【3347】流体力学复习资料_图文-博泰典藏网
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【3347】流体力学复习资料_图文
导读：从力学观点看，由此可知弗劳德数的力学意义是代表水流的惯性力和重力两种作用的对比关系，明渠恒定均匀流——明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，则水深、断面平均流速及流速分布均沿程不变，称为明渠恒定均匀流；明渠恒定非均匀流——明渠恒定流中，如果流线不是平行直线，则称为明渠恒定非均匀流。二、底坡底线——明渠渠底与纵剖面的交线。底坡（渠道纵坡）——底线沿流程单位长度的降低值，以i表示。如上右图，i==
明渠恒定均匀流——明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，则水深、断面平均流速及流速分布均沿程不变，称为明渠恒定均匀流；
明渠恒定非均匀流——明渠恒定流中，如果流线不是平行直线，则称为明渠恒定非均匀流。 二、底坡
底线——明渠渠底与纵剖面的交线。
底坡（渠道纵坡）——底线沿流程单位长度的降低值，以i表示。
如上右图，i==sinθ
lθ很小，为便于量测和计算，以水平距离lx代替通常渠道底线与水平线的夹角
l，同时以铅垂断面作为过流断面，以铅垂深度h作为过流断面水深。 zb1-zb2
li 0； 底坡类型：正常坡（顺坡）——底线沿程降低，x
平底坡——底线高程沿程不变；
反底坡（逆坡）——底线高程沿程抬高。 三、棱柱形渠道与非棱柱形渠道
棱柱形渠道——断面的形状、尺寸沿程不变的长直渠道。过流断面面积只随水深改变，即A=f(h)
非棱柱形渠道——断面的形状、尺寸沿程有变化的渠道。过流断面面积既随水深改变，又随位置改变，即
明渠均匀流
明渠均匀流——流线为平行直线的明渠流动；也即具有自由表面的等深、等速流。
设想在产生均匀流动的明渠中取出一单位长度的流段进行分析。设此流段水体重量为G，周界的摩阻力为Ff，流段两端的动水压力各为P1、P2。从力学观点看，明渠均匀流是一种等速直线运动。则作用于流段上所有外力在流动方向的分力必相互平衡，即
P1+Gsinθ－P2－Ff＝0
式中θ为渠底线与水平线的夹角。
因为均匀流中过水断面上的压强按静水压强分布，而且各过水断面的水深及过水断面积相同，故P1=P2。则由上式可得
G sinθ＝Ff
上式表明：明渠均匀流中摩阻力Ff与水流重力在流动方向的分力相平衡。当G·sinθ≠Ff时，明渠中将产生非均匀流。 由于明渠均匀流的流线为一簇相互平行的直线，因此，它具有下列特性： 1．过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变。
2．过水断面上的流速分布、断面平均流速沿程不变；因而，水流的动能修正系数及流速水头也沿程不变。 3．总水头线、水面线及底坡线三者相互平行，即J=Jz=i。
注：因过水断面应与流线正交，故明渠均匀流的过水断面应为与底坡线相垂直(同时也与水面线相垂直)的平面，所以应在垂直于底坡线的方向量取水深值。但在实际工程中，如水电站的引水渠道，灌溉输水渠道等，底坡一般不大；为方便计，常用铅垂方向的水深h代替真实的水深h’；并用渠段的水平投影长度L代替渠段的实际长度L’。当底坡i≤0.1(θ≤6o左右)时，这样做对水深或长度引起的误差均小于1%。但当渠道坡度很大时，将引起显著的误差。
由于明渠均匀流有上述特性，它的形成就需要有一定的条件：
1．水流应为恒定流。因为在明渠非恒定流中必然伴随着波浪的产生，流线不可能是平行直线。 2．流量应沿程不变，即无支流的汇入或分出。
3．渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠，粗糙系数沿程不变。 4．渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰。
