第六章-1水力学.pdf

第六章 明渠恒定流 §6-1 概述 天然河道、人工渠道统称为明渠。明渠中流动的 液体称为明渠水流。明渠是一种具有自由表面液流的 渠道。 当液体通过明渠流动时，形成与大气相接触的自 由水面，表面各点压强均为大气压强，相对压强为 零，所以明渠水流为无压流。水流是直接依靠重力作 用而产生的，因此又称重力流。 明渠流动各运动要素不随时间变化则为明渠恒定 流，否则为明渠非恒定流。 1.明渠的横断面 垂直于渠道中心线作铅垂 面与渠底及渠壁的交线称 为明渠的横断面。 B 水深 1 滩地 h m 主槽 底宽 α 边坡系数 b 梯形断面 矩形断面 河道断面 反映断面的形状特征值称为断面水力要素。 水面宽 B b =+2mh 过水断面面积 A (b +mh)h 2 R A (b +mh)h 湿周 χ b =+2h 1 +m 水力半径 2 χ b +2h 1 +m 1.明渠的横断面 1 2 3 3 断面形状、尺寸及底坡沿程不变， 2 1 的长直渠道，称为棱柱形渠道。其 棱柱体 非棱柱体 棱柱体 过水断面面积只随水深变化，与流 程无关。 断面形状或尺寸沿程改变的渠道， 1—1 2—2 3—3 称为非棱柱形渠道。其过水断面不 仅是水深的函数，还是水流流程的 函数 2.明渠的底坡 明渠渠底纵向（沿水流方 向）倾斜的程度称为底坡。以i 表示。 i等于渠底线与水平线夹角θ的正弦。 水面线 底坡线 底坡线 Δz i sin θ tan θ ≈ θ l 2.明渠的底坡 水面线 顺坡（或正坡）明渠