实用堰水力计算公式

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1、1、游水位较低，水流在流出堰顶时将产生第二次跌落。2、4、 时，用明渠流理论解决不能用堰流理论。不可忽略。同一堰，当堰上水头H较大时，视为实用堰；当堰上水头较小时，视为宽顶堰。 §8-2堰流的基本方程以宽顶堰为例来推求堰流的基本方程取渐变流断面1-1C-C（近似假设渐变流）以堰顶为基准面，列两断面能量方程：作用水头与H有关，引入一修正系数k。则机。修正系数k取决于堰口的形状和过流断面的变化。代入上式，整理得：式中：——堰宽——流速系数——流量系数，适用：堰流无侧向收缩注：堰流存在侧向收缩或堰下游水位对堰流的出水能力产生影响时，可对此

2、公式进行修正。 §8-3薄壁堰一、一、分类：矩形薄壁堰→较大流量按堰口形状：三角形薄壁堰→较小流量梯形薄壁堰→较大流量1、1、 矩形薄壁堰①①    矩形薄壁堰的自由出流；在无侧向收缩的影响时，其流量公式为：上式为关于流速的隐式方程，了；两边均含有流速，一般计算法进行计算，较复杂，于是，为计算简便，将上式改写成：——已考虑流速影响的薄壁堰的流量系数的确定：矩形薄壁8的流量系数由1898年法国工程师Basin提出经验公式为：式中：——堰上水头（m）——上游堰高（m）适用条件：1、2、 三角形薄壁堰：当流量较小时，堰上水头较小时，采用三

3、角形薄壁堰⑴公式：     取微元，则流量表达式为：（*）设为处水头，则由几何关系：代入*式，得积分得：当，时，实验得。于是：当，时，经验公式为：式中——以顶点为起点的堰上水头（m）——流量（）⑵公式适用条件：①薄壁堰水面四周均为大气，必要时设通气管与大气相通。②无侧向收缩的影响。③堰流为自由出流。⑶薄壁堰是测量渠道流量的装置：注意：①水面与大气相通，②避免形成淹没式水流。 §8-4实用堰一、一、实用堰：1、1、 用途挡水、泄流（水利工程中）2、2、 分类：曲线形实用堰折线形实用堰3、3、 计算公式：与实用堰的具体曲线类型有关，也与

4、堰上水头有关一般曲线型的实用堰可取折线型实用堰可取一、三、实用堰所受影响1、1、 淹没影响淹没式出流：当堰下游水位超过堰顶标高时，即淹没式出流公式：设为淹没系数，与淹没程度有关，淹没式实用堰的流量公式为：具体见P169表8-12、2、 侧面收缩的影响：堰宽﹤堰上游渠道{过堰水流发生侧向收缩，泄流能力减小}用侧面收缩系数表示，堰流流量为：侧面收缩系数一般取值： §8-5宽顶堰一、一、自由出流：1、1、 分类：直角形按进口纵剖面的形式圆弧形，阻力，泄流能力不同，流量系数不同。斜角形2、2、 流量公式：流量系数，取决于堰口的类型和相对堰高

5、。的经验公式和经验数据如下：⑴矩形直角进口宽顶堰：当时，当时，⑵矩形圆弧进口宽顶堰：当时，当时，二、二、淹没式出流：下游水位高于堰顶且使堰顶水流由急流变缓流1、特点：①过堰水流水位﹤下游水位②水流由急流→缓流（）充分条件③堰过水能力下降2、淹没式堰流的充分条件是：3、计算公式——淹没系数，取值范围见P171表8-2一、三、侧向收缩的影响：1、1、 侧向收缩：当堰宽小于上游渠道宽时，水流流入堰口后，A流道断面面积变化，水流在惯性的作用下，流线发生弯曲，产生附加的局部阻力，造成过流能力降低。其影响用收缩系数表示。2、2、 计算公式：自由

6、出流：——收缩系数，与堰宽和渠道的比值边墩的进口形状及进口断面变化有关。的经验公式为：——墩形系数，矩形边缘，圆形边缘例8-1见P171 §8-6小桥孔径的水力计算一、1、1、 流经小桥孔径的水流特点：（水力现象）与宽顶堰相同①①    具有侧向影响，造成局部阻力②②    桥孔前水位整齐，桥孔内流速增加，造成第一次水面跌落③③    桥孔后流速减小，产生局部阻力，造成第二次水面跌落。2、2、 形成原因：水流在缓流河道中，由于桥墩或桥的边墩侧向收缩，使水流过水断面减小造成的。3、分类：自由出流淹没出流二、自由出流：1、1、 自由出流

7、——当桥的下游水位不影响小桥的过水能力时，水面有明显的两次跌落，这时的小桥出流为自由出流。2、2、 特点（判断准则）：一般桥的下游水深，（—桥下渠道的临界水深）桥下水深对于矩形桥进口断面：把代入上式，得3、3、 公式推求：列1-1、2-2能量方程：式中令垂直收缩系数具体数据由小桥进口形状而定平滑进口：非平滑进口：——流速——（小桥）考虑侧向收缩——侧向收缩系数小桥孔径流速系数与侧面收缩系数数据见P174表8-3三、淹没出流1、淹没出流——当小桥下游水深时，下游水位将影响桥的过水能力，此流动成为淹没出流。2、特点：①下游②小桥水面上只

8、发生一次跌水。3、计算公式：例8-2见0174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