西北农林科技大学：《水力学》课程教学课件（打印版）第七章 明渠非均匀流 Steady non-uniform Open flow

Hydraulics 水力学 第七章明渠恒定非均匀流 Steady non-uniform Open flow 吕宏兴

第七章 明渠恒定非均匀流 本章学习要点： ,理解明渠水流的三种流态： >理解断面比能公式及掌握临界水深的计算公式： >理解临界底坡、缓坡与陡坡： >理解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程： ,掌握棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析： >理解明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算

§7.1概述 明渠中由于渠道横断面的几何形状或尺 寸，粗糙度或底坡沿程改变，或在明渠 中修建人工建筑物（闸，桥梁、涵洞）等 都会改变水流均匀状态，造成水深等水 力要素沿程改变，从而产生非均匀流动。 人工渠道的弯道、渐变段或天然河道中 的水流大多数都属于非均匀流

明渠均匀流与非均匀流 均匀流 加速运动 均速运动 加速运动 E卡G 充分长直的棱柱体顺坡(>0)明渠 非均匀流 非均匀流 产生均匀流时：G,=F 产生非均匀流时：G,≠F

产生明渠均匀流的诸多条件中只要有一个条件不满 足，明渠上将产生非均匀流动。 明渠非均匀流的特点是明渠的底坡线、水面线、总 水头线彼此不平行，J≠J,≠i。水深沿程变化。 总水头线 水面线 明渠非均匀流分为：明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流。 主要研究的任务：就是分析水面线的变化及其计算，以便确 定明渠边墙高度，以及回水淹没的范围等。 为了区别，将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h表示。 非均匀流的水深以h表示

Hydraulic drop

Hydraulic drop

Hydraulic jump

壅水曲线 大坝 桥 降水曲线

闸门 水跃 雍水曲线 降水 水跌 → 跌坎