(26.1)--第20讲明渠恒定均匀流.pdf

水力学知识点解析水力学知识点解析明渠恒定均匀流明渠恒定均匀流1.1.明渠明渠均匀流的特性均匀流的特性（1）过水断面的形状和尺寸、断面平均流速、流量和水深沿程不变。（2）总水头线、测压管水头线（水面坡度）和渠底线互相平行，即：pJJi列（1）-（2）能量方程得：i0h2/2gh2/2gJJPi（1）（2）lzP1=不变=2.2.明渠明渠均匀流的形成条件均匀流的形成条件（1）水流应为恒定流水流应为恒定流。因为在明渠非恒定流中必然伴随着波浪的产生，流线不可能是平行直线。（2）流量应沿程不变流量应沿程不变，即无支流的汇入和分出。（3）渠道必须是长直的棱柱体顺坡明渠，粗糙系数沿程不变渠道必须是长直的棱柱体顺坡明渠，粗糙系数沿程不变。（4）渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰。3.3.明渠明渠均匀流的水力计算均匀流的水力计算式中：R水力半径（m），R=A/P；C谢才系数（m1/2/s）；v000000QAA CR iKiK0明渠均匀流的流量模数；KA CR0000A0相应于明渠均匀流正常水深时的过水断面面积。J水力坡度；vvQAC RJC Ri谢才公式：连续性方程：P过水断面湿周；基本基本公式公式谢才公式的局限性谢才公式提出至今两百多年，使用的范围大多数都是河道、明渠水流的相关计算，由于公式中的相关数据的确定并不精确，使得相应的计算结果与实际存在-定的误差，适用范围具有一定的局限性。思政拓展：辩证看待科学发展（1 1）梯形梯形过水断面渠道的水力最佳断面过水断面渠道的水力最佳断面Ah bmh()1:mh1mbBmhmm2bh21mm()()梯形水力最优断面的宽深比值为m结论结论：1）梯形水力最优断面的宽深比仅是边坡系数m的函数。2）在任何边坡系数的情况下，水力最优梯形断面的水力半径R为水深h的一半。m对于水力最优断面有：=0，=0=(+)+=+=+（2 2）矩形矩形断面的水力最优断面断面的水力最优断面注意注意：1）水力最优断面是一种窄深式渠道（当m1时，m1），只是水力条件最优。在工程应用上，还应综合考虑施工，经济方面的条件。例如：对于梯形渠道，当m=2时，m=0.472，即b=0.472h，底宽不到水深的一半。2）一般地，水力最优断面应用于一些小型的排水渠或小型的灌溉渠道中。即 矩形渠道水力最优断面的底宽是水深的两倍。，即mbhRh222矩形断面，有m=0，则：