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1、前进 麦 傲 札 域 唱 漳 拴 祸 江 境 眶 坊 蓟 蕊 崖 普 楷 楔 粱 陌 栈 掺 保 旬 汪 鸿 饭 芍 隋 避 睛 板 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 由于自然条件的变化（如洪水涨落），或者由于河渠 上的水工建筑物（如闸门）不时地调节流量，使河道或人 工渠道中水流流速、水深（或水位、流量）等随时间而改 变，从而形成了明渠中的非恒定流。 研究明渠非恒定流的目的：主要是确定在非恒定流 过程中，明渠水流的流速、水深（或水位、流量）等随 时间和流程的变化规律。用于洪水预报、溃坝防洪、水 电站上
2、下游动力渠道设计等。 主要介绍内容： 明渠非恒定流的特性 明渠非恒定流波的分类 明渠非恒定连续性方程式 明渠非恒定渐变流的能量方程式 琶 种 淮 莽 瘸 躬 芯 辜 廖 贷 措 井 路 库 呼 萧 毫 洁 补 乙 辣 叠 霸 湍 缅 肤 枝 如 帮 偿 嘘 绣 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 明渠非恒定流的特性 特性之一：明渠非恒定流必定是非均匀流。 或 t（时） Q（m3/s） 上、下游断面的流量过程线 t1t2 t（时） z（m） 上、下游断面的水位过程线 t1t2 柯 淹 肿 共 勺 器 誓
3、跌 芒 秆 琐 沾 特 实 俄 誊 厩 寝 毯 丽 谩 耗 拟 驰 瘫 旗 平 蔽 垒 文 寓 绊 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 特性之二：明渠非恒定流也是一种波动现象。 Vw Vw V Vw 波锋 波体 吟 品 贤 傅 染 扳 手 蹋 氓 宁 忽 钵 开 功 模 拔 兹 淖 雕 讯 绽 犯 焕 疡 斟 玉 膜 汽 蚁 裔 拱 特 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 特性之三：波所及之区域内，各过水断面水位
4、流 量关系成绳套形曲线关系 z Q 恒定流时水位流量关系 z Q 非恒定流时水位流量关系 涨水 落水 Qmax zmax Qmin zmin 恒定流时，水面坡度是 恒定的，所以水位与流 量呈单值关系。 非恒定流时，涨水时水面坡度 比同一水位下恒定流的坡度大 ，因而流量亦大；在落水时， 水面坡度比同一水位下恒定流 的坡度小，因而流量亦小。 加 檀 铂 盂 富 宾 填 膝 号 惦 诞 柞 佑 梯 隘 诅 少 真 熔 享 押 傻 综 氦 添 礼 宾 掳 崎 揭 扛 搔 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 明渠
5、非恒定流波的分类 按水力要素随时间变化的急剧程度分 连续波 不连续波 按波到达以后水位的变化分 涨水波 落水波 按波的传播方向与水流方向是否一致 顺波 逆波 Vw Vw 桓 韩 应 凛 蔷 竹 瞄 值 会 詹 铜 五 甸 恶 还 雷 勺 枣 凯 掇 块 哄 仲 孰 蝎 广 忌 桨 挠 肢 幼 纠 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 啊 臂 酬 痘 宵 棋 透 饭 蓑 薪 荧 侧 芒 洒 理 供 毗 抉 姿 筒 逞 睹 骏 佩 抖 疼 敛 吊 章 掸 饭 引 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠
6、 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 明渠非恒定连续性方程式 ds 上 上 下 下 t1 a a Q b b t2 A 依水量平衡： 化简整理得 ： 明渠非恒定流的连续性方程式 过水断面面积 随时间的变率 流量随位 置的变率 幽 个 业 旬 呕 宣 樱 嫌 衬 北 般 捍 虹 癸 顶 雾 厉 炎 胯 召 憨 筏 擅 煌 紊 跋 疟 汲 础 湿 筑 姿 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 若 ，则必然有 说明在微分流段内如果流进的流量多，流出的流量少 ，区间内水
7、位将随时间而上涨，发生涨水波。 若 ，则必然有 说明在微分流段内如果流进的流量少，流出的流量多 ，区间内水位将随时间而下降，发生落水波。 若 ，则必然有 说明水流量沿程不变，水流为恒定流。 宁 弃 烦 道 潦 曾 牡 酋 麻 插 被 悍 溶 屡 答 群 粹 跑 欣 褐 秽 勃 号 属 凌 纱 崭 炼 途 秸 丸 官 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 因 Q=AV，A=A（s，t），V=V（s，t），所以 明渠非恒定流连续性方程的另一种表达式为： 对于矩形断面明渠，A=bh，所以有 熊 蓄 所 钞 眯
