明槽水面曲線

槽首、槽尾、進(jìn)流、出流邊界條件的不同或槽內(nèi)建筑物所形成的控制水深的不同，可以形式各式各樣的水面下。其中棱柱形槽漸變流的水面線分析最簡(jiǎn)單。

在棱柱形明渠中發(fā)生漸變流時(shí)，根據(jù)明渠底坡、流量、斷面形式、上下游進(jìn)出流邊界條件或明渠內(nèi)建筑物所形成控制水位的不同，可形成12種類型的明渠水面曲線。

(1)明渠底坡有正坡（i>0）、平坡（i=0）、負(fù)坡（i<0）三大類。根據(jù)流量、渠身形狀和糙率的不同，正坡明渠又分為緩坡、陡坡和臨界坡3種情況。

(2)在分析和計(jì)算水面線時(shí)，必須從控制斷面處的控制水深開始。急流狀態(tài)時(shí)由上游控制水深開始向上游分析計(jì)算，在分析水面線之前，應(yīng)在明渠底坡線的上面繪制正常水深軌跡線N-N和臨界水深軌跡線C-C，這樣將渠底線以上空間分1、2、3三個(gè)區(qū)域，見圖（a）、圖（c），用以確定水深沿程變化的趨勢(shì)。對(duì)平坡和負(fù)坡明渠，只有臨界水深線C-C線重合，流動(dòng)只分成1和3兩個(gè)區(qū)域，見圖（e）。

(3)由于明渠邊界條件與水流狀態(tài)不同，可以形成各種非均勻流水面曲線。其中棱柱形明渠漸變流水面線就有12種，主要是壅水與降水兩類曲線，如水深沿程增加，dh/ds>0，為壅水曲線；水深沿程減小，dh/ds<0，為降水曲線。所以分析水面曲線形式時(shí)，應(yīng)主要分析dh/ds的正負(fù)。

(4)分析水面線時(shí)，還有一個(gè)dh/ds的極值問題。當(dāng)水深（h）趨近正常水深時(shí)，dh/ds趨近于0，各種水面線均漸近正常水深線N-N。當(dāng)h趨近臨界水深時(shí)，水流流態(tài)將接近臨界流態(tài)，dh/ds趨于無窮大，各種水面線的切線將與C-C線正交，此時(shí)，水深變化的連續(xù)性發(fā)生間斷而呈急變流動(dòng)。沿著水流方向，從緩流過渡到急流，以水跌方式通過臨界水深；從急流過渡到緩流，以水躍的方式通過臨界水深。

明槽中非均勻流有減速與加速運(yùn)動(dòng)，其相應(yīng)地水面下也分為兩類：減速流動(dòng)水深沿程增加，稱雍水曲線；加速流動(dòng)水深沿程減小，稱降水曲線。由于明槽底縱坡的不同，所以通過的流量變化，槽首、槽尾、進(jìn)流、出流邊界條件的不同或槽內(nèi)建筑物所形成的控制水深的不同，可以形式各式各樣的水面下。其中棱柱形槽漸變流的水面線分析最簡(jiǎn)單。

在棱柱形明渠中發(fā)生漸變流時(shí)，根據(jù)明渠底坡、流量、斷面形式、上下游進(jìn)出流邊界條件或明渠內(nèi)建筑物所形成控制水位的不同，可形成12種類型的明渠水面曲線。

水面曲線，明渠非均勻漸變流縱剖面的水面線。河渠底坡變化或河渠中設(shè)置水工建筑物(如閘、壩等)都將引起水面曲線的變化。正確估算河渠水面曲線的變化是水工建筑物設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。

曲線的名稱M、S、C、H、A相應(yīng)代表緩坡、陡坡、臨界坡、平坡、負(fù)坡上有關(guān)水面曲線的名稱 。2100433B