第7章 明渠均匀流

1、 第7章 堰 流 教学提示：本章研究堰流的水力计算方法。堰流理论在水电、道路桥梁、土木、水土保持、水文水资源和给排水等工程中有着广泛的应用，它是溢流坝、围堰、涵洞、有边墩或中墩的桥梁、快滤池冲洗水槽等许多工程水力设计的基础，也是溢流坝后水流衔接和消能工程设计的基础，主要内容包括薄壁堰、实用堰和宽顶堰的水力计算。 教学要求：通过堰流的教学，让学生理解堰流形成条件、类型、水力计算的原理和方法，在对道路桥梁工程、土木工程和给排水工程等专业学生的教学中，重点让学生掌握宽顶堰的水力计算方法。在对水电工程、水土保。

2、流类库,C+流库 流：数据从源（数据的生产者）到漏（数据的消费者）的流动。流库：为完成输入输出工作而预定义的类的集合，这些类构成一个层次结构的系统 输出：将一个对象的状态换成一个字符序列，输出到某个地方。向“流”中添加数据 输入：从某个地方接收到一个字符序列，将其转换成一个对象的状态所要求的格式。从“流”中获取数据,流类库,流类库的基类:streambuf和ios类，所有的流类都是从它们直接或间接派生出的 streambuf类：负责缓冲区的处理。缓冲区由一个字符序列和两个指针组成，指针分别指向字符将被插入或被取出的位置。,file。

3、C+具有一个功能强大的I/O类继承体系结构用于处理数据的输入/输出问题该体系结构不仅提供了对系统内置数据类型的输入/输出操作，而且允许程序员通过重载扩展其功能以实现自定义数据类型的输入和输出操作。本章主要介绍C+流的基本结构，数据的输入输出及其格式化问题，同时还介绍了C+文件的编程技术。,第7章 文件与流,1、流的概念所谓流，是指数据的有向流动，即数据从一个设备流向另一个设备 。流实际上是一种对象，它在使用前被建立，使用后被删除。数据的输入/输出操作就是从流中提取数据或者向流中添加数据。通常把从流中提取数据的操作。

4、第7章 均匀设计,均匀设计（uniform design） ： 一种只考虑试验点在试验范围内均匀散布的试验设计方法 通过均匀表来安排试验 应用：试验因素变化范围较大，需要取较多水平时例如：5因素31水平的试验： 正交设计试验次数312961 均匀设计试验次数：31,7.1 均匀设计表,7.1.1 等水平均匀设计表 （1）记号：Un(rl)或 Un*(rl) U均匀表代号； n均匀表横行数（需要做的试验次数）； r因素水平数，与n相等； l均匀表纵列数； *均匀性更好的表，优先选用Un*表,D表示均匀度的偏差(discrepancy)，D，均匀分散性,（2）使用表,每个均匀设计表都附有一个。

5、第 页学院教 师 授 课 教 案课程名称： 水力学 20 年至 20 年第 二 学期第 二十三 次课班 级： 编制日期：20 年 月 日教学单元（章节）：第七章 明渠恒定非均匀流 7-1 概述7-2 明渠非均匀流的一些基本概念（ 1）目的要求：掌握明渠水流的流态及断面平均单位能量 Es。知识要点：掌握明渠水流的流态。技能要点：明渠水流的流态判别及断面平均单位能量 Es。教学步骤：（讲授）（提问式讨论）（讲授）（作业布置）教具及教学手段：多媒体作业布置情况：7-2课后分析与小结：授课教师： 授课日期：20 年 6 月 9 日第 页教 学 内 容 板书或旁 注。

6、第7章 明渠流动（Open Channel Flows）明渠流又称无压流。7.1 明渠流动概述7.1.1 明渠流动的特点（1）明渠流动具有自由液面，沿程各过流断面的表面压 强均为大气压，重力对流动起主导作用。（2）明渠渠底坡度的改变对流动有直接影响。,（3）局部边界的变化将在很大范围内影响流动。,7.1.2 底坡明渠渠底与纵剖面的交线称为底线。底线沿流程单位长度 的降低值称为渠道的纵坡或底坡（slope），以符号 i 表示。,通常渠道底线与水平线夹角很小 ，为便于量测与计算，以,1,2,l,lx,zb1,zb2,水平距离 lx 代流程长度 l ，以铅垂断面代替过流断面，即。

