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1、第七章 水跃考点一 水跃的基本概念1、水跃现象 在明渠中水流由急流过渡到缓流时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水流现象，即在较短的渠 段内水深从小于临界水深急剧的跃到大于临界水深，这种特殊的局部水流现象称为水跃。2、相关概念（1）跃前断面、跃后断面（2）跃前水深、跃后水深、共轭水深（3）跃高、跃长3、.水跃的分类水跃可以按其位置和跃前断面的弗劳德数进行分类。（1）按水跃跃首所处的位置，可以将水跃分为远驱水跃、临界水跃和淹没水跃。其分类标准以坝 址（或闸后收缩断面）处收缩断面水深h的共轭水深h”（即跃后水深）与下游水深h相比较：c c t当h ”h为远驱水跃cth二h为临界水跃cth” h为淹
2、没水跃。ct（2）按跃前断面的弗劳德数 Fr 可以将水跃分为波状水跃、弱水跃、不稳定水跃、稳定水跃和强 水跃。当1 Fr 1.7为波状水跃；当1.7 Fr 2.5为弱水跃；当 2.5 Fr 4.5 为不稳定水跃，也叫颤动水跃；当4.5 Fr 9为强水跃。或当1 Fr 1.7为完全水跃。考点二 棱柱体水平明渠的水跃方程在水平明渠中，水跃的基本方程为Q 2Q 2宜+Ah 二宜+AhgA1 c1 gA2 c 212式中Q为流量；A、A分别表示水跃前、后断面的面积；h、h分别表示水跃前、后断面形心距水1 2c1 c 2面的距离。当明渠断面的形状、尺寸以及渠中的流量一定时，水跃方程的左右两边都是水深的函
3、数。此函数称Q2为水跃函数以符号皿)-莎+ Ahc表示则有J(h)二 J(h”)cc上式表明，在棱柱体水平明渠中，跃前水深h 与跃后水深h ”之间具有相同的水跃函数值，所以也cc叫这两个水深为共轭水深。其中 h 为第一共轭水深， h 为第二共轭水深。 cc考点三 共轭水深的计算1、一般方法对于较复杂的断面，在不易直接求解的情况下，可以采用试算法、迭代法或图解法求解共轭水深。对于任意断面形状的棱柱体明渠和已给的流量，可以假设不同的水深，算出相应的水跃函数J(h)，以水深为纵坐标，以水跃函数J(h)为横坐标，即可绘出水跃函数曲线如图所示。图h11ch由图可以看出，J(h)与h曲线有上下两支，当已知
4、共轭水深之一h(或h”)，以该水深作水平线 cc交曲线一支于M (或N )点，自该点作平行于h轴的直线与J(h)曲线的另一支交于N (或M )点, 此点的水深h”(或h)即为所求的另一共轭水深。cc2、矩形断面棱柱体明渠中水跃共轭水深的计算 对于矩形断面渠道，水跃共轭水深的关系为h 广 I ：1 + 器-1) = T -1)c：1+策-1)=籌(戶不-1)c共轭水深比为8q| -1)=扣1 + 8F2 -1)3、梯形断面棱柱体明渠中水跃共轭水深的计算可以采用试算法、迭代法或图解法求解共轭水深。考点四 棱柱体水平明渠中的水跃长度1、矩形断面水跃长度的经验公式 1)以跃后水深表示L 二 6.1hj
5、c式中，l为水跃长度。上式的适应条件为4.5 Fr h时，水跃跃首前移，发生淹没水跃；当h h。水跃跃首前移，发生淹没水跃；如果 t2降低尾门，下游水深降低，h h ，02 k因为h h，水流为急流；01 k求发生临界水跃所需的第二共轭水深。假设跃后水深发生在两条坡度的转折点，此时跃前水深为h = 0.944m ，则01水流为缓流。水流从急流过渡到缓流必然发生水跃。q 20.944 ，8 x 3.6342(，1 + 8-1) = G-1 +-1) = 1.282m2gh329.8 x 0.94431 1由于h2 h02，所以水跃发生在两个坡度转折点的上游，即为淹没式水跃。 如果i1 = 0.03，则h01竺)3/5 =(空摯)3/5讥.0.03= 0.679m取跃前水深h1= h01 = 0.679m，则跃后水深为h1( i+d2ghi0.6794.-1 + 8-3634229.8 x 0.6793-1) = 1.681m因为h2 化水跃发生在两个坡度转折点的下游即为远驱式水跃。
