71.过水断面的断面比能一定沿程减小。()

**解析：** 该说法是**错误**的。 **1. 概念辨析：断面比能 vs. 总机械能** * **总机械能（Total Energy）**：指单位重量液体相对于某一固定基准面（如海平面或河床最低点）所具有的能量，包括位置势能、压力势能和动能。由于水流在运动过程中存在阻力（摩擦损失），总机械能沿程确实是**一直减小**的（除非有外加能量输入，如水泵）。 * **断面比能（Specific Energy, $E_s$）**：指单位重量液体相对于**该断面渠底**所具有的能量。其计算公式为： $$ E_s = h + \frac{v^2}{2g} $$ 其中，$h$ 为水深，$\frac{v^2}{2g}$ 为流速水头。注意，断面比能的基准面是随断面位置变化的（即始终以当地渠底为基准）。 **2. 为什么断面比能不一定沿程减小？** 断面比能的变化取决于渠道的底坡、糙率以及水流状态（急流或缓流），它既可能减小，也可能增大，甚至保持不变。 * **情况一：沿程减小** 在顺坡渠道（$i > 0$）的均匀流中，或者在某些非均匀流段，如果水深变化不大而流速因摩擦略有降低，或者水深减小导致势能转化为动能但总损失较大时，断面比能可能减小。但这并非绝对规律。 * **情况二：沿程增大** 在**逆坡渠道**（$i < 0$，即上游低、下游高）中，水流向上游流动时，为了克服重力做功，动能会转化为势能，或者在特定非均匀流条件下（如缓流在逆坡上流动），断面比能可能沿程增加。 更典型的例子是**水跃**（Hydraulic Jump）现象。在水跃发生的过程中，水流从急流状态突变为缓流状态，虽然总机械能因剧烈紊动而大量损失，但**断面比能**在水跃后（下游）通常小于水跃前（上游）吗？ * 实际上，对于水跃，我们通常比较的是跃前和跃后的断面比能。在水平渠底的水跃中，由于能量损失，跃后的断面比能 $E_{s2}$ 小于跃前的断面比能 $E_{s1}$。 * 但是，如果我们考虑一个**变坡渠道**或**收缩/扩散段**，情况就不同了。例如，在**平底渠道**中，如果渠道宽度沿程**收缩**，对于缓流，水深会减小，流速增加，断面比能可能变化复杂；但对于急流，断面比能的变化也受边界条件控制。 最直接的的反例是：**在平坡（$i=0$）或逆坡（$i<0$）渠道中，若水流为缓流且受到下游控制水位的影响，沿流向 upstream（逆流方向看）或 downstream 的分析需结合具体边界条件。但最简单的反例是考虑外力或几何形状变化。** 让我们回到最基本的能量方程： $$ E_{s1} = E_{s2} + h_f - (z_2 - z_1) $$ 其中 $h_f$ 是水头损失（恒正），$z$ 是渠底高程。 $$ E_{s2} - E_{s1} = (z_1 - z_2) - h_f $$ * 如果渠道是**陡坡**（$z_1 - z_2$ 很大，即底坡 $i$ 很大），且流程较短，摩擦损失 $h_f$ 较小，那么 $(z_1 - z_2) > h_f$，此时 $E_{s2} > E_{s1}$，即断面比能**沿程增加**。 * 这说明，当渠底下降的速度快于能量损失的速度时，相对于新渠底的比能是增加的。 **3. 结论** 断面比能是否沿程减小，取决于渠道底坡与水头损失之间的相对关系。 * 若渠底降落幅度大于水头损失，断面比能增加。 * 若渠底降落幅度小于水头损失，断面比能减小。 * 若两者相等（如均匀流），断面比能保持不变。 因此，“断面比能一定沿程减小”的说法是错误的。只有**总水头**（总机械能）才是一定沿程减小的（在无外加能量情况下）。