16、明渠水流计算：渐变流与急变流解析

明渠水流计算：渐变流与急变流解析

1. 渐变流计算问题概述

渐变流计算涉及多个实际工程场景下的水流问题求解。下面为大家列举几种典型的渐变流计算问题：
|问题编号|问题描述|
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|6 - 22|有一梯形渠道，底宽为 10 m，边坡为 1.5H : 1V，流量为 80 m³/s，渠道底坡为 0.002，糙率 n = 0.015。计划修建一座大坝，使水位抬高至 10 m，需求出大坝上游 250 m、500 m 和 750 m 处的水流深度。|
|6 - 23|10 m 宽的矩形渠道，底坡为 0.001，正常水深为 2 m，糙率 n = 0.020。修建桥梁使上游水位抬高 1 m，需要确定距桥梁多远的地方水流深度为 2.5 m。|
|6 - 24|岩石渠道，糙率 n = 0.035，底坡为 0.001，水流深度为 3 ft，需要计算流量、临界水深，并判断水流是临界流、亚临界流还是超临界流。|
|6 - 25|10 m 宽的矩形渠道，底坡为 0.001，正常水深为 2 m，糙率 n = 0.020。修建桥梁收缩渠道，使上游水位抬高 2 m，需要确定距桥梁多远的地方水流深度为 3.5 m。|
|6 - 26|对于某梯形渠道，下游端水深比正常水深抬高 f + 5 m（f 为出生年份的最后一位数字），需要计算水面曲线，直到水深为 1.1 倍正常水深。研究生需用两种方法计算，本科生用一种方法。|

这些问题在实际的水利工程设计和分析中非常常见，准确计算渐变流的水面曲线和水流参数，对于确保渠道的安全运行和合理设计至关重要。

2. 急变流的基本概念

在之前讨论的均匀流和渐变流中，流