109.明渠的实际底坡大于临界底坡,可判定其上的明渠均匀流为()。

这是一道关于水力学中明渠均匀流流态判定的题目。以下是详细的解析： ### 核心考点 本题主要考察**底坡类型**与**水流流态**（缓流、急流、临界流）之间的关系。 ### 详细推导过程 1. **定义回顾**： * **临界底坡 ($i_k$)**：当明渠均匀流的正常水深 ($h_0$) 恰好等于临界水深 ($h_k$) 时，对应的渠道底坡称为临界底坡。此时弗劳德数 $Fr = 1$，水流为临界流。 * **实际底坡 ($i$)**：渠道实际的几何底坡。 2. **底坡与流态的关系判定**： 根据水力学原理，明渠均匀流的流态取决于实际底坡 $i$ 与临界底坡 $i_k$ 的比较： * **当 $i < i_k$ 时**：称为**缓坡**。在缓坡上产生的均匀流，其正常水深 $h_0 > h_k$，流速较小，弗劳德数 $Fr < 1$，水流为**缓流**。 * **当 $i = i_k$ 时**：称为**临界坡**。在临界坡上产生的均匀流，其正常水深 $h_0 = h_k$，弗劳德数 $Fr = 1$，水流为**临界流**。 * **当 $i > i_k$ 时**：称为**陡坡**。在陡坡上产生的均匀流，其正常水深 $h_0 < h_k$，流速较大，弗劳德数 $Fr > 1$，水流为**急流**。 3. **结合题意分析**： 题目中明确指出“明渠的实际底坡大于临界底坡”，即 $i > i_k$。 根据上述关系，这属于**陡坡**情况。在陡坡上形成的明渠均匀流，其水深小于临界水深，流速大于临界流速，因此判定为**急流**。 4. **排除干扰项**： * A. 缓流：对应的是 $i < i_k$（缓坡）。 * C. 临界流：对应的是 $i = i_k$（临界坡）。 * D. 层流：这是根据雷诺数 ($Re$) 划分的流态（粘性力主导），与底坡和临界水深的关系无直接对应逻辑，且明渠水流绝大多数为紊流。本题语境下的缓流/急流是根据弗劳德数 ($Fr$) 划分的惯性力与重力比值关系。 ### 结论 因为实际底坡大于临界底坡 ($i > i_k$)，所以该明渠均匀流为**急流**。 故正确答案为 **B**。