如何处理明渠的非均匀流？

6.1.5.1　明渠水流的三种流态

明渠水流一般有急流、缓流和临界流三种流态。三种流态的判别条件见表6.1-3。表6.1-3中的弗劳德数Fr表征了惯性力与重力的比值，用式（6.1-22）计算，弗劳德数越大，意味着惯性对水流起主导作用。矩形断面的临界水深可用式（6.1-23）计算。等腰梯形断面的临界水深用式（6.1-24）试算得到。临界底坡用式（6.1-24）计算。

表6.1-3　明渠水流流态判别表

式中　 Q——流量，m3/s；

　　　v、——过流断面的平均流速（m/s）和平均水深（m）；

　　　b、m——梯形断面的底宽（m）和边坡系数；

　　　Bk、χk、Ck——临界水深对应的水面宽度（m）、湿周（m）和谢才系数（m1/2/s）；

　　　α——动能修正系数。(www.xing528.com)

6.1.5.2　明渠恒定非均匀渐变流水位微分方程

明渠恒定非均匀渐变流水位沿程变化微分方程为式（6.1-26）。式（6.1-26）既适用于棱柱体明渠，也适用于非棱柱体明渠，可用于计算天然河道水流的水位变化。

式中　Q——流量，m3/s；

　　　K——流量模数，m3/s；

　　　ζ——局部水头损失系数；

　　　α——动能修正系数，对平原河流一般取1.15～1.5，对山区河流一般取1.5～2.0。

　　　α可用式（6.1-27）计算。

式中　C——谢才系数，m1/2/s。