11第六章明渠恒定非均匀流考点一明渠恒定非均匀流产生的条件及特点1、明渠恒定非均匀流的产生当明渠底坡或粗糙系数沿程变化，或渠道的横断面形状（或尺寸）沿程变化，或在明渠中修建水工建筑物（闸、桥梁、涵洞等）使明渠中的流速和水深发生变化，这些均会在明渠中形成非均匀流。2、非均匀流的特点非均匀流的特点是明渠的底坡、水面线、总水头线彼此互不平行。也就是说，水深和断面平均流速 v 沿程变化，流线间互不平行，水力坡度线、测压管水头线和底坡线彼此间不平行。3、主要任务研究明渠恒定非均匀流的主要任务是：（1）定性分析水面线；（2）定量计算水面线。考点二明渠水流的三种流态及其判别1、明渠水流的三种流态一般明渠水流有三种流态，即缓流、临界流和急流。（1）缓流：当水深较大，流速较小，渠道中有障碍物时将会产生干扰波，这时干扰波既能向上游传播也能向下游传播，这种水流流态称为缓流。（2）急流：当水深较浅，流速较大，渠道中遇障碍物时，同样也产生干扰波，但这种干扰波只能向下游传播，这种水流流态称为急流。（3）临界流：在缓流和急流之间还存在另一种流动，那就是水流流速与干扰波的波速相等，此时干扰波只能向下游传播，这种水流流态称为临界流，临界流的流动形态不稳定。2、明渠水流流态的判断方法（1）微波流速法波速法是只要比较水流的断面平均流速 v 与微波的相对速度 v的大小，就可以判断干扰波是否会w向上游传播，也可以判断水流是属于哪一种流态。当 VV 时，水流为急流，干扰波不能向上游传播w明渠中波速的计算公式为矩形渠道 V=：ghw其他渠道 V=.JgA/B=yghw在断面平均流速为 V的水流中，微波传播的绝对速度 V 应是静水中的相对波速 V 与水流速度的w 绝 w代数和，即v=v 土 v=v 土 ghw 绝 w12式中，微波顺水流方向传播的绝对速度用“+”号，微波逆水流方向传播的绝对速度用“-”号。(2)弗劳德数法水力学中把流速与微波的相对波速的比值称为弗劳德数，以 Fr 表示，即vvvFr==.=(物理意义)vwv'gAABVgh显然，对临界流来说，v=v，弗劳德数恰好等于 1,因此可以用弗劳德数来判别明渠水流的流态，即 wFr<1，水流为缓流Fr=1，水流为临界流Fr>1，水流为急流(3) 断面比能法以过明渠断面最低点的水平面为基准面，该断面上单位重量水体具有的总能量定义为断面比能，用 E 表示，即sE=h+av2/(2g)=h+aQ2/(2gA...
