明渠非均匀流水面曲线演示实验

水利与土木工程学院—在线实验教学系统 明渠非均匀流水面曲线演示实验主讲：王素芬

实验目的和要求 1. 演示在不同底坡情况下矩形水槽中非均匀渐变流的几种主要水面曲线及其衔接型式。 2．加深对非均匀渐变流水面曲线的感性认识，加深对理论知识与水面曲线计算方法的理解。

实验原理 棱柱形明渠非均匀渐变流水深沿程变化的微分方程式

实验原理

实验设备

实验步骤 1.开启进水阀门，放水入槽；测定流量（为2-3 l/s），并算出临界水深及临界底坡值。调整上下游升降机构，使水槽坡度为临界坡，并校核槽内水深应与接近，此时槽中应为临界流。放下闸门①，使其开度小于，即可出现C1和C3壅水曲线。图3

实验步骤 2．调整上下游槽底坡度，使（为缓坡）和（为陡坡），流量不变。此时在水槽上游段下部出现 M2 型降水曲线，在下游段的上部出现 S2 降水曲线，M2 和S2 二段曲线通过相衔接。M2曲线的上游趋向明槽上游段正常水深，S2曲线的下游趋向明槽下游段正常水深沿流程用测针量测S2型曲线中不同断面的水深及各断面的距离并作详细记录。图4

实验步骤 3. 在同样底坡和情况下，放下闸门①②③，使其相应的闸门开度分别小于和此时在上游槽中可以出现M1和M3型壅水曲线，在下游槽中出现 S1 和 S3 型壅水曲线。沿流程用测针量测M1型壅水曲线段中不同断面的水深及各断面的距离并作详细记录。图5

实验步骤 4.调整水槽底坡使和，将所有闸门打开，此时便可出现H2和A2型降水曲线。图6

实验步骤 5．在上述同样底坡情况下，放下闸门①和②，使其开度都小于此时便可出现H3和A3型壅水曲线。图7

分析思考题 1.在图4中无水跃发生，而在图5中则有两个水跃出现，为什么？ 2.图6所示，和的底坡情况下，有没有正常水深线N1-N1和N2-N2？为什么？ 3. 影响临界水深的因素有哪些

注意事项 1. 在用电动机构调节槽底坡度时，应注意电机的旋转方向，否则易于损坏机械。 2．量测水深时，应注意精度，在水深变化较大处，所取断面间距不宜过大。 3．水槽及闸门均用有机玻璃板制作，在调节闸门开度时，不宜用力过大，以免损伤设备

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