7、1,第11章 明渠非恒定流,明渠非恒定流：河、渠中的过水断面上的水力要素如Q、v及z等随时间 t 不断变化的流动称为明渠（槽）非恒定流。,研究目的：确定非恒定流过程中，明渠水流的u，h(或z，流量)等随 t 和 s 的变化规律。用于洪水预报、溃坝防洪、水电站上下游动力渠道设计等。,非恒定流：流场中任何点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，这种流动称为非恒定流。,2,11.1 明渠非恒定流的特性及波的分类,、特性,1、水力要素如u、Q、A、Z或h等都是时间t和位置s的函数，它是非恒定的非均匀流动。,3,11.1 明渠非恒定流的特性及波的分类,、特。

8、1,第六章 明渠恒定非均匀流 人工渠道或天然河道中的水流绝大多数是非均匀流。明渠非均匀流的特点是明渠的底坡线、水面线、总水头线彼此互不平行。 明渠非均匀流分为明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流。本章着重研究明渠中恒定非均匀渐变流的基本特性及其水力要素（主要是水深）沿程变化的规律。具体地说，就是要分析水面线的变化及其计算，以便确定明渠边墙高度，以及回水淹没的范围等。通常把明渠均匀流的水深称为正常水深h0。,2,6-1 明渠水流的三种流态,扰动：在流场的某一点或者某一个区域，由于某种原因，使流动参数发生变化，这种。

9、1,第六章 明渠恒定非均匀流 人工渠道或天然河道中的水流绝大多数是非均匀流。明渠非均匀流的特点是明渠的底坡线、水面线、总水头线彼此互不平行。 明渠非均匀流分为明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流。本章着重研究明渠中恒定非均匀渐变流的基本特性及其水力要素（主要是水深）沿程变化的规律。具体地说，就是要分析水面线的变化及其计算，以便确定明渠边墙高度，以及回水淹没的范围等。通常把明渠均匀流的水深称为正常水深h0。,2,6-1 明渠水流的三种流态,扰动：在流场的某一点或者某一个区域，由于某种原因，使流动参数发生变化，这种。

10、1,第六章 明渠恒定非均匀流人工渠道或天然河道中 的水流绝大多数是非均匀 流。明渠非均匀流的特点 是明渠的底坡线、水面线、 总水头线彼此互不平行。明渠非均匀流分为明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流。本章着重研究明渠中恒定非均匀渐变流的基本特性及其水力要素（主要是水深）沿程变化的规律。具体地说，就是要分析水面线的变化及其计算，以便确定明渠边墙高度，以及回水淹没的范围等。通常把明渠均匀流的水深称为正常水深h0。,2,6-1 明渠水流的三种流态,扰动：在流场的某一点或者某一个区域，由于某种原因，使流动参数发生变化，这。

11、第六章第六章 明渠均匀流明渠均匀流第六章 明渠均匀流明渠 是一种 人工修建 或 自然形成 的 渠槽 。明渠中流动的液体称为 明渠水流。当液体通过明渠流动时，形成与大气相接触的 自由水面， 表面各点压强均为 大气压强 ，所以明渠水流为 无压流 。明渠水流可分为 恒定流 与 非恒定流 、 均匀流 与 非均匀流 、 渐变流 与 急变流 等。一、明渠的定义一、明渠的定义第六章 明渠均匀流一、明渠的定义一、明渠的定义明渠水流明渠水流运动要素不随时间而变流线是一簇平行直线明渠恒定流明渠恒定流明渠恒定均匀流明渠恒定均匀流第六章 明渠均匀流。

12、1,第五章 明渠恒定均匀流,明渠是人工修建或自然形成的具有自由表面的渠槽。明渠水流水面上各点压强都等于 大气压强，相对压强为零，所以又称为无压流。,2,在明渠均匀流中:,3,5.1 明渠的类型及其对水流运动的影响明渠的断面形状、尺寸、底坡等对水流的影响。 一、明渠的横断面人工明渠的横断面，通常作成对称的几何形状。例如常见的梯形、矩形或圆形等。至于河道的横断面，则常呈不规则的形状。,4,当明渠修在土质地基上肘，往往作成梯形断面，其两侧的倾斜程度用边坡系数m(mcot)表示，m的大小应根据土的种类或护面情况而定(如表5.1)。材料。

