二人工渠槽水面曲线计算课件

1、作业：13-28, 13-29, 13-30（不要求）明渠均匀流与非均匀渐变流第五讲. 第一章 .内容提要 人工渠槽水面线计算 天然河道水面线计算(不讲) 水面线实例分析与讨论 第一章 总结、习题讨论 均匀流流速分布规律（不讲）第六节 明槽水面曲线计算二 人工渠槽水面曲线计算 1. 基本方程：不计 dhj 人 工 槽天然河道漫滩河谷 二. 人工渠槽水面曲线计算1 基本方程的差分形式2.分段的原则： 水面变化比较大时（如降水曲线），分段可短些；水面变化比较缓时（如壅水曲线），分段可长些。 在变断面处，在i、n变化处都应作为分段点。在所分的流段内断面形状尺寸n、i值大小都应变化不大； 根据工程对精

2、度的需要，决定分段的疏密，要求高者，分段短些，反之可长些。基本方程比能差分差分方程：若两端比能已知，可以得出距离列表计算流量和断面形状已知huudhd 未知hu 已知假定hd1假定hd2假定hdi 如果棱柱型明槽其 与S无关，在i、n不变条件下，不必试算； 剩下最后一段s时用方法,计算水深 或 ;二. 人工渠槽水面曲线计算棱柱型明槽中水面曲线计算技巧首先假定另一端的水深 （或 ）用 直接求出所设水深的位置 S不能，因为讨论：计算非棱柱型明槽中的水面线时能否用上法4. 人工渠槽水面线计算的步骤 选择控制断面,作为分段计算水面线的起始断面急流：控制断面B在上游， 由上游 下游计算。缓流：控制断面B

3、在下游， 由下游 上游计算。 分清人工渠槽水流的流态； 在上述基础上，按照分段原则进行分段试算。例 135 cccExcel P48 bhm=0.5缓流急流413NN30m125m455661322hchc=3.17mh2=3.17m小结人工渠槽水面线计算 已知两断面水深hu 和hd ,求其间距离S。问题的类型 已知 hu 或 hd 和S，求hu 或 hd，需列表计算直接用公式： 计算的步骤 定性分析水面线的变化： 根据底坡性质，判断水面线的形式 画出N N , C C线，分成三个区，分析可能出现的水面线形式； 确定控制断面与控制水深； 根据急流或缓流，定性分析水面线起点的控制断面； 分析水面

4、线趋势及两端极限情况。小结人工渠槽水面线计算计算的步骤小结人工渠槽水面线计算 选择控制断面,作为分段计算水面线的起始断面；急流：控制断面B在上游， 由上游 下游计算。缓流：控制断面B在下游， 由下游 上游计算。 分清人工渠槽水流的流态； 在上述基础上，按照分段原则进行分段试算。GOTO 191. 天然河道水面线计算基本方程改写为差分方程天然河道水面线计算（不讲）其中将上游断面量和下游断面量分离 渐扩段 突扩段天然河道水面线计算 计算天然河道水面线时，局部损失 不能忽略 渐缩段局部损失系数3 分段的原则:天然河道水面线计算 河道顺直，宽窄b 差别不大； 断面、n、i 变化不大； 所分流段 Q 不

5、变； 在断面、n 、i 有支流q 汇入 或分出q 之处,要作为分界点； 汇入、分出的支流量置于分段 外,保证段内Q不变； 山区河段，坡陡，分段短些； 平原河段，坡缓，分段长些； 需保护的企业,工矿等对高程有 特殊要求的目标要作为分段点。 三峡库区河道示意图天然河道水面曲线计算工程实例坝址河道高程约 65m 三峡坝址 万县 涪陵 重庆天然水位蓄水后的水面线坝址水位135m第一章 总结 流态判断 恒定非均匀渐变流的基本方程 水面线变化分析 水面曲线计算 弗劳德数、微波波速 急流、缓流、临界流 谢才公式 断面比能(E) 临界水深（E最小）1 流态判断 棱柱形渠槽水深沿程变化方程第一章 总结2. 恒定

6、非均匀渐变流的基本方程人工渠槽断面单位能量沿程变化方程天然河道水位沿程变化方程第一章 总结3. 水面线变化分析 由底坡判断水面曲线的形式 由N-N,C-C线将空间分成3个区: （1）（3）壅水，（2）区降水 水面线与N-N线渐近，与C-C线垂直 急流控制水深在上游，缓流控制水深在下游 急流到缓流过渡水跃 临界、远驱、淹没水跃 缓流到急流，通过临界水深第一章 总结 4 水面曲线计算 定性分析水面线变化； 确定控制断面与控制水深； 根据分段原则分段试算水面曲线 棱柱形明槽: 1 两端水深已知，直接求 距离 2 一 一端水深未知，迭代求解 天然河道水位：用试算法，使方程两端相等习题讨论CCCiicN

7、NNN3区无降水1区无降水S2M219-(1) 缓流急流 缓流到急流过渡 必过临界水深19-(2) 急流急流急流 控制水深在上游 iicNCCCNNiic区无壅水NS319-(3) 缓流缓流 缓流 控制水深在下游iicNCCCNNiiciicNNNN临界 水跃M3S1远驱 水跃淹没 水跃19-(5) 临界流缓流CCCi=iciicNNC3S2C3S3S2H2H319-(6) 平坡急流CCCi=0iicNNH3H3S319-(7) 急流平坡 CCiici=0NNH3H2S1H2H219-(8) 反坡缓流CCCi0iicA3A2A3A3M3A2NN13 - 21CCCNNNN区无壅水iiciiciich0S3S1S3S3S125 - 1CCCCCiiciici=0NNNNNNM1S2M2H3M3平坡段较短NN由于建筑物的存在，使得该处正常水位提高25 - 2CCCCiiciici=0H3NNNNNNM1S2M2H2平坡段较长NN由于建筑物的存在，使得该处正常水位提高25 - 3CCCCCiiciici=0NNNNNNS2M2H2M1S3平坡段更长在陡坡上发生