第六章明渠均匀流

明渠均匀流基本特征最近又仔细研究了下明渠均匀流基本特征，发现了一些挺有趣的地方，跟你们唠唠啊。

首先呢，让我想想这个特征，明渠均匀流它有个很明显的特征就是水流的深度是不变的哦。

就好像咱们开车在一条特别平坦的路上，路况一直都那样，没有坑洼，车就一直保持在一个高度行驶一样。

在明渠里看着水，就是那么满满的，不高也不低，从渠道的这头流到那头，水的深度就像被定住了似的。

我以前有个困惑，就是明渠均匀流的流速呢，我以为可能会这儿快那儿慢，结果发现不是。

它的流速在整个流段上基本上都是一样的啊。

我观察的时候就在想，这水流得咋这么有规律呢？就像一群人排着整齐的队伍走路，速度都差不多。

这在实际情况中可太有意义了，如果我们知道了这种流速是均匀的，那比如说在计算水通过这个渠道传输东西，像是运沙子啥的，就可以比较准确地知道多长时间能运完。

还有呢，明渠均匀流里面沿着水流的方向，坡度是不变的。

这又让我想到那种滑梯，滑梯要是一溜儿都是一样的斜度，你滑下来的感觉是比较均匀的是吧。

在明渠里这个坡度不变就对水流的各种计算提供了方便，就像你知道了滑梯每一段的斜度都一样，那就能算出来从上面滑到底下要用多长时间一样，对于明渠这种水流也是。

不过我也不是特别确定啊，我之前在看一些实际的明渠的时候，感觉好像坡度有点差别呢，后来才知道那可能是测量和渠道有些小磨损或者杂物堆积造成的干扰。

还有哦，我发现明渠均匀流的水力半径也是不变的。

这个水力半径不太好理解啊，我刚开始看错了好多次呢。

我就把它想象成一种内部的力量半径一样。

就比如一堆人在一个固定形状的房间里活动，这个房间提供给他们活动的有效范围其实是固定的，这个有效范围就有点像那个水力半径，在明渠均匀流里这个有效范围就一直不变。

我又想到了一个特征，那就是在明渠均匀流里，它的断面形状和尺寸都是沿流程不变的。

这个其实跟前面说的流速啥的都有点联系。

就像一个长长的管道，如果形状一会是圆的，一会是方的，那水流肯定乱套了。

第六章明渠恒定流一、判断题1 在正坡非棱柱渠道内可以形成明渠均匀流。

（× ）2 陡坡上出现均匀流必为均匀急流，缓坡上出现均匀流必为均匀缓流。

（√ ）3 均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。

（× ）4 矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。

（√ ）5 缓坡上可能发生急流。

（√ ）6. 缓流过渡到急流，可产生水跃现象。

（× ）7 在正坡明渠上，有可能产生均匀流。

（√ ）8 在恒定流中流线一定互相平行。

（× ）9 在i < i c的棱柱形明渠中发生非均匀流时，不可能是急流。

（× ）10 明渠水流中，底坡i = i c（临界底坡），则水深h = h c（临界水深）。

这个判别式只适用于明渠均匀流。

（√ ）11 明渠的临界水深与底坡无关。

（√ ）12 临界底坡上的非均匀流必定为临界流。

（× ）13 缓流时断面单位能量随水深的增大而增加，急流时断面单位能量随水深的增大而减小。

（√ ）14 均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。

（√ ）15 临界水深随流量、糙率的增大而增大，随底坡增大而减小。

（× ）16 临界底坡是明渠中发生临界流时相应的底坡。

（× ）17 断面单位能量随水深变化的规律取决于断面上临界水深的大小。

（× ）18 明渠正常水深h0与明渠底坡i无关。

（× ）19 平坡渠道中不可能发生均匀流。

（√ ）20 明渠的12种水面线中，凡M1、S1、C1型和M3、S3、C3型曲线一定是壅水曲线，M2、S2、C2型曲线一定是降水曲线。

（√ ）二、单选题1 棱柱体缓坡明渠中的水面曲线可能有（ B ）种。

A 2B 3C 4D 122 对于梯形断面的水力最佳断面，（ A ）。

A 边坡系数m确定，则水力最佳宽深比唯一确定B 底宽b确定，则水力最佳宽深比唯一确定C 水深h确定，则水力最佳宽深比唯一确定D 以上答案都不对3. 明渠均匀流的流量模数是（ A ）。

