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1、第17卷第3期长江科学院院报Vol.17No.32000年6月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJun.2000文章编号:1001-5485(2000)03-0005-05迷宫堰的水力计算与应用王仕筠,林剑青(江西水利科研所情报室,江西南昌330029)摘要:叙述了迷宫堰的泄流特性、计算曲线及计算参数的控制范围。根据水工模型的试验成果,讨论了迷宫堰呈自由流时,所需的最小下游堰高值。同时也介绍了迷宫堰在江西的应用。关键词:迷宫堰;展长比;临界能量;水头损失系数中图分类号:TV132.2文献标识码:A在宽
2、度为W的溢洪道,设置平面上堰顶轴线呈以来,已经建成了不少迷宫堰(见表1),国内第一座折线形,由一连串相同的多边形组成薄悬壁式结构迷宫堰式的拦河坝在安徽广德县建成(1986)。的溢流堰(图1)。因该堰的展开长度L与W之比可以成倍增加,因此在溢流水头不变的情况下,可大幅度增加泄洪流量;或者流量相同时,可减小溢流水头,抬高堰顶高程,增加兴利库容。对于溢洪道宽度受限的工程特别适合。无论对新建或改扩建的溢洪道,因地制宜地采用它,都能取得明显的经济效益。图1迷宫堰平面示意图所以迷宫堰愈来愈被工程界注意。国外自20年代Fig.1Plansketchoflabyrinthwei
3、r表1部分国外已建迷宫堰Table1Partofexistentlabyrinthweirsatabroad流量水头溢洪道宽度堰展长比工程名称国家建造年份(年)L3·s-1HQ/m0/mW/mW埃文澳大利亚192717902.80136.61.95伍朗诺拉澳大利亚194110201.36147.52.33海拉姆美国19352561.6818.35.00默塞尔美国19722391.8322.03.20昆西美国19735522.1354.41.95玻德曼美国19773871.8036.53.00尤特美国1962156005.79256.04.00哈扎阿尔及利亚198
4、33501.9030.42.94奇米阿意大利198211001.50120.02.91呈自由溢流时,根据河海大学的试验数据,考虑行近流速水头的影响,我们建议迷宫堰的计算曲线1迷宫堰的泄洪能力H0Lm=f(,,)如图2所示。图中m为按溢洪0PWP01.1计算曲线道宽度W计算的流量系数;H0/P为水头与堰高之迷宫堰在平面上可布置成三角形、梯形或矩形。比;L/W为土堰的展长比;/P为单宫宽度与堰高虽然三角形布置的水力特性最优,但工程上考虑到比。结构和施工因素,一般仍多采用梯形布置。当溢流堰收稿日期:1999-06-07张志军.迷宫堰水力特性的试验研究.中小
5、型工程水力学讨论会文集.1985.作者简介:王仕筠(1937-),女,四川都江堰人,江西水利科学研究所高级工程师,主要从事水工水力学研究.6长江科学院院报2000年图3迷宫堰溢洪道平面布置及试验水位-流量关系曲线Fig.3PlanofspillwayequippedwithalabyrinthH0LweirandRelationcurvebetweentested图2m=f(,,)曲线0PWPwaterlevelanddischargeFig.2Dischargecoefficient(m)curvedefinedasa0functionofH0,Land
6、减小到4.4%,与垦务局法精度相当。PWP1.2计算曲线的验证2迷宫堰的泄流特性3Q=386.8m/s,H0=1.8m,溢洪道宽度W=H0L36.5m,堰长L=109.2m,平均堰高P=3.53m,堰迷宫堰的主要参数有,,,n,和。其中PWP顶高程206.5m。布置图及试验的泄流曲线见图3。为侧堰与水流主流方向的夹角,为迷宫堰的泄流该成果取自参考文献[1]。效率,即流量放大倍数/(L/W)×100%。其中效率计算比较如下:是判断水力性能好坏的重要指标。迷宫堰的典型流Q态如图4。当H0/P→0流量很小时,堰的效率接近按美国垦务局公式C0=/PWH0
7、gH0100%,即泄流量的增加倍数几乎等于堰的展长比k+(L/W)。原因是小流量时,由引渠进入堰处产生的P=1.45。水面降落和因上、下游渠槽收缩、扩散在堰段上引起公式适用于/P≥2。式中:k=0.18(三角形迷的水深变化以及流速水头均小得可忽略不计,所以宫堰);齿数n=2;=W/n=18.3m;H0/P=0.51;沿堰长度上的单宽流量可以认为大致相同,可以按[2]/P=5.18。根据C0,H0/P查垦务局的计算曲线标准的堰流公式计算。随H0/P的增加,流速水头和得L/W≈3.0,则L=109.8m(试验值为109.2m)。入堰处的水面落差也加大,这时
8、堰段上的水面线形Q状类似
