如图所示,为一管道(透水管,用于收集排放地下水以降低水位),管道比降比较很小,只有几千分之一,但管道较长有一两千米。图中所示箭头为均匀汇流进入管道的地下水,假定均匀入流量为q 。现在的问题是:想知道在这一沿程均匀入流量q的情况下,管道的排水能力,也就是在下游出口能不能将这些水排出。或者反过来,计算管道到底允许多大的入流量才能安全排出。已知管径、管道糙率、管道比降等。初步考虑了一下这个问题,和普通水力学书中管道计算中常举的例子不同,那个例子是上游保持固定水头H,然后管道沿程均匀泄流(类似于灌溉管道),那种情况下,管道动力完全由上游水头决定,下边只是克服水头损失而已。
现在的问题是:想知道在这一沿程均匀入流量q的情况下,管道的排水能力,也就是在下游出口能不能将这些水排出。或者反过来,计算管道到底允许多大的入流量才能安全排出。已知管径、管道糙率、管道比降等。
初步考虑了一下这个问题,和普通水力学书中管道计算中常举的例子不同,那个例子是上游保持固定水头H,然后管道沿程均匀泄流(类似于灌溉管道),那种情况下,管道动力完全由上游水头决定,下边只是克服水头损失而已。
我们的问题复杂在:首先,管道上游段由于侧向渗入量还叠加很小,所以可能是管道明流(在管道中有自由水面),随着汇流的不断叠加,可能水面线会上翘,一直到管道顶端,形成满管的无压流,再往下游,则可能形成有压流。但是又想了想,下游段形成了有压流,在压力作用下,岂不是水流反过来要往上游无压流方向回溯?
总之,这个问题比较复杂,大家讨论一下,看什么方法最好(不用数值模拟的方法,就用传统水力学的计算方法就行)