二人工渠槽水面曲线计算

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1、作业：13-28,13-29,13-30（不要求）明渠均匀流与非均匀渐变流第五讲.第一章.内容提要人工渠槽水面线计算天然河道水面线计算(不讲)水面线实例分析与讨论第一章总结、习题讨论均匀流流速分布规律（不讲）第六节明槽水面曲线计算二人工渠槽水面曲线计算1.基本方程：不计dhj人工槽天然河道漫滩河谷二.人工渠槽水面曲线计算1基本方程的差分形式2.分段的原则：①水面变化比较大时（如降水曲线），分段可短些；水面变化比较缓时（如壅水曲线），分段可长些。②在变断面处，在i、n变化处都应作为分段点。在所分的流段内断面形状尺寸n、i值大小都应变化不大；③根据工程对精度

2、的需要，决定分段的疏密，要求高者，分段短些，反之可长些。基本方程比能差分差分方程：若两端比能已知，可以得出距离①已知两断面水深hu和hd,求其间距离ΔS。3.人工渠槽水面曲线计算问题的类型②已知hu或hd和ΔS，求水深（hu或hd）直接用公式列表计算总距离列表计算流量和断面形状已知huudhd未知hu已知假定hd1假定hd2假定hdi………………………如果棱柱型明槽其与S无关，在i、n不变条件下，不必试算；剩下最后一段△s时用方法②,计算水深或;二.人工渠槽水面曲线计算棱柱型明槽中水面曲线计算技巧首先假定另一端的水深（或）用直接求出所设水深的位置S不能，

3、因为讨论：计算非棱柱型明槽中的水面线时能否用上法4.人工渠槽水面线计算的步骤①定性分析水面线的变化：二人工渠槽水面曲线计算根据底坡性质，判断水面线的型式画出N—N,C—C线，分成三个区，判断为壅水曲线还是降水曲线确定控制断面与控制水深根据急流或缓流，定性分析水面线起点的控制水深分析水面线趋势及两端极限情况。4.人工渠槽水面线计算的步骤②选择控制断面,作为分段计算水面线的起始断面急流：控制断面B在上游，由上游→下游计算。缓流：控制断面B在下游，由下游→上游计算。③分清人工渠槽水流的流态；④在上述基础上，按照分段原则进行分段试算。例13－5cccExcelP

4、48bhm=0.5缓流急流413NN30m125m455661322hchc=3.17mh2=3.17m小结—人工渠槽水面线计算①已知两断面水深hu和hd,求其间距离ΔS。问题的类型②已知hu或hd和ΔS，求hu或hd，需列表计算直接用公式：计算的步骤①定性分析水面线的变化：根据底坡性质，判断水面线的形式画出N—N,C—C线，分成三个区，分析可能出现的水面线形式；确定控制断面与控制水深；根据急流或缓流，定性分析水面线起点的控制断面；分析水面线趋势及两端极限情况。小结—人工渠槽水面线计算计算的步骤小结—人工渠槽水面线计算②选择控制断面,作为分段计算水面线的

5、起始断面；急流：控制断面B在上游，由上游→下游计算。缓流：控制断面B在下游，由下游→上游计算。③分清人工渠槽水流的流态；④在上述基础上，按照分段原则进行分段试算。GOTO191.天然河道水面线计算基本方程改写为差分方程天然河道水面线计算（不讲）其中将上游断面量和下游断面量分离天然河道水面线计算公式中Jf、K为该段的上下游断面的平均值。①水深、断面面积线性变化，微分方程化成差分方程；②分段时每段均视为均匀流，沿程损失项（△hf）用均匀流公式计算；2应用分段计算法近似计算水面线②渐扩段③突扩段天然河道水面线计算③计算天然河道水面线时，局部损失不能忽略①渐缩段

6、局部损失系数3分段的原则:天然河道水面线计算河道顺直，宽窄b差别不大；断面、n、i变化不大；所分流段Q不变；在断面、n、i有支流q汇入或分出q之处,要作为分界点；汇入、分出的支流量置于分段外,保证段内Q不变；山区河段，坡陡，分段短些；平原河段，坡缓，分段长些；需保护的企业,工矿等对高程有特殊要求的目标要作为分段点。4、天然河道水面线计算的步骤:天然河道水面线计算ExcelP51收集地形,地质,水文资料；绘制分段的河道剖面图及A-h,R-h图备用；定性分析,控制断面；RhhA断面－1断面－2断面－3断面－1断面－2断面－3hAhR三峡库区河道示意图天然河道

7、水面曲线计算工程实例坝址河道高程约65m三峡坝址万县涪陵重庆天然水位蓄水后的水面线坝址水位135m第一章总结流态判断恒定非均匀渐变流的基本方程水面线变化分析水面曲线计算弗劳德数、微波波速急流、缓流、临界流谢才公式断面比能(E)临界水深（E最小）1流态判断棱柱形渠槽水深沿程变化方程第一章总结2.恒定非均匀渐变流的基本方程人工渠槽断面单位能量沿程变化方程天然河道水位沿程变化方程第一章总结3.水面线变化分析由底坡判断水面曲线的形式由N-N,C-C线将空间分成3个区:（1）（3）壅水，（2）区降水水面线与N-N线渐近，与C-C线垂直急流控制水深在上游，缓流控制

8、水深在下游急流到缓流过渡—水跃临界、远驱、淹没水跃缓流到急流，通过临界水深第一章