明槽非均匀流

在非均匀流中，摩阻力所做的功可能大于或小于所有其他作用力所做的功。非均匀流问题在实用上很重要，要求解的问题较多。对非均匀渐变流，可由能量方程推导出一般形式的微分方程和不同条件下的计算公式。

目前，对急变流的研究不如渐变流成熟，在理论上尚无系统的分析方法。对于边界条件复杂的非均匀流动，可以利用计算机和数值计算方法对基本微分方程求解。

非均匀流根据流线弯曲程度又分为渐变流与急变流。

当流线的曲率或流线之间的夹角很小，流线可近似地看成平行的直线时，即为渐变流。渐变流过水断面上的动水压强服从静水压强分布规律，这是水力学的一个重要概念。

反之，当流线弯曲显著而具有较大的曲率，因而过水断面上的动水压强不符合静水压强分布规律时，即为急变流，这时，在较短的渠段中的水流的水面和流速分布都有急剧的变化。水跌、泄水建筑物的过流及下泄水流、下游水流的衔接等，都属于急变流。

为了明渠非均匀流的水深有所区别，称均匀流水深为正常水深。明槽均匀流水力计算的基本公式为谢才公式。

明槽均匀流水力计算问题一般有两类：一是校核已有明渠的输水能力；另一种是设计新明渠的断面尺寸或底坡等，需要试算法或查曲线图求解，或用二分法电算程序求解。

明槽中非均匀流有减速与加速运动，其相应地水面下也分为两类：减速流动水深沿程增加，称雍水曲线；加速流动水深沿程减小，称降水曲线。由于明槽底纵坡的不同，所以通过的流量变化，槽首、槽尾、进流、出流边界条件的不同或槽内建筑物所形成的控制水深的不同，可以形式各式各样的水面下。其中棱柱形槽渐变流的水面线分析最简单。

在棱柱形明渠中发生渐变流时，根据明渠底坡、流量、断面形式、上下游进出流边界条件或明渠内建筑物所形成控制水位的不同，可形成12种类型的明渠水面曲线。

天然河道一般属于不规则的非棱柱形渠，因而在恒定流量下总是非均匀流；当河身比较顺直，断面形状比较一致的河段则可近似为棱柱形渠，在恒定流量下可按均匀流动来处理。因此，均匀流动规律是明渠水力设计的基本依据。对非均匀流动问题，均匀流动的一些概念也起着重要的作用。