明渠副流

明渠副流是指在明渠中因彎道或因斷面形狀等的影響而產生的主流以外的次生流動。如在非圓形斷面的順直渠渠中，由於橫向流動進入斷面的角隅後又返轉流向渠道中心主流中，即發生比較複雜的流速分布現象。

基本介紹

• 中文名：明渠副流
• 外文名：secondaryflowinopenchannel
• 學科：水利工程
• 領域：工程技術
• 範圍：能源

簡介

明渠副流是指在明渠中因彎道或因斷面形狀等的影響而產生的主流以外的次生流動。

發生情況

如在非圓形斷面的順直渠渠中，由於橫向流動進入斷面的角隅後又返轉流向渠道中心主流中，即發生比較複雜的流速分布現象。

又如在河流中漂浮的小物體趨於流向河心，即說明存在一種由河岸流向河心的表面流動。

過程

在彎曲河段上，除產生內(凸)岸低、外(凹)岸高的傾斜水面坡降外，在彎道橫斷面上還產生橫向分速，在接近水面處，橫向分速指向外岸，而接近河底處橫向分速則指向內岸，稱為橫向環流。這種流動隨急流、緩流的流態而量不同形式。

由於縱向流速在垂線，上量拋物線形分布，而彎道上某點的離心慣性力與該點縱向流速的平方成正比，因此沿垂線上離心慣性力分布；而由橫向水面坡降引起的壓力差則是沿垂線不變的；兩種力疊加的結果，使上層水體所受橫向合力較大，所以水流質點有指向外岸的橫向流動:而下層水體則有指向內岸的橫向流動，因此形成明集彎道副流——環流現象。斷面環流的橫向分速與水流的縱向速度疊加，就構成了彎道中的螺旋式流動。

形成原因

橫向環流的成因主要是沿彎道橫斷面上水體的離心慣性力與壓力不平衡而引起的。

影響

環流現象造成天然河道彎曲段外側沖刷，內側淤積，使河彎變得越來越彎曲。

套用

人們掌握了環流的規律，對河道整治和工程建設有重大實用意義，如選擇彎道外(凹)岸作為引水工程的取水口與港口位置；利用環流特性控制底沙運動以及防止泥沙淤積;或用於河道疏浚、橋墩防沖等。