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第七章
7.8 明渠流沿程阻力与水头损失
主讲人：史宝成
长江大学
引 入
⚫ 工程中除采用管道输送流体外，也经常通过明渠输送流体，例如输水渠、排水渠和运河等。
输水渠 排水渠 运 河
7.8 明渠流沿程阻力与水头损失
7.8.1 明渠流概述
7.8.2 明渠均匀流动
7.8.3 明渠均匀流的水力计算
7.8.1 明渠流概述
明渠流
⚫ 定义：一种重力作用下的自由表面流。
⚫ 特点：
✓ 自由表面上各点受当地大气压的作用，其相对压强
为零，所以又称无压流。
✓ 主要动力是重力。
✓ 液面不受约束，局部边界变化沿流程影响很大。
7.8.1明渠流概述
横断面
⚫ 定义：垂直于渠道中心线的竖直面与渠底及渠壁的交线构成的断面，即与渠壁接触的
过水断面。
⚫ 断面形状：矩形、梯形 BB
⚫ 梯形断面:
——边坡角
A ——断面面积 h
m ——边坡系数，m=cot A 1 h AA
aa
b ——底宽 m
b
B ——水面宽 bb
h ——水深
矩形断面 梯形断面
常见的过水断面的水力要素
7.8.1明渠流概述
⚫ 渠道分类：棱柱体渠道、非棱柱体渠道
✓ 棱柱体渠道：横断面形状和尺寸沿程不发生改变的长直渠道
✓ 非棱柱体渠道：横断面形状或尺寸沿程发生变化的渠道
棱柱体渠道 非棱柱体渠道
7.8.1明渠流概述
底坡
⚫ 底坡线：明渠的纵剖面与渠底面的交线。
⚫ 水面线：纵剖面与水面的交线。 水面线
⚫ 底坡角：底坡线与水平线的夹角。 底坡线
l
∇ 1 水面线
△z
θ ∇2 水平线
lx 底坡线
7.8.1明渠流概述
底坡
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