明渠均匀流水力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：计算目标: 计算正常水深。

设计流量Q = 0.150 m3/s，渠底比降i = 1/800，底宽（或半径）b = 0.50 m渠槽为梯形断面：左侧边坡系数m1 = 0.750，右侧边坡系数m2 = 0.750糙率n = 0.0150三、计算依据1．明渠均匀流基本计算公式：Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2R ＝ω/ χC ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率四、计算结果采用试算，拟定正常水深ho = 0.289 m进行流量计算。

过水断面面积ω= 0.208 m2，湿周χ= 1.224 m水力半径R = ω/χ= 0.208/1.224 = 0.170 m谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0150×0.1701/6 = 49.602 m0.5/s过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2= 0.208×49.602×（0.170×1/800）1/2 = 0.150 m3/s当正常水深ho = 0.289 m时，计算流量与设计流量大约相等，ho = 0.289 m即为所求。

明渠均匀流的水力计算明渠均匀流的水力计算，可分为两类：一类是对已建成的渠道，此类计算主要是校核计算，例如，校核流量、流速，求某渠段通水后的糙率等。

另一类是为设计新渠道进行水力计算，如确定底宽b、水深h、底坡i等等。

这两类计算，都是如何应用明渠均匀流基本公式的问题。

在实际工程中，梯形断面渠道应用最广，现以梯形渠道为例，来说明经常遇到的几种水力计算类型。

由明渠均匀流计算的基本公式和梯形断面各水力要素的计算公式可得231Q A Rn===(4-15)从上式中可看出Q=f(b,h,m,n,i)。

根据此表达式，我们可对梯形渠道进行水力计算。

现用算例说明。

4.1 已成渠道的水力计算如果已知其它五个数值，要求流量Q，或要求流速v，或要求糙率n，只要应用基本公式，进行简单的代数运算，就可直接求得结果。

[例4-1] 有一预制的混凝土渡槽，断面为矩形，底宽b=1.0m，底坡i=0.005，均匀流水深h=0.5m，糙率n=0.014，求通过的流量及流速。

解：矩形断面，边坡系数m=0，代入基本公式(4-15)得[]())()535323230.51.020.0142bhQn b h===+（m3/s）12.00.5Qvbh==== (m/s)[例4-2] 一梯形渠道，流量Q=16m3/s，边坡系数m=1.5，底宽b=3.0m，水深h=2.84m，底坡i=1/6000，求渠道的糙率n。

解：A=(b+mh)h=(3+1.5×2.84)×2.84=20.62m1620.62QvA====0.78m/s2313.24bχ=+=+=m20.6213.24ARχ===1.56m所以0.0223n===4.2 设计新渠道的水力计算如果已知其它五个数值，要求水深h ，或要求底宽b ，因为在基本公式(4-15)中表达b 和h 的关系式都是高次方程，不能采用直接求解法，而只能采用试算法。

试算法步骤如下：假设若干个h 值，代入基本公式，计算相应的Q 值；若所得的Q 值与已知的相等，相应的h 值即为所求。

《明渠均匀流的摩阻流速及流速分布》近年来，随着社会经济的发展和科学技术的进步，水资源的开发利用日益受到重视。

而明渠均匀流的摩阻流速及流速分布作为水利工程中的重要理论，其研究对于水利工程的设计和管理具有重要意义。

1. 明渠均匀流的基本概念在研究明渠均匀流的摩阻流速及流速分布之前，首先需要了解明渠的基本概念。

明渠是指截面开阔，水深相对较浅的水道。

当水流速稳定、流向不改变时，称为均匀流。

2. 摩阻流速的含义和影响因素摩阻是指流体在与固体面接触时，由于粘性的存在而受到的阻力。

在明渠中，水流受到摩阻的影响，流速会发生变化。

摩阻流速是指考虑了摩阻影响后的实际流速。

影响摩阻流速的因素有很多，包括明渠的形状、粗糙度、流体的粘滞度等。

3. 流速分布的规律在明渠均匀流中，流速的分布是不均匀的，呈现出一定的规律性。

一般情况下，流速越靠近渠底，越小；而越接近水面，流速越大。

这种规律性的存在，对于水利工程的设计和管理具有一定的指导意义。

4. 个人观点和理解在我看来，对于明渠均匀流的摩阻流速及流速分布的研究，不仅仅是理论上的问题，更是实践中应用的问题。

只有深入理解了这些理论，才能更好地指导水利工程的建设和管理，以实现水资源的合理利用和保护。

总结回顾：通过本文对明渠均匀流的摩阻流速及流速分布的探讨，我们可以看到这一理论对于水利工程的设计和管理具有重要意义。

在实际应用中，我们需要根据具体情况，考虑摩阻流速及流速分布的影响因素，并合理设计和管理水利工程，以实现水资源的可持续利用。

以上是对明渠均匀流的摩阻流速及流速分布的一些思考和理解，希望对您有所帮助。

明渠均匀流的摩阻流速及流速分布在水利工程中的应用明渠均匀流的摩阻流速及流速分布是水利工程设计和管理中的重要内容，其研究对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。

