明渠均勻流的形成條件和水利特征

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    明渠均勻流的形成條件和水力特征
    明渠水流在一般情況下常以非均勻流出現(xiàn),只有在特殊情況下,才會(huì)出現(xiàn)均勻流。以下是形成明渠均勻流的條件:長(zhǎng)而直的棱柱形渠道;底坡i>0,且保持不變;渠道的粗糙情況沿程沒(méi)有變化;渠中水流為恒定流,且沿程流量不變。只有滿(mǎn)足以上全部條件,才會(huì)形成明渠均勻流。
    明渠均勻流流線(xiàn)為平行直線(xiàn),過(guò)水?dāng)嗝娴男螤?、尺寸、水深、流量、斷面平均流速、斷面上的流速分布沿程均不變。所以水面線(xiàn)與渠底平行,總水頭線(xiàn)與水面線(xiàn)平行(水面線(xiàn)即測(cè)壓管水頭線(xiàn)),水力坡度與測(cè)壓管坡度與底坡均相等。即
    J=Jp=i(6—6—3)
    水力坡度/表示單位長(zhǎng)度上的損失,底坡i表示單位長(zhǎng)度上液體位能的減少。所以明渠均勻流是在特定條件下,作用在液流上的重力和阻力相平衡的產(chǎn)物。它的計(jì)算特別簡(jiǎn)單,因此雖然實(shí)際工程中常遇到明渠非均勻流,但在長(zhǎng)直的順坡人工溝渠中,取流量來(lái)校核渠道的通過(guò)能力,或按流量來(lái)設(shè)計(jì)斷面時(shí),按均勻流計(jì)算可以很方便地得到足夠正確的結(jié)果。