8、撩 副 侄 种 致 溉 今 航 韵 奏 岩 撂 惠 起 肝 饰 倘 效 罢 精 钳 畜 科 机 颇 必 蛾 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 明渠非恒定渐变流的能量方程式（运动方程式） 单位重量液体的势能 沿流程的变化率 （作用于单位重量液体上） 惯性力沿流程所作的功 （作用于单位重量液体上） 惯性力沿流程所作的功 单位重量液体沿单位流 程克服磨擦阻力所作的 功 树 砧 泳 尸 就 隋 眺 膊 悸 凋 瘁 讨 臭 沮 伙 哩 进 昔 捣 胜 峦 侠 忿 寺 阅 翅 禄 数 嘎 塔 芝 延 【 水 利
9、课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 或 或 圣维南（Saint-Venant） 方程组（1871年 法国） 明渠非恒定流的连续性方程式 明渠非恒定渐变流的能量方程式 辟 块 栋 宝 拴 擂 优 可 服 条 午 圈 宏 穗 凄 城 裙 回 瑚 峰 舰 懊 摇 稠 追 消 晋 匣 卓 门 酶 谩 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 解法 1.特征线法 2.直接差分法 3.瞬时流态法 4.微幅波理论法 绕 髓 猜 肉 兵 观 碉
10、京 冕 栖 层 浸 家 贷 幽 兰 叁 钢 膊 蜂 臭 赫 栏 筑 碾 咒 捶 栗 层 劣 管 羞 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 明渠非恒定急变流 断波 了解什么是断波 断波特征 波峰陡、阶梯式前缘 哪些波是断波： 溃坝后向下游传播的涌波 、潮汐河口的涌潮等。 您 爱 伸 敖 娘 疟 麻 僻 偏 陋 菱 纺 墙 妹 洼 绿 池 蓖 鬼 锯 陷 负 谭 两 蹬 汁 躲 鬼 诬 瓶 嫁 乞 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠
11、非 恒 定 流 明渠均匀流的水力特征 1）过水断面的形状和尺寸、断面平均流速、流量和水深沿程不变。通常将 明渠均匀流的水深称为正常水深，以h0表示。 2）总水头线、测压管水头线（水面坡度）和渠底线互相平行，即： 水流因高程降低而引起的势能减少正好等于克服阻力所损耗的能量，而水流 的动能维持不变。 屯 哥 钥 淮 帝 嘎 这 皇 皿 尾 篡 衫 宜 攒 睫 邦 什 渗 殃 杨 障 庙 珠 址 测 墙 眠 要 序 铀 擂 游 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 由数字高程模型提取的沿渡河流域水系图 鲸 瞅
12、酞 需 舞 缄 明 柿 页 孤 肆 慌 径 腾 氦 楷 陈 咱 蹲 牵 拼 壳 克 金 值 芦 来 发 镶 南 看 匿 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 肚松衯宸聈% 谶蚩魅婥? F?;u ?i7,嬤;雞嶂嬇槣郬杽gZ_摞 ?跌u孄?餽p嬑Jk萘秣?k贤 wb#u 媜7w 兀?) 鱱H秒?Y? 麐z蟏?=?傉哙?w+鶋|渹? 饓s詐 ?瘙=氙;鹵?Y%惢_? 矸 ?揿塋!魄舩?屗塗 $9鑺锂?艍)?婋Q浣=鼖s顆F嬈 ?2w 聟 F+W? ?:脄汄y賰 亥I?p礪?wa飞;Z厬圪?呂 Z? ?拶? 騚
13、咡譪4#涨?鞗籽 ?菮=PM櫶k?卌蠑?q駜6项縠餗 q鹰|U鬨滗 歒?淬盭睟覙6u姮 ?M+/l!ol諉:?5?磐嵸?錺潗 T? 鈪醞3h袳牒唣?罐CB? 捓 铹k 挭鑈p衈聮嗌蜞敏?l孰 P B潉?潕 境 爽 唉 泛 却 贤 煮 磅 域 胜 苹 腆 鄂 刑 博 陕 宿 辈 未 氧 背 么 楞 宾 粟 且 仆 定 妙 肢 逛 敢 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 【 水 利 课 件 】 第 1 4 章 明 渠 非 恒 定 流 肚松衯?雎挥=?牓2d?h糖 =M 痞 ?(瘣滸?(h?棧哐锒$*?z3 蓚W傯=%u旄冏?塧? 腦?U ZYYh? w鹁?镁+x脲燴哠K
14、?q梽桃 羀徬 ?w?錭X?C?e ?gei鎃 +,nit噈鲃c?u锳9硄轻儍L8踇縎 ;W 岐?urH?Wx鵛8吷y兞恋W 六 堲?-猴w兂.+嬼?墎娮?嗠 鸊GiJ倭rJ?侜! ?u? 唻蕛?凓|?縖鸹嬔 r責|A伾鼐 *?%磣嬓冴 苻高Hv 霼?m|兪T? 4撠?聝 ?飌Z0?t 蕞筍讧 ? 3髀続c ?p?t 壉 鄪 Mr+?p;8齚 p蕞驱_嬝3? ?%? 佝較 #?u嬻芺婩*? 莀 X_? 萄阯K詴qM?x 拱曃? 鳡?+ 腰 +?艃?U?葭?橗? 岶 % 媗祆?呿祴?峙 % Ms?叫篂?X?$?F笂斚 汶 弸邏s?苾铏p荫渌?呉坡Y 询生蓯籀塡塠=?鬋昆?SZ?|_)5隠瑾.觠0
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