34.在()明渠中,水流不可能形成均匀流。

这道题考查的是明渠均匀流形成的必要条件。我们需要分析各个选项中的渠道类型或底坡情况，判断其是否具备形成均匀流的物理条件。 ### 核心知识点回顾 **明渠均匀流**是指水流的水深、断面平均流速、流速分布等水力要素沿程保持不变的流动。形成明渠均匀流必须同时满足以下四个基本条件： 1. **水流必须是恒定流**（流量沿程不变）。 2. **渠道必须是长直的棱柱体渠道**（即渠道的断面形状、尺寸及底坡沿程不变，且无弯曲）。 3. **渠道的底坡必须是正坡**（$i > 0$），且沿程不变。 4. **渠道表面粗糙系数沿程不变**，且渠道中没有任何建筑物（如闸、坝等）干扰水流。 其中，重力沿流向的分力必须正好抵消水流受到的摩擦阻力，才能维持匀速运动。 ### 选项逐一解析 * **A. 非棱柱体 (Non-prismatic channel)** * **分析**：非棱柱体渠道是指断面形状或尺寸沿程变化的渠道（例如渐扩或渐缩渠道）。在这种渠道中，即使流量恒定，由于过水断面面积沿程变化，根据连续性方程 $Q = A \cdot v$，流速 $v$ 必然沿程变化；同时水深也会沿程变化以适应断面变化。 * **结论**：水力要素沿程变化，**不可能**形成均匀流。因此，A 是正确选项。 * **B. 棱柱体 (Prismatic channel)** * **分析**：棱柱体渠道是指断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道。这是形成均匀流的**必要几何条件**之一。只要底坡为正且粗糙系数不变，棱柱体渠道中**可以**形成均匀流。 * **结论**：题目问的是“不可能”，而棱柱体渠道是可能形成均匀流的。因此，B 不是正确选项。 * **C. 平坡 (Horizontal slope, $i = 0$)** * **分析**：在平坡渠道中，重力沿流向没有分力（即驱动水流前进的动力为零）。然而，水流运动必然受到摩擦阻力的作用。如果没有重力分力来平衡摩擦阻力，水流无法维持匀速运动，水深和流速会沿程发生变化（通常表现为减速、水深增加的非均匀流）。 * **结论**：缺乏驱动力平衡阻力，**不可能**形成均匀流。因此，C 是正确选项。 * **D. 反坡 (Adverse slope, $i < 0$)** * **分析**：反坡是指渠道底部沿流向升高。此时，重力沿流向的分力不仅不能驱动水流，反而成为阻碍水流运动的力（与摩擦阻力同向）。水流需要依靠上游的能量头来克服重力和阻力，导致能量沿程迅速损失，流速和水深必然沿程剧烈变化。 * **结论**：重力分力阻碍流动，**不可能**形成均匀流。因此，D 是正确选项。 ### 总结 只有在**正坡**（$i > 0$）的**棱柱体**渠道中，才可能形成均匀流。 * **非棱柱体**（A）因断面变化导致流速/水深变化，无法均匀。 * **平坡**（C）和**反坡**（D）因缺乏足够的重力分力来平衡摩擦阻力（甚至重力起阻碍作用），无法维持匀速流动。 因此，水流**不可能**形成均匀流的情况是 A、C、D。 **正确答案：ACD**