文档介绍：棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析依据:棱柱体明渠恒定非均匀渐变流微分方程: 2221 Qi dhK ds Fr ???( , ) dh f i Fr ds ?一、定性分析的前提、依据: ,且糙率 n沿程不变; ,流量 Q沿程不变; 前提: 1 1 : 降水: (dh/ds)>0 ,水深沿程逐渐增加(dh/ds)<0 ,水深沿程逐渐减小前面相关内容回顾 2 1 3 2 2 0i?顺坡平坡 0i?逆坡 0i? 0 k i i ? ?缓坡临界坡 k i i ?陡坡 k i i ?3 3 FrFr<1 Fr=1 Fr>1 h kh>h kh=h kh<h k i k(均匀流) i<i ki=i ki>i k VwV<Vw V=Vw V>Vw dEs/dh dEs/dh>0 dEs/dh= 0 dEs/dh<0 4 4 二、棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线类型: N-N 线:正常水深(h 0)线 K-K 线:临界水深(h K)线 a区:在N-N 线和 K-K 线之上的区域 b区:在N-N 线和 K-K 线之间的区域 c区:在N-N 线和 K-K 线之下的区域 1——缓坡 2——陡坡 3——临界坡 0——平坡’——逆坡 5 5 Na 1N KK KKN KKK K i>0 i>i k h 0 <h k i>0 i<i k ,h 0 >h k i>0 i=i k h 0 =h k i=0 i<0 b 1a 2b 2 c 1c 2 a 3c 3b 0c 0 b' c' NN ( K) N ( K) 棱柱体明渠恒定渐变流水面曲线的十二种类型缓坡—1陡坡—2 平坡—0 临界坡—3逆坡—’ 6 6 三、以缓坡明渠为例,定性分析水面曲线变化规律 2221 QidhK ds Fr ??? 0 Q K i ? 20211 K dhKids Fr ? ??? ?? ???7 7 ?a 1: 0 d h d s ?壅水曲线 0 d h d s ?上游端,水面线以 N-N 线为渐近线; 0 0 , h h K K ? ?下游端,即水面线是水平线。, h K ???? d h i d s ? 20211 K d hKi d s F r ? ??? ?? ??? kii??0 kii??0 kii??0 8 8 ?b 1: 0 d h d s ?降水曲线上游端,水面线以 N-N 线为渐近线; 0 0 , h h K K ? ? 0 d h d s ?, K h h K ? ?定值 dhds ???下游端,有与 K-K 线正交的趋势。 20211 K d hKi d s F r ? ??? ?? ??? kii??0 kii??09 9 ?c 1: 壅水曲线 0 d h d s ?上游端水深最小,受来流条件控制。下游端,有与 K-K 线正交的趋势。, K h h K ? ?定值 dh ds ?? 20211 K dhKi ds Fr ? ??? ?? ??? kii??0 kii??0 kii??0 10 10