【水面曲線】

豐碩

【水面曲線】

 

watersurfacecurve

 

【辭書名稱】力學名詞辭典

 

在矩形明渠中之緩變定量流，其縱軸方向之水深變化可以下列方程式表示：式中，y為水深；

 

x為縱軸方向距離；

 

S0為河床坡度；

 

Sf為摩擦坡度；

 

F為福祿數。

 

各種水面曲線剖面形狀可由y沿x方向變化情況而決定。

 

假定Sf值在非均勻水流之任何一斷面可以蔡希公式近似表示如下：式中，V為流速；

 

C為蔡希係數；

 

Q為流量；

 

A為斷面積；

 

R為水力半徑；

 

P為濕周長。

 

在此斷面之福祿數可寫為：式中，B為水面頂寬度；

 

g為重力加速度。

 

設yn為均勻水深，則y＝yn時，Sf＝S0，可由(2)式與(3)式得：將上述不等式應用於(1)式，可在五種不同河床坡度情況下判別十二不同型之水面曲線。

 

假若水深沿著流向增加，此種曲線為迴水曲線；

 

若水深沿著流向而減少即洩降曲線。

 

將十二曲線一概稱為迴水曲線是不正確的。

 

十二種水面曲線之分類，應先從河床坡度之分類開始。

 

河床坡度一共有五種，皆以流向為基準：1.yn＞yc：緩坡；

 

2.yn＜yc：陡坡；

 

3.yn＝yc：臨界坡；

 

4.yn＝∞：水平坡；

 

5.yn＜0：不存在，逆坡；

 

屬於緩坡的所有水面曲線以Mm表示；

 

屬於陡坡的以Sm；

 

臨界坡以Cm；

 

水平床以Hm；

 

而逆坡以Am表示。

 

若y均在yn與yc上，m即為1;y在yn與yc之間，m為2;y均在yn與yc之下，m為3。

 

若物理上某種條件不存在或不當，即無此種m值。

 

於是，十二型水面曲線之屬性可列舉並且如附圖所示。

 

1.緩坡：M1，S0＞Sf，F＜1，dy/dx＜0；

 

M2，S0＜Sf，F＜1，dy/dx＜0；

 

M3，S0＜Sf，F＞1，dy/dx＞02.陡坡：S1，S0＞Sf，F＜1，dy/dx＞0；

 

S2，S0＞Sf，F＞1，dy/dx＜0；

 

S3，S0＜Sf，F＞1，dy/dx＞03.臨界坡：C1，S0＞Sf，F＜1，dy/dx＞0；

 

C3，S0＜Sf，F＞1，dy/dx＞04.水平坡：H2，S0＜Sf，F＜1，dy/dx＜0；

 

H3，S0＜Sf，F＞1，dy/dx＞05.逆坡：A2，S0＜Sf，F＜1，dy/dx＜0；

 

A3，S0＜Sf，F＞1，dy/dx＞0 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary