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::: 水面曲線 - 教育百科
國家教育研究院辭書
基本資料
英文: water surface curve
作者: 賴經都
日期: 2002年12月
出處: 力學名詞辭典
辭書內容
名詞解釋:
  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>0
  2.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>0
  3.臨界坡:C1,S0>Sf,F<1,dy/dx>0;C3,S0<Sf,F>1,dy/dx>0
  4.水平坡:H2,S0<Sf,F<1,dy/dx<0;H3,S0<Sf,F>1,dy/dx>0
  5.逆坡:A2,S0<Sf,F<1,dy/dx<0;A3,S0<Sf,F>1,dy/dx>0
資料來源: 國家教育研究院_水面曲線
授權資訊: 資料採「 創用CC-姓名標示- 禁止改作 臺灣3.0版授權條款」釋出
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