13、水力学 第五章 明渠均匀流,齐洪亮,主要内容,明渠均匀流的水力特性和基本公式 水力最优断面 允许流速 明渠均匀流的水力计算 无压圆管均匀流,2019/12/7,长安大学,2,5.1明渠均匀流的水力特性和基本公式,2019/12/7,长安大学,3,天然河道、人工渠道统称为明渠。明渠中流动的液体称为明渠水流。,当液体通过明渠流动时，形成与大气相接触的自由水面，表面各点压强均为大气压强，所以明渠水流为无压流，水流流动力为重力。,如果明渠恒定流中的水深和流速沿程不变，则称为明渠均匀流。,所以，水流在前进方向上的合力为零。,5.1明渠均匀流的水力特性。

14、5 明渠恒定均匀流,5-1 一梯形土渠，按均匀流设计。已知水深h为1.2m，底宽b为2.4m，边坡系数m为1.5，粗糙系数n为0.025，底坡i为0.0016。求流速v和流量Q。 思路：1、2、求C和R,5-2 红旗渠某段长而顺直，渠道用浆砌条石筑成（n为0.028），断面为矩形，渠道按水力最佳断面设计，底宽b为8m，底坡i为，试求通过流量。解：矩形断面渠道最佳宽深比 故,5-3 某水库泄洪隧道，断面为圆形，直径d为8m，底坡i为0.002，粗糙系数n为0.014，水流为无压均匀流，当洞内水深h为6.2m时，求泄洪流量Q。 解：对圆形断面,5-4 一梯形混凝土渠道，按均匀流设计。已。

15、第五章明渠恒定均匀流 5 5明渠均匀流的水力计算 对于梯形渠道 各水力要素间存在着下列函数关系 一 已知渠道的断面尺寸b m h及底坡i 粗糙系数n 求通过的流量 或流速 二 已知渠道的设计流量Q 底坡i 底宽b 边坡系数m和粗糙系数n 求。

16、第七章 明渠均匀流,定义：排水渠中凡是具有自由液面的流动，称为明渠。,0,0,0, 7-1 概述, 7-1 概述, 7-2 明渠均匀流的计算公式, 7-2 明渠均匀流的计算公式,在明渠均匀流中，断面尺寸和n一定，,对某一给定的渠道，则有, 7-2 明渠均匀流的计算公式,2、图解法：（满宁公式制成）, 7-2 明渠均匀流的计算公式,对梯形断面：,m为参数，绘制曲线,如附图62，, 7-2 明渠均匀流的计算公式,例：有一段长一公里的小河，n=0.030，过水断面为梯形，其底 部落差为0.5m，底宽3m，水深0.8m，边坡系数m=ctg=1.5， 求流量模数K和流量Q。,解： 解析法, 7-2 明渠。

17、1第 9 章 明渠恒定非均匀流9.1 知识要点9.1.1 明渠恒定非均匀流产生的条件及特点当明渠底坡或粗糙系数沿程变化，或渠道的横断面形状（或尺寸）沿程变化，或在明渠中修建水工建筑物（闸、桥梁、涵洞等）使明渠中的流速和水深发生变化，这些均会在明渠中形成非均匀流。非均匀流的特点是明渠的底坡、水面线、总水头线彼此互不平行。也就是说，水深和断面平均流速 v 沿程变化，流线间互不平行，水力坡度线、测压管水头线和底坡线彼此间不平行。研究明渠恒定非均匀流的主要任务是：（1）定性分析水面线；（2）定量计算水面线。9.1.2 明渠水流的。

18、水力学教学课件,主讲教师：刘伟 答疑地点：综合实验楼106,明渠非均匀流,非均匀流产生的原因,（1）渠道的断面形状、尺寸、粗糙系数及底坡i沿程有变化；,（2）渠道较短或者渠中有水工建筑物存在。,明渠非均匀流的特点,（1）水深h和断面平均流速v沿程变化；,（2）流线间互相不平行；,（3）水力坡度线、测压管水头线和底坡线彼此间不平行。,研究非均匀流的主要任务,（1）定性分析水面曲线；,（2）定量计算水面曲线。,明渠水流的流态,缓流：水流流速小，水势平稳，遇到干扰，干扰的影响既能向下游传播，又能向上游传播,急流：水流流速大，水势。