显然，实际工程中的渠道并不是都能严格满足上述要求的；特别是许多渠道中总有这种或那种建筑物存在，因此，大多数明渠中的水流都是非均匀流。但是，在顺直棱柱体渠道中的恒定流，当流量沿程不变时，只要渠道有足够的长度，在离开渠道进口、出口或建筑物一定距离的渠段，水流仍近似于均匀流，实际上常按均匀流处理。至于天然河道，因其断面几何尺寸、坡度、粗糙系数一般均沿程改变，所以不会产生均匀流。但对于较为顺直、整齐的河段，当其余条件比较接近时，也常按均匀流公式作近似解。 一、明渠均匀流形成的条件及特征
(h1+?)=++0h=h=++pzh121220
ρg2g明渠均匀流： ρgv2=,α=α2,hw=hf?zh1则：
22在均匀流如图取过流断面pα1-1v，2-2列伯努利方程：pαv
上式表明：明渠均匀流的条件是因渠底降低所减小的位能，等于
的能量而水流的动能维持不变。所以，明渠均匀流只能出现在底坡不状尺寸、粗糙系数都不变的顺坡长直渠道中。人工渠道一般基本符合明渠均匀流计算。
明渠均匀流特点：各项坡度皆相等，即 J=Jp=i （总水头线、测压管水头线与渠底线平行，坡度相等） 二、过流断面的几何要素
如图，基本量：b——底宽；
h——水深，均匀流的水深沿程不变，称为正常水深，习惯上以h0表示；
过流断面积
A=(b+mh)hm==cotα m——边坡系数，表示边坡倾斜程度的系数，
?h2? 导出量：
变，断面形条件，可按
A?三、明渠均匀流的基本公式
x?v=C第六章得到均匀流动水头损失公式——谢才公式
适用于有压
管道均匀流和明渠均匀流。
与渠道底坡i相等，则
明渠均匀流的基本
K==R=Q=AvAC
K——流量模数， Ki11/6
C——谢才系数，C=R
nn——粗糙系数，见表6-3。 四、明渠均匀流的水力计算
明渠均匀流的水力计算分为三类基本问题，以梯形断面渠道为例分述如下：
1．验算渠道的输水能力
过流断面积
2?和C=（1） 由：
得到A,R,C；
Ri得到流量。
2．决定渠道底坡
已知过流断面形状、b,h,m,n,Q。
五、水力最优断面和允许流速 1．水力最优断面
i随地形而定，n决定于壁面材料，因此，Q决定于过流断面的大小和形状。
水力最优断面——当i,n,A一定，使所通过的流量Q最大的断面形状，或者使水力半径R最大，即湿周x最小的断面形状。
（2）Q=Ki?i=
3．设计渠道断面
已知Q,i,m,n，决定b,h
2．梯形渠道边坡系数m一定时的水力最优断面
一个基本公式计算b,h两个未知数，有多组解答，为得到确定解，需另外补充条件： （1）（由通航或施工条件）定h，求b
为避免直接由式Q=Av=AC
?A=(b+mh)h
Ri=Ki求解的困难，定不同b值，作K=f(b)曲线，再由已知值计算出
代入湿周关系式
x=-mh+2h+m
i，在K=f(b)曲线上找出KA所对应的b值。
即对上式求x=f(h)的极小值，令
（2）定b，求h
作K=f(h)曲线，然后找出K
=Q/i所对应的h值。
xmin存在，将A=(b+mh)h代入
=--m+2+m=0求解，得到
水力最优梯形断面的宽深比βh=
（3）宽深比β=
?=2(+m-m) ?h?h
已定，求相应的b,h。
水力最优矩形（m=0）断面的宽深比
小型渠道的宽深比β可按水力最优条件（后面讲到）β=βh=2(+m-m)给出，大型渠道的宽深比β由
综合技术经济比较给出。
宽深比β，b,h只有一个独立未知量，同样，作K=f(b)或K=f(h)曲线，找出KA=Q/i相应的b或h值。 A=Q
[v]max，确定相应的b,h值 （4）限定最大允许流速[v]max)h
?(nv?)hb+mh又
梯形断面，将水力最优条件b==2(+m
-m)h代入R=
(b+mh)hb+2h+m
上式表明：在任何边坡系数m的情况下，水力最优梯形断面的水力半径Rh为水深h的一半。
3．渠道的允许流速
渠道的允许流速——设计流速在不冲刷渠床，也不使水中悬浮的泥沙沉降淤积的不冲不淤的范围内的流速。即
[v]max&v&[v]min（流速在不冲允许流速有不淤允许流速之间）
[v]max——渠道不被冲刷的最大允许流速，即不冲允许流速；大小决定于土质情况、护面材料，以及通过流量等因素，
0.4m/s,0.6m/s。
[v]min——渠道不被淤积的最小允许流速，即不淤允许流速；防止悬浮泥沙淤积，水草滋生，分别为
无压圆管均匀流
(θ-sinθ)??8??
