一、明渠及水流的概念
明渠在自然界和實際水利工程中極為常見,明渠中的水流是具有自由水面、在重力作用下流動的水流。因此明渠水流的水力要素和邊界條件也將隨時間和空間而改變,明渠的橫斷面形狀、類型很多,受地形、地質、地貌、工程材料及管理等因素的影響,邊界條件十分復雜。根據水流運動要素是否隨時間改變,將水流分為恒定流與非恒定流。在恒定流中,又根據水流的運動要素是否沿程變化,將水流分為均勻流與非均勻流。明渠均勻流是指水力要素隨時問和空間不發生變化的水流,是明渠水流中最基本、最簡單的水流形態,是明渠水力計算的`基礎。根據明渠均勻流的基本特征,要形成均勻流就必須具備一定的條件:一是明渠水流必須是恒定流,且流量沿程不變,無支流的流入和流出;二是明渠為長直棱柱體正坡渠道;三是明渠的底坡、糙率沿程不變;四是明渠中不得有障礙物阻擋水流。嚴格地講,完全符合以上條件的明渠很少,因此均勻流在實際水流中極少發生,一般將大致符合這些條件的明渠水流近似地看作均勻流。在明渠中,盡可能使渠軸線順直、斷面尺寸和底坡沿程不變,基本滿足均勻流的條件,天然河道的水流多為非均勻流。然而,為簡化分析計算,通常將較為順直整齊、糙率基本一致、河床穩定的單式斷面河段中的水流視為均勻流。
二、工程條件
三、導流明渠設計
(一)設計參數
(二)具體計算
四、結論
通過以上導流明渠的計算分析,能很快地掌握施工導流明渠的初步設計。在實際工程應用中導流明渠兩邊的邊坡往往都是黏土或是砂礫石材料,很少用塊石或是混凝土護面,這樣明渠中的水流速度往往超過了明渠的不沖流速,對于此種情況可以采取在坡面上用編織袋與土工膜相結合的方法對邊坡進行防護,相對于塊石和混凝土而言都是比較經濟的,從而節約了工程成本也加快了施工進度。
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