怎么判断是不是均匀流(正常水深、临界水深、收缩水深、起始水深、上游水深、下游水深)

Posted 2023-05-26

篇首语：临渊羡鱼，不如退而结网。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了怎么判断是不是均匀流(正常水深、临界水深、收缩水深、起始水深、上游水深、下游水深)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

怎么判断是不是均匀流(正常水深、临界水深、收缩水深、起始水深、上游水深、下游水深)

对于初学者来说，水力学中各种水深的定义容易混淆，取值及计算方法容易出错，故本文对以上问题进行较详细的讲解，希望能帮助到水力学的初学者们。

1、定义

在明渠均匀流中，水深沿程不变，称为正常水深，以表示。

流量及断面形状、尺寸一定的条件下、相应的断面能量最小时的水深，称为临界水深，以表示。

水流因发生纵向收缩出现水深最小的收缩断面，其水深称为收缩断面水深，其值一般均小于临界水深。

计算水面线时通常要确定起始水深的值，缓流时，水面线推求一般是下游往上游推求，起始水深为下游水深，取正常水深；急流时，水面线推求一般是上游往下游推求，起始水深为上游水深，取临界水深。

2、取值及计算

正常水深：根据明渠均匀流基本公式采用试算法计算：对矩形断面。

临界水深:根据一般公式计算采用试算法计算：。对矩形断面。

收缩断面水深计算公式： hc^3-T0*hc^2+α*q^2/ (2*g*φ^2)=0 其中：hc收缩断面水深 (m)，T0消力池底部以上的总水头 (m)，φ流速系数。

起始断面水深的确定：起始断面水深的确定要按实际情况进行，并没有完全通用的方法。起始断面的水深一般为(1) 收缩断面的水深（闸坝下游）(2) 临界水深（明渠跌坎或底坡突变处）(3) 正常水深(4) 水库水面。

起始断面水深的确定因注意以下原则：

①、求水库回水曲线时，都是从坝前水位开始向上游计算，起始水位可以定为水库正常高水位，也可以定为非常洪水位，一般都是合理的，其计算流量也有较大的伸缩余地。计算出的结果，往往都是可用的。

②、由拦河闸前向上游计算时，其闸前水位必须按照过闸水流的边界条件（河宽、闸口宽、闸墩形状、底坎高低、下游相对高程等）计算求得，不能任意假定。由桥墩上游向上计算，与闸前向上游计算大体相同。

③、由河道的某一个没有特殊水力学特征的断面作为起始断面，向上游或者向下游计算时，起始水深的确定，就较为困难。我们往往选用所谓水文测流断面的已知水深，作为起始断面水深。水文测流断面，往往选择在坡降均匀、河道较为笔直、横断面较为规整的地方。可以用多种方法测出水位～流量关系曲线。其中最简便的方法就是用对矩形断面计算出的水位～流量关系曲线。在这个断面上，水位和流量是一一对应的，绝对不能任意假定。