?d??2θ???
对上式求导，并令
无压圆管——指圆形断面不满流的长管道。 一、无压圆管均匀流的特征
与前述明渠均匀流相同：J=Jpi
Q=ACRi 二、过流断面的几何要素
如图，基本量：d——直径；
h——水深；
α——充满度，α= d
A=(θ-sinθ)?θ——充满角，hd
过流断面面积水深与充满角关系：
2表8-4为不同充满度的圆管过流断面的几何要素。 ?
用同样方法
=0，解得水力最优充满角
水力最优充满度：αh=sin
?n?4sinθ???1- ??
=0，解得过流速度最优的充满角和充满度：θh=257.5，αh=0.81。
图8-16为无量纲参数图，P216。 五、最大充满度、允许流速
最大充满度——（对于污水管道）为避免因流量变动形成有压流，规定管道的最大充满度，见表8-5。
明渠流动状态
明渠流动状态：缓流和急流 （一般明渠水流有三种流态，即缓流、临界流和急流。） 一、微幅干扰波波速，弗劳德数
1．微幅干扰波波速
为了了解三种流态的实质，我们可以观察一个简单的实验：
若在静水中沿铅垂方向丢下一块石子，水面将产生一个微小波动，这个波动以石子着落点为中心，以一定的速度c向四周传播，平面上的波形将是一连串的同心圆。这种在静水中传播的微波速度c称为相对波速。若把石子投入流动着的明渠均匀流中，则微波的传播速度应是水流的流速与相对波速的向量和。当水流断面平均流速v小于相对波速c时，微波将以绝对速度v-c向上游传播，同时又以绝对速度v+vw向下游传播，这种水流称为缓流。当水流断面平均流速v等于相对流速c时，微波向上游传播的绝对速度为0，而向下游传播的绝对速度为2c，这种水流称为临界流。当水流断面平均流速v大于相对波速ｃ时，微波只以绝对速度v+ｃ向下游传播，而对上游水流不发生任何影响，这种水流称为急流。
由此可知，只要比较水流的断面平均流速v和微波相对速度ｃ的大小，就可判断干扰微波是否会往上游传播，也可判别水流是属于哪一种流态。
v＜ｃ时，水流为缓流，干扰波能向上游传播。
v＝ｃ时，水流为临界流，干扰波不能向上游传播。 v＞ｃ时，水流为急流，干扰波不能向上游传播。
R=三、无压圆管的水力计算
无压圆管的水力计算也有三类问题：
1．验算输水能力
已知d,n,i有充满度α（由室外排水设计规范确定），求Q 由d,α查表得A,R 18-41/6
C=RnQ=ACRi
2．决定管道坡度
已知d,α,n,Q
2由d,α8-4得A,R Q1查表1/6
nK3．计算管道直径
已知Q,i,n，充满度α按有关规范预先设定，求d。
按α查表8-4得A,R与直径d的关系，代入基本公式
Q=AC四、输水性能最优充满度
d?sinθ?? 1-?4?θ???
