱柱体渠道； 4、渠道中不应有任何改变水流阻力的因素 。 一、明渠均匀流的基本公式 §6-3 明渠均匀流的水力计算 式中，K为流量模数，m3/s 2、计算渠道的底坡 1、校核渠道的过水能力和流速 3、计算渠道的糙率 二、明渠均匀流的计算类型 4、计算渠道的断面尺寸 §6-3明渠均匀流水力计算中的几个问题 一、水力最佳断面与实用经济断面 当明渠的流量、底坡及糙率一定时，设计的过水断面面积最小，以减少土石方开挖量和造价； 或者在一定的过水断面面积、底坡及糙率的情况下，具有使渠道通过的流量最大的断面形状和尺寸。水力学中把满足以上条件的断面称为水力最佳断面。 当面积、底坡及糙率为定值时，要使流量最大，则必须水力半径最大，也就是湿周最小。 在过水断面面积相等情况下，半圆形明渠是水力最佳断面。 下面对土质渠道常用的梯形断面，讨论其水力最佳条件。 梯形断面水力最佳条件 ： 已知 则 梯形水力最佳断面的宽深比条件： 上式表明： 梯形水力最佳断面的宽深比仅与边坡系数有关。 梯形水力最佳断面的水力半径均等于水深的一半。 对于矩形断面， 水力最佳断面不一定是渠道的实用经济断面。 表6-5表明：当 ，这是一种底宽较小，水深较大的窄深式断面。 设计渠道断面时，要从经济和技术方面来考虑，既要考虑水力的最佳断面，但又不能完全受此条件约束。 三、渠道的允许流速 保证渠道按设计要求正常工作的限值流速，称为允许流速。 （2）防止结冰 流速应大于0.6m/s。 1．渠道中流速应小于不冲允许流速； 岩质渠道的不冲流速，表6-6； 土质渠道的不冲流速，表6-7。 2. 渠道中流速应大于不淤允许流速。 （1）避免水草滋生 流速应大于0.5m/s。