在实际工程应用中，我们需要根据摩阻流速及流速分布的特点，合理设计和管理水利工程，以确保水资源的可持续利用和环境保护。

针对摩阻流速的影响因素，我们需要在水利工程设计中考虑明渠的形状、粗糙度和流体的粘滞度等因素。

明渠均匀流水力计算书
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、示意图：
二、基本设计资料
1．依据规范及参考书目：
武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）
中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：
计算目标: 计算流量。

正常水深ho = 3.20 m，渠底比降i = 1/7000，底宽（或半径）b = 1.50 m
渠槽为梯形断面：
左侧边坡系数m1 = 2.500，右侧边坡系数m2 = 2.500
糙率n = 0.0250
三、计算依据
1．明渠均匀流基本计算公式：
Q ＝ω×C ×（R ×i）1/2
R ＝ω/ χ
C ＝ 1 / n ×R1/6（曼宁公式）
以上式中：Q为流量，m3/s；ω为过水断面面积，m2；R为水力半径，m；
χ为湿周，m；i为渠底比降；C为谢才系数，m0.5/s；n为糙率
四、计算结果
过水断面面积ω= 30.400 m2，湿周χ= 18.733 m
水力半径R = ω/χ= 30.400/18.733 = 1.623 m
谢才系数C = 1/n×R1/6 = 1/0.0250×1.6231/6 = 43.362 m0.5/s
过水流量Q = ω×C×（R×i）1/2
= 30.400×43.362×（1.623×1/7000）1/2 = 20.071 m3/s。

明渠均匀流的产生条件首先呢，渠得是长直的，不能像我那弯弯曲曲的心思一样。

我就见过那种渠，修得歪歪扭扭的，水在里面就像喝醉了酒的汉子，东倒西歪的，根本不可能是均匀流。

我曾经和村里修渠的老李说：“老李啊，你这渠要是修成这样，水都得和你急眼。

”老李那脸啊，皱得像个核桃，眼睛瞪得老大，说：“你懂个啥，这不是还没修完嘛。

”我就哼了一声，心里想着这明渠均匀流的道理他都不懂。

再有呢，渠底的坡度得是个固定的值，不能一会儿陡一会儿缓。

这就好比人走路，要是路面一会儿高一会儿低的，那走起来肯定不稳当。

我记得有次去山里，那山路的坡度啊，变来变去的，我走得气喘吁吁，心里就想啊，这要是渠，水在里面肯定像发了疯的牛犊，到处乱撞。

我和同行的老张说：“这要是个渠，水不得翻天了。

”老张咧着嘴，露出那几颗残缺不全的牙说：“那可不，这坡度就得稳稳当当的才行。

”还有啊，渠壁得是光滑的，粗糙可不行。

就像人的脸，要是坑坑洼洼的，那看着就不舒服。

我家隔壁那小子，脸上长满了痘痘，就像那粗糙的渠壁一样。

水在粗糙的渠壁的渠里流，就像人在荆棘丛里走，磕磕绊绊的。

我就和那小子说：“你看看你这脸，和那不合格的渠壁似的，得好好整整。

”那小子脸一红，嘟囔着啥也没说。

水在光滑的渠壁里流的时候，就像那滑冰的人在冰面上，顺滑得很，这才能有均匀流。

另外呢，水流得是恒定流，不能一会儿大一会儿小。

这就像人的脾气，要是一会儿暴躁一会儿温顺，谁也受不了。

我有个远房亲戚，那脾气就像那不稳定的水流，时好时坏的。

我就想啊，这水流要是这样，那明渠均匀流就别想了。

我曾经在一次家族聚会上对他说：“你这脾气得改改，和那水流一样，得稳定点儿。

”他还不乐意了，眼睛一瞪，说：“你管得着吗？”我心里就想，这人和这水流还真有相似之处呢。