Ri=f(d)解出d。
最优充满度——对于一定的无压管道（d,n,i一定），流量Q随水深h变化，某一水深h时输水能力达最大值相应
的充满度为最优充满度。
(θ-sinθ)， x=
θ代入上式得
B在实际工程上水流都是流动的，设水流的断面平均流速为v，则微波传播的绝对速度c'应是静水中的相对波速ｃ与水
为断面平均水深，A为断面面积，B为水面宽度。
流流速的代数和，即 A
c'=v±c=v±g
当v c，c'有正，负值，表明微波即向下游传播，又能向上游传播，这种流态相当是缓流； 当v c，c'只有正值，表明微波只向下游传播，不能向上游传播，这种流态相当是急流；
当v=c，c'有正，负值，干扰波向上流传播的速度为零，这种流动状态称为临界流，这时的明渠流速称为临界流速，A以vc表示，v=c=vc=gh=g。矩形断面渠道vc=gh
B即，v&vc时，为缓流
v=vc时，为临界流 v&vc时，为急流 2．弗劳德数Fr A将式v=c=vc=gh=g
vcB=v=1v v
==弗劳德数
Fr&1,v&vcc，流动为缓流； hg
Fr&1,v&vc，流动为急流；B
22 Fr=1v,v=vvc，流动为临界流/2g2
ghh/2表明，弗劳德数的平方值代表了单位重量液体的动能与平无势能之半的比值。当水流的平均势能等于平均动能的二倍
时，弗劳德数Fr＝1，水流是临界流。弗劳德数愈大，意味着水流的平均动能所占的比例愈大。
弗劳德数的物理意义，还可以从液体质点的受力情况来认识。设水流中某质点的质量为dM，流速为u，则它所受到的惯性力和重力之比开平方的量纲式与弗劳德数相同。由此可知弗劳德数的力学意义是代表水流的惯性力和重力两种作用的对比关系。当这个比值等于l时，恰好说明惯性力作用与重力作用相等，水流是临界流。当Fr＞1时，说明惯性力作用大于重力的作用，惯性力对水流起主导作用，这时水流处于急流状态。当Fr＜l时，惯性力作用小于重力作用，这时重力对水流起主导作用，水流处于缓流状态。 二、断面单位能量，临界水深
1．断面单位能量
对于渐变流，若以０—０为基准面，当明渠底面与水平面的夹角很小时，则过水断面上单位重量液体所具有的机械能
2为 pαv E=z++断面单位能量——单位重量液体相对于通过该断面的最低点的基准面的机械能，以e表示。
如果我们把参考基准面选在渠底这一特殊位置，把对通过渠底的水平面0’—0’所计算得到的单位能量称为断面比能并
22以e来表示，则 αvαQ
2eg是过水断面上单位液体总能量2gA不难看出，断面比能E的一部分，二者相差的
数值乃是两个基准面之间的高差z0。
由上式可知，当流量Q和过水断面的形状及尺寸一定时，断面比能仅仅是水深的函数，即e=f(h)，按照此函数可以绘出断面比能随水深变化的关系曲线，该曲线称为比能曲线。很明显，要具体绘出一条比能曲线必须首先给定流量Q和断面的形状及尺寸。对于一个已经给定尺寸的断面，当通过不同流量时，其比能曲线是不相同的；同样，对某一指定的流量，断面的形状及尺寸不同时，其比能曲线也是不相同的。
假定已经给定某一流量和过水断面的形状及尺寸，现在来定性地讨论一下比能曲线的特征。由上式可知，若过水断面积A是水深h的连续函数，当h→0时，A→0，则e→∞。当h→∞时，A→∞，则e→∞。若以h为纵坐标，以e为横坐标，根据上述讨论，比能曲线是一条这样的曲线，其下端以水平线为渐近线，上端以与坐标轴成450夹角并通过原点的直线为渐近线，该曲线在K点断面比能有最小值emin。K点把曲线分成上下两支。在上支，断面比能随水深的增加而增加；在下支，断面比能随水深的增加而减小。
若将e对h求导，并化简得：
上式说明，明渠水流的断面比能随水深的变化规律是取决于断面上的弗劳德数。 对于缓流，Fr＜1，则对于急流，Fr
dedhdedhdedh
＞0，相当于比能曲线的上支，断面比能随水深的增加而增加； ＜0，相当于比能曲线的下支，断面比能随水深的增加而减少；
对于临界流，Fr=1，则2．临界水深
