线.
比能曲线上存在可以使断面比能取最小值的K点.K点把曲线分成上下两支,上支即为缓流所对应的曲线,下支即为急流所对应的曲线. (比能曲线见P220图6.5) 比能曲线与弗劳德数的联系(6.4.4临界水深法
临界水深 相应于断面比能最小值的水深称为临界水深,以表示. 当 h> ,Fr<1,水流为缓流; h= ,Fr=1,水流为临界流; h< ,Fr>1,水流为急流.
临界水深的计算
在矩形断面明渠中,临界流的流速水头是临界水深的1/2,而临界水深则是最小断面比能的2/3.（原题）P221（将
.对水深h求导，并令其等于0.)及其推导过程(了解)P221
得,规定对应于临界水深的水利要素以脚标K,则
.对于矩形断面明渠, ,代入得 ,即临
界流的流速水头是临界水深的1/2.再代入 ,得
,即临界水深是最小断面比能的2/3.
断面为任意形状时，临界水深的计算(了解)见P222(试算法和图解法) 重要例题:例题6.1
6.4.5临界底坡法(只适用于均匀流)
第七章 水跃
7.1水跃 当明渠中的水流又急流状态过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然
跃起的特殊局部水力现象
,即在较短的渠道内水深从小于临界水深急剧的跃到大于临界水深.这种特殊的
局部水力现象称为水跃. 跃高 跃后水深与跃前水深之差
跃长 跃前断面至跃后断面的水平距离 完全水跃 有表面旋滚的水跃
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发生完全水跃的条件Fr≥1.7
7.2棱柱体水平明渠的水跃方程及其推导过程(由于水跃过程中能量损失无法计
算,,故无法使用能量方程.对 跃前断面1-1和跃后断面2-2应用动量方程得
.
然后作三点假设:
⑴设水跃前后断面处的水流为渐变流,其动水压强分布规律和静水压强
同,⑵设
⑶设
又有连续性方程代入动量方程即可得出水跃方程
7.3水跃函数 当明渠中断面形状，尺寸以及流量一定时，水跃方程的左右两边
都仅是水深的函数，此函数 称为水跃方程.即
7.4共轭水深 水跃方程左右两边所对应的两个水深就叫做共轭水深。 7.5水跃函数曲线及其特性P274 例题7.1，7.2很重要
7.6矩形明渠共轭水深的计算(已知量代入水跃方程,即可算出共轭水深.其中有
可能涉及到弗劳德数,应记清 楚)
7.7矩形明渠共轭水深的计算公式及水跃效能效率计算公式尽量记住，有可能会
考计算，公式推导过程要 了解
第八章 堰流及闸孔出流
8.1堰流及闸孔出流(P291) 8.2堰流的类型
壁堰流 ，续增加,若
水流特性将不再属于堰流而是明渠了.这时的沿程水损不能忽略. 8.3堰流的基本公式即流量公式 对堰前断面1-1和堰后断面2-2列能量方程.特点:1-1断面属于渐变流,2-2断面属于急变流,过水断面测压管水头不为常数,用
上游存在行近流速,考虑局部水损(在堰流中只考虑局部水损);令
，
如果堰坎宽度继
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, 称为堰顶全水头.令, 为修正系数.这样就可以求
出速度.然后设2-2断面的水舌厚度为,为反映堰顶垂直
收缩的系数.则过水断面积为,故通过的流量, 式中
称为流速
系数.令 称为堰的流量系数，则, 这就是堰流的基本
公式.
8.4堰流的基本公式中各字母的含义
主要是反映局部水损的影响,是反映堰顶水流垂直收缩的程度,是代表堰顶
断面的平均测压管水头与堰顶全部水头之间的比例系数. 8.5各种类型堰的水力计算 8.6闸孔出流的水力计算
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