Неравномерное движение в открытых руслах

При изучении неравномерного плавноизменяющегося течения в открытых каналах основная задача состоит в построении линии свободной поверхности потока для любого конкретного русла и в любых условиях, т.е. задача сводится к нахождению функциональной зависимости

где h – глубина на расстоянии l от некоторого сечения.

Основные понятия

В параграфе 2 перечислялись условия, при соблюдении которых может существовать равномерное движение в открытых каналах. При несоблюдении хотя бы одного их этих условий движение становится неравномерным – например, при возведении в потоке плотины, рис. 6.1 или при устройстве перепада, рис. 6.2.

	h1<h2,		h1>h2,

	Кривая подпора Рис. 6.1		Кривая спада Рис. 6.2.

При этом глубины в зависимости от условий и состояния потока могут вдоль него непрерывно и плавно увеличиваться – кривая подпора, рис. 6.1 или непрерывно и плавно уменьшаться по длине – кривая спада, рис.6.2. Ограничимся рассмотрением такого неравномерного установившегося течения жидкости в открытом канале, которое характеризуется плавными изменениями сечения потока. В этом случае отдельные струйки потока можно представлять почти параллельными между собой и поэтому живое сечение потока будет практически плоским, а давление по глубине будет распределяться по гидростатическому закону.

При неравномерном движении гидравлический уклон потока i_г (отношение h _w к длине), пьезометрический уклон i (уклон свободной поверхности) и уклон дна потока i ₀ не равны между собой, т.е. i_г i i ₀. Заметим, что пересечение свободной поверхности продольной вертикальной плоскостью будет криволинейным и называется кривой свободной поверхности.