=0，相当于比能曲线上下两支的分界点，断面比能为最小值。
临界水深——渠道断面形状尺寸和流量一定的条件下，相应于断面单位能量最小的水深。
为求e=f(h)的极小值，令
上式是临界水深hc的隐函数式
即：临界水深hc对应的流速是临界流速vc。
流动为缓流； h&hc
流动为急流； h=hc
流动为临界流；
计算临界水深：以Ac,Bc分别表示水深为临界水深hc时的过水断面面积和水面宽度，
等号左边已知，右边是hc的函数，则可求解出hc。 对于矩形断面渠道，水面宽恒等于低宽B=b，代入上式得
∑F=ρQ(β2v2-β1v1)
=P1-P2=ρgyc1A1-ρgyc2A2
?ρgyc1A1-ρgyc2A2=ρQ
q=——单宽流量。
平坡棱柱形渠道中水跃的基本方程。
三、临界底坡
正常水深h0——在断面形状尺寸和壁面粗糙一定，流量也一定的棱柱形渠道中，均匀流的水深即正常水深；h0的大
小取决于底坡i，不同的底坡i有相应的正常水深，i越大h0越小。
Q=AcCcRcic?临界底坡ic——正常水深正好等于该流量下的临界水深，相应的渠道底坡称为临界底坡；即h0=hc,i=ic。 gxc?32
临界底坡时，满足
AcαQ??ic=2
=αCcBc宽浅渠道
xc≈Bc ?ggBc
2αCcCc,xc,Bc——分别为临界水深对应的谢才系数、湿周和水面宽度。
i&ic为缓坡；i&ic为急坡或陡坡；i=ic为临界坡。 对于均匀流，三种底坡的渠道中均匀流分别为三种流动：
均匀流是缓流； i&ic
均匀流是急流； i=ic
均匀流是临界流。
即缓坡渠道中的均匀流是缓流，急坡渠道中的均匀流是急流。
注：断面在一定的棱柱形渠道中，临界水深hc同流量有关，则相应的Cc,xc,Bc各量同流量有关，ic的大小也同流量有关。
水跃和水跌
说明：水跃区单位时间内，流入跃前断面的动量与该断面动水总压力之和，同流出跃后断面的动量与该断面动水总压力之和相等。
yc1,yc2——分别为跃前、跃后断面形心点的水深；
A1,A2——分别为跃前、跃后断面的面积。
上式中A和yc都是水深的函数，其余量均为常量，所以可写出下式
J(h)称为水跃函数，类似断面单位能量曲线，可以画出水跃函数曲线，如上图，有J(hc)=Jmin，即水跃函数
最小值的水深等于该流量在已给明渠中的临界水深hc。
1．水跃现象 当h&hc时，J(h)随水深增大而增大；当h&hc时，J(h)随水深增大而减小。
水跃——明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时，水面骤然跃起的局部水力现象。 水跃区的几何要素有：
22QQ跃前水深h'——跃前断面（表面水滚起点所在过水断面）的水深；
+yc1A1=+yc2A2可简写为 这样，水跃方程式
跃后水深h''——跃后断面（表面水滚终点所在过水断面）的水深； gA1gA2水跃高度
a=h''-h'
水跃长度lj——跃前断面与跃后断面之间的距离。
J(h')=J(h'') 水跃集中消耗大量机械能，可达跃前断面急流能量的60～70%，水跃成为主要
的消耗方式。 2．水跃方程 h',h''——分别为跃前和跃后水深。是使水跃函数值相等的两个水深，这一对水深称为共轭水深。由图可看出，跃前
假定：（1）渠道边壁摩擦阻力较小忽略不计；
（2）跃前、跃后断面的渐变流断面，面上动水压强按静水压强的规律分
水深愈小，对应的跃后水深愈大；反之跃前水深愈大，对应的跃后水深愈小。
（3）跃前、跃后断面的动量校正系数β1
1。 3．水跃计算
1 ）共轭水深计算
设平坡棱柱形渠道，通过流量Q时发生水跃。跃前断面水深h'，平均流速v1；跃后断面水深h''，平均流速v2。
取跃前断面1-1，跃后断面2-2之间的水体为控制体，列流动方向总流的动量方程
若已知共轭水深中的一个（跃前水深或跃后水深），算出这个水深相应的水跃函数J(h')或J(h'')，再由式
