一级结构师

天然河道和输水渠、排水沟、无压涵洞等人工渠道以及不满流管道中的水流称为明渠    水流。它们都具有自由表面，表面上各点压强一般都等于大气压强，相对压强为零。所以明渠水流又称为无压流动。与有压管流是不同的。

明渠水流的运动要素不随时间变化的称为明渠恒定流；沿流线不变化的称为明渠均匀流，反之则称为明渠非恒定流和非均匀流。

通常θ很小，所以习惯上常采用两断面间的水平距离来代替s，则：

    i=tgθ    (6—6—2)

如图6-6-1(a)i>0称为顺坡渠道；图6-6-1(b)i=0称为平坡渠道；图6-6-1(c)i<0称为逆坡渠道。

由于i一般不大，与水流垂直的过水断面一般均近似用铅垂断面来代替。

明渠水流在一般情况下常以非均匀流出现，只有在特殊情况下，才会出现均匀流。以下是形成明渠均匀流的条件：长而直的棱柱形渠道；底坡i>0，且保持不变；渠道的粗糙情况沿程没有变化；渠中水流为恒定流，且沿程流量不变。只有满足以上全部条件，才会形成明渠均匀流。

明渠均匀流流线为平行直线，过水断面的形状、尺寸、水深、流量、断面平均流速、断面上的流速分布沿程均不变。所以水面线与渠底平行，总水头线与水面线平行(水面线即测压管水头线)，水力坡度与测压管坡度与底坡均相等。即

    J=J_p=i    (6—6—3)

水力坡度／表示单位长度上的损失，底坡i表示单位长度上液体位能的减少。所以明渠均匀流是在特定条件下，作用在液流上的重力和阻力相平衡的产物。它的计算特别简单，因此虽然实际工程中常遇到明渠非均匀流，但在长直的顺坡人工沟渠中，取最大流量来校核渠道的通过能力，或按最大流量来设计断面时，按均匀流计算可以很方便地得到足够正确的结果。