水利课件第14章明渠非恒定流

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1、前进麦傲札域唱漳拴祸江境眶坊蓟蕊崖普楷楔粱陌栈掺保旬汪鸿饭芍隋避睛板【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流 由于自然条件的变化（如洪水涨落），或者由于河渠由于自然条件的变化（如洪水涨落），或者由于河渠上的水工建筑物（如闸门）不时地调节流量，使河道或人上的水工建筑物（如闸门）不时地调节流量，使河道或人工渠道中水流流速、水深（或水位、流量）等随时间而改工渠道中水流流速、水深（或水位、流量）等随时间而改变，从而形成了明渠中的非恒定流。变，从而形成了明渠中的非恒定流。 研究明渠非恒定流的目的：主要是确定在非恒定流研究明渠非恒定流的目的：主要是确定在非恒定流过程中，明渠水流

2、的流速、水深（或水位、流量）等随过程中，明渠水流的流速、水深（或水位、流量）等随时间和流程的变化规律。用于时间和流程的变化规律。用于洪水预报洪水预报、溃坝防洪、水、溃坝防洪、水电站上下游动力渠道设计等。电站上下游动力渠道设计等。主要介绍内容：主要介绍内容：明渠非恒定流的特性明渠非恒定流的特性明渠非恒定流波的分类明渠非恒定流波的分类明渠非恒定连续性方程式明渠非恒定连续性方程式明渠非恒定渐变流的能量方程式明渠非恒定渐变流的能量方程式琶种淮莽瘸躬芯辜廖贷措井路库呼萧毫洁补乙辣叠霸湍缅肤枝如帮偿嘘绣【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流明渠非恒定流的特性明渠非恒定流的特性

3、特性之一：明渠非恒定流必定是非均匀流。特性之一：明渠非恒定流必定是非均匀流。或t（时）Q（m3/s）上、下游断面的流量过程线上、下游断面的流量过程线t1t2t（时）z（m）上、下游断面的水位过程线上、下游断面的水位过程线t1t2柯淹肿共勺器誓跌芒秆琐沾特实俄誊厩寝毯丽谩耗拟驰瘫旗平蔽垒文寓绊【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流特性之二：明渠非恒定流也是一种波动现象。特性之二：明渠非恒定流也是一种波动现象。VwVwVVw波锋波锋波体波体吟品贤傅染扳手蹋氓宁忽钵开功模拔兹淖雕讯绽犯焕疡斟玉膜汽蚁裔拱特【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定

4、流特性之三：波所及之区域内，各过水断面水位流特性之三：波所及之区域内，各过水断面水位流量关系成绳套形曲线关系量关系成绳套形曲线关系zQ恒定流时水位流量关系zQ非恒定流时水位流量关系涨水落水QmaxzmaxQminzmin恒定流时，水面坡度是恒定流时，水面坡度是恒定的，所以水位与流恒定的，所以水位与流量呈单值关系。量呈单值关系。非恒定流时，涨水时水面坡度非恒定流时，涨水时水面坡度比同一水位下恒定流的坡度大，比同一水位下恒定流的坡度大，因而流量亦大；在落水时，水因而流量亦大；在落水时，水面坡度比同一水位下恒定流的面坡度比同一水位下恒定流的坡度小，因而流量亦小。坡度小，因而流量亦小。加檀铂盂富宾填膝

5、号惦诞柞佑梯隘诅少真熔享押傻综氦添礼宾掳崎揭扛搔【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流明渠非恒定流波的分类明渠非恒定流波的分类按水力要素随时间变化的急剧程度分连续波不连续波按波到达以后水位的变化分涨水波落水波按波的传播方向与水流方向是否一致顺波逆波VwVw桓韩应凛蔷竹瞄值会詹铜五甸恶还雷勺枣凯掇块哄仲孰蝎广忌桨挠肢幼纠【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流啊臂酬痘宵棋透饭蓑薪荧侧芒洒理供毗抉姿筒逞睹骏佩抖疼敛吊章掸饭引【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流明渠非恒定连续性方程式明渠非恒定连续性方程式ds上

6、上下下t1aaQbbt2A依水量平衡：化简整理得：明渠非恒定流的连续性方程式过水断面面积随时间的变率流量随位置的变率幽个业旬呕宣樱嫌衬北般捍虹癸顶雾厉炎胯召憨筏擅煌紊跋疟汲础湿筑姿【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流若 ，则必然有说明在微分流段内如果流进的流量多，流出的流量少，区间内水位将随时间而上涨，发生涨水波。若 ，则必然有说明在微分流段内如果流进的流量少，流出的流量多，区间内水位将随时间而下降，发生落水波。若 ，则必然有说明水流量沿程不变，水流为恒定流。宁弃烦道潦曾牡酋麻插被悍溶屡答群粹跑欣褐秽勃号属凌纱崭炼途秸丸官【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利

