文档介绍：第七章水跃
概念:
水跃( hydraulic jump):是明槽水流从急
流状态过渡到缓流状态时水面突然跃起的局部
水力学讲义
水力现象(即在较短地渠段内水深从小于临界
水深急剧地跃到大于临界水深)
2学
第七章水跃
例如:在溢洪道下、泄水闸下、平坡渠道中
闸下出流时均可形成,如图
急流区,水跃区域缓流区
旋滚区
水跃高度
水力学讲义
水跃长度'主流区
第七章水跃
水跃区的几个要素
跃前水深h——跃前断面(表面旋滚起点所在过
水断面)的水深;
水跃后水深h—跃后断面(表面旋滚终点所在过
水断面)的水深;
力学讲义
水跃高度a=h"-h
水跃长度↓—跃前断面与跃后断面之间的距离
2学
第七章水跃

推导
在推导水跃方程之前,先探讨一下推导的方
法。对于属于明渠急变流的水跃来讲,其中有较
大的能量损失。我们既不能将它忽略不计,又没
水有一个独立于能量方程之外的,用来确定水跃能
力量损失的公式。因此,在推导水跃方程时,不能
学讲义
应用恒定总流的能量方程而必须采用恒定总流的
动量方程。因为对水跃段应用动量方程可以不涉
及水跃中地较大地能量方程
2学
第七章水跃
二、棱柱体水平明渠中,水跃的基本方程式为:
Icl
84Ah,+Q2
A
8a2
即
J(h1)=J(h2)
水力学讲义
J(b称为水跃函数,水跃方程表明跃前断面的水跃
函数值等于跃后断面的水跃函数值。我们把满足水跃
方程的跃前断面水深h1和跃后断面水深h称为一对共
轭水深。
2学
第七章水跃

共轭水深计算的一般方法
应用水跃方程解共轭水深时,虽然方程中仅有一
个未知数,但除了明渠断面的形状为简单的矩形外,
水一般讲来,水跃方程中的A和h都是共扼水深的复杂函
力数,因此水深不易直接由方程解出。在不易直接求解
学的情况下,我们可以采用下述的一般方法,即试算法和
讲
图解法。这种方法对于各种断面形状的明渠都适用
义
2学
第七章水跃
>试算法
在应用试算法解共扼水深时。可先给予欲求
的共轭水深一个假设值并代入水跃方程,如假设
水的水深能满足水跃方程,则该水深即是欲求的共
力。轭水深。否则,须另设水深直至水跃方程得到满
学讲义
足为止。试算法的准确度高,但计算较繁
2学
第七章水跃
>图解法
图解法是利用水跃函数曲线来直接求解共轭
水深。根据公式J(h)B+Ah。计算出相应
水
力的画数了(h)
学讲义
2学
第七章水跃
以水深h为纵轴,以水跃函数J(h)为横轴,
绘出水跃函数曲线,如图。
水力学讲义
Ich
Ih)
ICh )=](h2)
第七章水跃
水跃函数曲线的特性
1、水跃函数J(h)有一极小值J(h)min与J(h)ni相
应的水深即是临界水深
2、当h>hk时(相当于曲线的上半支),J()
水力学
随着h亦即随着跃后水深的减小而减小
、当h<h时(相当于曲线的下半支),J(h)
讲
义随着h亦即随着跃前水深的减小而增大