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相关内容搜索水力半径R：过流断面面积与湿周的比值；紊流脉动：紊流各层质点相互掺混，无规则运动，导致；瞬时流速u：某一空间点的实际流速，在紊流流态下随；断面平均流速?：过流断面上各点流速的断面平均值，；紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力紊流流速分；当量粗糙：是以工业管道紊流粗糙区实测的?值代入尼；当量直径de：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆；边界层：考虑粘性影响的
水力半径R：过流断面面积与湿周的比值。
紊流脉动：紊流各层质点相互掺混，无规则运动，导致其物理量也随之无规则变化的现象。
瞬时流速u：某一空间点的实际流速，在紊流流态下随时间脉动，
时均流速u：某一空间点的瞬时流速在时段T内的时间平均值， 脉动流速u′：瞬时流速与时均流速的波动值。
断面平均流速?：过流断面上各点流速的断面平均值，
粘性底层：仅靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层。
紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力 紊流流速分布一般表达式：，该公式适用于除粘性底层以外的整个过流断面。
当量粗糙：是以工业管道紊流粗糙区实测的?值代入尼古拉兹粗糙圆管公式反算得出的粗糙高度ks。
当量直径de：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径
边界层：考虑粘性影响的薄流层。
绕流阻力D：流体绕物体流动，平行于来流方向上的力，包括摩擦阻力和压差阻力，
造成局部水头损失的原因：主流脱离边壁，漩涡区的形成。
边界层的特征：边界层内流速梯度很大，考虑粘性影响；以外流速梯度约为0，相当于无粘性流体的运动。
第五章 孔口、管嘴出流和有压管流
孔口出流：在容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象。其水头损失
只考虑局部水头损失jh。
薄壁孔口：孔口出流时，水流与孔壁仅在一条周线上接触，壁厚对水流无影响的孔口。
自由出流：水由孔口流入大气的水力现象。
淹没出流：水由孔口直接流入另一部分水体的水力现象。
管嘴出流：在孔口上对接3-4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流动的水力现象。
有压管流：流体沿管道满管流动的水力现象。
短管：沿程水头损失和局部水头损失所占比重相当，两者都不能忽略的管道。
长管：以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比例很小，可以忽略或按沿程水头损失的某一百分比估算的管道。
简单管道：沿程直径和流量都不变化的管道。
串联管道：由直径不同的管段顺序连接起来的管道。
并联管道：在两节点之间并联两根或两根以上的管道。
水击（水锤）：在有压管道中，由于某种原因，使水流速度突然发生变化，同时引起压强大幅度波动的现象。
直接水击：阀门关闭时间小于一个相长，最早发出的水击波的反射波回到阀门之前，阀门已全关闭，此时阀门处的水击压强与瞬时关闭相同。
间接水击：阀门关闭时间大于一个相长），最早发出的水击波的反射波回到阀门之时，阀门还未完全关闭，此时阀门处正负水击波相叠加，
使阀门处的水击压强小于直接水击压强。
（简答）孔口、管嘴出流和有压管流各自的水力特点是：（1）孔口、管嘴出流只 有局部水头损失，不计沿程水头损失，jwh h?；（2）短管的局部水头损失和沿程水头损失都要计入，；（3）长管的局部水头损失和流速水头的总和同沿程水头损失相比很小，按沿程水头损失的某一百分数估算过忽略不计。