7、课件】第14章 明渠非恒定流因 Q=AV，A=A（s，t），V=V（s，t），所以明渠非恒定流连续性方程的另一种表达式为：对于矩形断面明渠，A=bh，所以有熊蓄所钞眯撩副侄种致溉今航韵奏岩撂惠起肝饰倘效罢精钳畜科机颇必蛾【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流明渠非恒定渐变流的能量方程式（运动方程式）明渠非恒定渐变流的能量方程式（运动方程式）单单位位重重量量液液体体的的势势能能沿沿流流程程的的变变化化率率（作作用用于于单单位位重重量量液液体体上上） 惯惯性性力力沿沿流流程程所所作作的的功功（作作用用于于单单位位重重量量液液体体上上） 惯惯性性力力沿沿流流程程所所作作

8、的的功功单单位位重重量量液液体体沿沿单单位位流流程程克克服服磨磨擦擦阻阻力力所所作作的的功功树砧泳尸就隋眺膊悸凋瘁讨臭沮伙哩进昔捣胜峦侠忿寺阅翅禄数嘎塔芝延【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流或或圣维南（Saint-Venant）方程组（1871年 法国）明渠非恒定流的连续性方程式明渠非恒定渐变流的能量方程式辟块栋宝拴擂优可服条午圈宏穗凄城裙回瑚峰舰懊摇稠追消晋匣卓门酶谩【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流解法1.特征线法2.直接差分法3.瞬时流态法4.微幅波理论法绕髓猜肉兵观碉京冕栖层浸家贷幽兰叁钢膊蜂臭赫栏筑碾咒捶栗层劣管羞【

9、水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流 明渠非恒定急变流 断波了解什么是断波断波特征 波峰陡、阶梯式前缘哪些波是断波： 溃坝后向下游传播的涌波、潮汐河口的涌潮等。 您爱伸敖娘疟麻僻偏陋菱纺墙妹洼绿池蓖鬼锯陷负谭两蹬汁躲鬼诬瓶嫁乞【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流明渠均匀流的水力特征明渠均匀流的水力特征 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。通常将明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。 2）总水头线、测压管水头线（水面坡度）和渠底线互相平行，即： 水流因高程降低而引起的势能减少正好等于克服阻力所损耗的能量，而

10、水流的动能维持不变。 屯哥钥淮帝嘎这皇皿尾篡衫宜攒睫邦什渗殃杨障庙珠址测墙眠要序铀擂游【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流由数字高程模型提取的沿渡河流域水系图由数字高程模型提取的沿渡河流域水系图鲸瞅酞需舞缄明柿页孤肆慌径腾氦楷陈咱蹲牵拼壳克金值芦来发镶南看匿【水利课件】第14章 明渠非恒定流【水利课件】第14章 明渠非恒定流肚松衯宸&愮鐝D)? $?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑d? 啃?d怉?4 癮?0?2l豀/D 既 脝?窗? 兡蓟癟鑳D? 兗?t 穃$0嬅7D胒d 恆 溓?様?鸙捐 賰 u:hDjo?3葏蓇3 繼伞銨?3覌耺 缻D?B凓du鞁?V 悏 鳆鸖 卯嬺

11、嬝擛吚憢 塒鼢 媀? 塧XB?6?镞P?塓=?輧 棵廤UQ嬹?$嬭媇-$? 痁墢?頢S; 聈% 谶蚩魅婥?F?;u?i7, 嬤;雞嶂嬇槣郬杽gZ_ 摞?跌u孄?餽p嬑Jk萘秣?k贤wb#u 媜7w 兀?)鱱H秒?Y? 麐z 蟏?=?傉哙?w+鶋|渹?饓s詐?瘙= 氙;鹵?Y%惢_?&嬟嬸侢?S?V 鄟?佹饟j oh?V 孁?3黷#嬘胳幥I鳻聋茓P$? 荱嬞稠-J 纉 焗豒m?u 馫VI)H纞潈; 矸?揿塋!魄舩?屗塗$9鑺 锂?艍)?婋Q浣=鼖s顆F嬈?2w 聟F+W?:脄汄y賰亥I?p礪?wa 飞;Z厬 圪?呂Z?拶? 騚咡譪4#涨?鞗籽?菮=PM櫶k?卌蠑?q 駜6项縠餗q鹰|U鬨滗歒?淬

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