水面曲线分析((定)

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1、6.6棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析依据：棱柱体明渠恒定非均匀渐变流微分方程：一、定性分析的前提、依据：1.长直的棱柱体明渠，且糙率n沿程不变；2.水流为恒定流，流量Q沿程不变；前提:1.明渠非均匀渐变流水力现象类型壅水：降水：(dh/ds)>0，水深沿程逐渐增加(dh/ds)<0，水深沿程逐渐减小前面相关内容回顾2132.明渠底坡类型顺坡平坡逆坡缓坡临界坡陡坡3.明渠水流状态的判别水流状态判别指标缓流临界流急流FrFr<1Fr=1Fr>1hkh>hkh=hkhikVwVVwdEs/

2、dhdEs/dh>0dEs/dh=0dEs/dh<0二、棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线类型：N-N线:正常水深(h0)线K-K线:临界水深(hK)线1.渐变流水面曲线的分区a区:在N-N线和K-K线之上的区域b区:在N-N线和K-K线之间的区域c区:在N-N线和K-K线之下的区域2.渐变流水面曲线的底坡类型1——缓坡2——陡坡3——临界坡0——平坡’——逆坡棱柱体明渠恒定渐变流水面曲线的十二种类型缓坡—1陡坡—2平坡—0临界坡—3逆坡—’三、以缓坡明渠为例，定性分析水面曲线变化规律a1：壅水曲线上游端，水面线以N-N线为渐近线；下游端，即水面线

3、是水平线。b1：降水曲线上游端，水面线以N-N线为渐近线；下游端，有与K-K线正交的趋势。c1：壅水曲线上游端水深最小，受来流条件控制。下游端，有与K-K线正交的趋势。棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的型式思考题：棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的分区方法。欢迎大家提问！四、底坡改变处恒定非均匀流水面曲线的定性分析2、用铅垂线将渠道分段，绘出渠道各段临界水深K-K线和正常水深N-N线，将渠道流动空间分区；3、选择已知水深的断面作为控制断面；4、由控制断面处的已知水深确定所在流区的水面线型式，并标明水面线类型。1、首先看渠道、水流是否满足定性分

4、析的前提条件；【例6.4】试讨论分析如图所示两段断面尺寸及糙率均相同的长直棱柱体明渠，由于底坡变化所引起渠中恒定非均匀流水面线的变化形式。已知上游及下游渠道底坡均为缓坡，且i2>i1。定性分析基本步骤：补充：五、棱柱体明渠恒定渐变流12种水面曲线的共同特点1.所有位于a区和c区的水面线都是壅水曲线，所有位于b区的水面曲线都是降水曲线。2.除了a3及C3外的其它水面曲线，当水深h趋近于h0时，水面曲线以N-N为渐近线;当水深h趋近于hk时，水面曲线趋向于与k-k线正交。当水深趋于无穷大时，水面线渐趋水平．4.当渠道足够长时，在距非均匀流足够远处，水流将

5、形成均匀流，水深即为h0，水面线为Ｎ－Ｎ线．3.对于a3及C3两种水面曲线，当水深h趋近于h0即hk时，水面线渐趋水平．补充：六、棱柱形变坡渠道水面曲线的衔接要点１.凡是由缓流向急流过渡以跌水相接；２.凡是由急流向缓流过渡以水跃相接；３.缓流至缓流，在上游段完成水面曲线过渡，下游段Ｎ－Ｎ线即水面线；４.急流至急流，在下游段完成水面曲线过渡，上游段Ｎ－Ｎ线即水面线；