管嘴出流收缩断面的真空高度：，相当于把孔口的作用水头增大75%，因此在相同的作用水头下，同样开口面积，管嘴的过流能力是孔口过流能力的1.32倍。
第六章 明渠流动
明渠流动：水流的部分周界与大气接触，具有自由表面的流动。又称为无压流。
明渠流动的特点：重力作用、底坡影响、水深可变。
底坡：底线沿流程单位长度的降低值。
底坡类型：i&0，为正底坡或顺坡；i=0,为平底坡；i&0，为反底坡或逆坡。
渠道类型：棱柱形渠道和非棱柱形渠道。
棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道。
非棱柱形渠道：断面形状、尺寸沿程有变化的渠道。
明渠均匀流：流线为平行直线的明渠水流，是具有自由表面的等深、等速流。
正常水深h0：明渠均匀流的水深。
水力最优断面：当i、n和A一定，湿周最小而流量最大的断面。
无压圆管：圆形断面不满管流的长管
水力最优充满度：在满流之前，输水能力达到最大值时相应的充满度。
缓流：对于底坡平缓的渠道或河道，水流流动缓慢，遇到障碍物，障碍物前水面壅高，且壅高水位向上游传播。
急流：对于底坡较陡的渠道或河道，以及瀑布险滩，水流流动较快，遇到障碍物后，水面隆起越过，上游水面不壅高，障碍物对上游来流无影响。
弗劳德数：明渠流速与临界流速的比值，。
断面单位能量：相对于通过该断面最低点的基准面的机械能，
临界水深hc：断面单位能量最小时对应的水深。
临界底坡ic：正常水深正好等于该流量下的临界水深时相应的渠道底坡。 正底坡或顺坡类型：i&ic，为缓坡； i=ic，为临界坡；i&ic，为急坡或陡坡。
水跃：明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时水面骤然跃起的急变流现象。
水跃区包括水滚区和主流区。
共轭水深：使水跃函数值相等的两个水深)()(&'hJhJ?。
水跌：明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时水面急剧降落的急变流现象。 特征：缓流以临界水深通过跌坎断面或变为急坡的断面过渡到急流。
明渠非均匀流：流线不是平行直线的流动，是具有自由表面的不等深、不等速流，分为：非均匀渐变流和非均匀急变流。
水面曲线：明渠非均匀流水深沿程变化，水面线)(sfh?是和渠底不
平行的曲线，称为水面曲线。
水面曲线分析总结 ：以21Fr Jidsdh ???为依据；正常水深h0线和临界水深hc线将流动区域分为12个区域，共存在12种水面曲线，1、3区为壅水曲线，2区为降水曲线，而且每一区域内水面曲线也是唯一的；除C1、C3型水面线外，其他所有水面线在h→h0时，都以N-N线为渐近线，在h→hc时，与C-C线正交，发生水跃或水跌。
（简答）明渠均匀流形成的条件、特征及基本公式：条件：位能沿程减少值等于沿程水头损失，而水流的动能保持不变。特征：各项坡度皆相等，。
（明渠均匀流只能出现在顺坡 长直渠道中）
明渠均匀流正常水深的影响因素：正常水深与流量和渠道断面的形状、尺寸、壁面粗糙及渠道底坡诸因素有关，对于梯形断面渠道。
明渠均匀流水力计算解决的问题：验算渠道的输水能力（），决定渠道底坡），设计渠道断面。
明渠流动状态判别：（1）C V? ?? ?????，流动为临界流 为急流，为缓流，ccc V流动V 流动V VVV（2） rF? ?? ?????，流动为临界流 为急流，为缓流，1r流动1r
流动1r FFF
（3）Ch ? ?? ?????，流动为临界流 为急流，为缓流 ，ccchh流动hh流动hh （4）Ci ? ?? ?????，均匀流为临界流 ，均匀流为急流，均匀流为缓流 ccciiiii i
注意: CV、rF、Ch作为判别标准是等价的，对均匀流和非均匀流都适用，Ci作为判别标准只适用于明渠均匀流。
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