实用堰水力计算公式(2)

堰流

明渠缓流溢过建筑在渠道中的障碍物的流动。障碍物称为堰，在工程中，障碍物为坝、桥涵、溢流设备等，它们使上游水位壅高，对堰流起侧向收缩和底坎约束的作用。明渠急流流过障碍物，产生不同于堰流的水力现象。当流经侧收缩段时，发生冲击波。

堰流主要研究水流流经堰的流量 与其他特征量的关系。表示堰流特征量，除流量外，尚有：堰宽,即水流漫过堰顶宽度；堰顶水深,即堰上游水位在堰顶上的最大超高；堰壁厚度和它的剖面形状；下游水深及下游水位高出底坎的高度；为堰高；为堰下游坎高；0为趋近流速。如图[堰

流]所示。

堰的分类 根据堰壁的相对厚度/的大小分为：薄壁堰(/<0.67)、实用断面堰(0.67

的淹没作用分为：自由堰流和淹没堰流。当一定流量流经堰时，若下游水位较低（<0)，下游水位不影响上游水位，称为自由堰流；若下游水位较高(＞0)，下游水位影响上游水位，称为淹没堰流。

流量计算 堰流流量公式为[0648-01]或 [0648-02]

式中＝＋

/2；为堰流

流量系数,与堰的进口尺寸和／有关，一般分别按薄壁堰、实用断面堰和宽顶堰通过实验求得经验公式或数据；为计及趋近流速水头

/2[kg2]的流量系数；为侧收缩系数，与

引水渠及堰的尺寸有关,亦由实验求得，当无侧收缩时，＝1；为淹没系数，一般分别按薄壁堰、实用断面堰和宽顶堰由实验求出[kg1]与/的关系,当为自由堰流时，＝1；为重力加速度。

薄壁堰 主要用作量测流量的设备，在距离堰壁上游三倍以上水头的地方测出水头,可直接计算流量。堰口为矩形的无侧收缩自由薄壁堰的流量公式为

[0648-03]

堰口为直角三角形的流量公式为 ＝1.4

适用范围为≥2，≥(3～4)。

实用断面堰 主要作为蓄水挡水构筑物的溢流坝和净水构筑物的溢流设备，用途较广，形式多样。低溢流堰的堰身

断面常为折线形；而用混凝土修筑的中、高溢流堰的堰身则做成适合水流情况的曲线形。 流量系数，根据堰顶剖面外形而采取不同值沿用较广的克-奥曲线型剖面，适用于/≥3～5的高堰,流量系数＝0.49。美国WES标准剖面,其设计水头的流量系数＝0.502。实验流量计算也要考虑上游收缩和下游淹没条件。

宽顶堰 在工程中是很常见的，如小桥涵过水构筑物，当闸门全开时的节制闸、分洪闸等均是。

当满足＝－＜0.8时为自由式宽顶堰。无侧收缩自由式宽顶堰的流量系数为/[kg1]的经验函数关系，直角进口/>3时,＝0.32；/<3时,＝0.32+0.01[684-01]