水力学第七章(3)VIP免费

第七章明渠恒定流§7-5棱柱形渠道中渐变流水面曲线的定性分析§7-6明渠渐变流水面曲线的定量计算§7-5棱柱形渠道中渐变流水面曲线的定性分析水面曲线定性分析的理论基础:明渠恒定渐变流的基本微分方程对于正底坡渠道i>0'sfEJidsdh对于平底坡渠道i=0'sfEJdsdh对于反底坡渠道i<0'sfEJidsdhdh/ds取不同值时的几何意义•dh/ds>0时，水深沿程增加，产生雍水曲线;•dh/ds<0时，水深沿程减少，产生降水曲线;•dh/ds→0时，水深趋于正常水深，即水面线与均匀流水面线渐近相切;•dh/ds→+∞时，水深突然增大，即渠中产生水跃;•dh/ds→-∞时，水深突然减小，即渠中产生水跌;•dh/ds→i时，水面线与水平线渐近相切。222221FrKQidhdEKQidsdhs正底坡棱柱形渠道,水深沿程变化的影响因素22220/11kFrFrKKidsdh)/(0220hhfKK)/(22hhfFrFrcrkhhhhifdsdhcr,,0对于一定底坡的棱柱形渠道，水深沿程的变化规律与h0与h之比，临界水深hcr与h之比有关。①N-N线：以正常水深h0绘出的均匀流水面线。②K-K线：以临界水深hk绘出的水面线。•N-N线与K-K线以上的区域为a区；水面曲线的分区•N-N线与K-K线之间的区域为b区；•N-N线与K-K线以下的区域为c区。不同底坡渠道的分区正底坡i>0平底坡i=0反底坡i<0缓坡、陡坡和临界坡能发生均匀流不能发生均匀流不能发生均匀流既有N-N线也有K-K线，除临界坡外均有三个分区没有N-N线有K-K线，有两个分区不同水面曲线依次加脚标1、2、3、0、`以示区别。定性分析水面曲线•根据已知水深h在具体渠道中所处的区，确定水面曲线的类型；•指出dh/ds的极限情况，即水面曲线两端的变化趋势。壅水曲线还是降水曲线，是哪种类型的壅水曲线和哪种类型的降水曲线；缓坡(iicr)上a区的水面曲线0fJi0fiJ在上游产生水跃在下游h0,ffJiJi/1idhdsi水面线与水平线渐近相切0sE1sEcrhh0)(/dsdh陡坡(i>icr)上a区的水面曲线两端的变化趋势b2型降水曲线0fJi0)()(/'sfEJidsdh0hhhcr0hh22220//fJQKiKKicrhh0sE陡坡(i>icr)上b区的水面曲线在上游0hh产生水跌在下游与N-N线渐近相切0sE0sEcrhh0fJi0)(0/dsdh0)(/dsdh0fJi陡坡(i>icr)上b区的水面曲线两端的变化趋势c2型壅水曲线0hhiKiKKQJf22022//0fJi0)()(/'sfEJidsdhcrhh0sEhhhcr0陡坡(i>icr)上c区的水面曲线在上游，始于某一控制水深。在下游0hh0)(0/dsdh0fJi0sE与N-N线渐近相切陡坡(i>icr)上c区的水面曲线两端的变化趋势临界底坡(i=icr)上的水面曲线N-N线与K-K线重合，即没有b区，只有a区和c区，也即只有a3型和c3型水面曲线。a3型曲线的变化规律介于a1和a2之间，c3型曲线的变化规律介于c1和c2之间，即a3和c3曲线只能是两条水平线。平底坡(i=0)上的水面曲...