第八章 堰 流 及 闸 孔 出 流

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1、第八章堰流及闸孔出流8—1有一无侧收缩的矩形薄壁堰，上游堰高P1为0.5m，堰宽L为0.8m，堰顶水头H为0.6m，下游水位不影响堰顶出流。求通过的流量。•解：•无侧收缩则ε=11•下游水位不影响堰顶出流，则σ=1sH>0.025mH0.6www.aidaan.cn==<1.22P0.51P>0.31爱答案学习资源网•矩形薄壁堰流量系数H0.0007m=+0.4030.053+0PH0.610.0007=+0.0430.053+0.50.6=0.4683Qmb=2gH203=××0.4680.829.80.6×23=0.77www.aidaan.cnms爱答案学习资源网8—2某河流

2、中有单孔溢流坝如图所示。剖面按WES曲线设计。已知：筑坝处河底高程为12.20m，坝顶高程为20.00m，上游设计水位高程为21.31m，下游水位高程为16.35m，坝前河道近似矩形，河宽B为100m，边墩头部呈弧形。试求上游为设计水位时，通过流量Q为100m3/s所需的堰顶宽度？www.aidaan.cn爱答案学习资源网•解：•由已知数据可得：Hm=−=21.3120.001.31dPm=−=20.0012.207.81Q100Um===0.1/s0B()21.3112.20−×1009.117.8==>5.951.33www.aidaan.cn为高坝，可忽略行近流速水头，Hd=

3、H01.31爱答案学习资源网•当Hd=H0时，流量系数为md=0.502。•对边墩头部呈圆弧形，形状系数无闸墩取k=0.2a故Hn•侧收缩系数ε1=−12⎡⎤⎣⎦knkap+−()1nb1.31=−120.20[]+1×b0.524=−1b•非淹没取σs=1www.aidaan.cn3•流量QmnbgH22=σεs10爱答案学习资源网⎛⎞0.5243=×0.5021×⎜⎟1−××b29.81.31×2⎝⎠b=3.334b−1.747解此方程Q++1.7471001.747故bm===30.523.3343.334www.aidaan.cn爱答案学习资源网8—3某电站溢洪道拟采用曲线

4、实用堰，今已知：(1)溢流坝上游设计水位高程为267.85m；3(2)设计流量Q为6840ms/；d(3)相应的下游水位高程为210.5m；(4)筑坝处河底高程为180m；(5)上游河道近似三角形断面，水面宽B为。200m已确定溢流坝作成三孔，每孔净宽b为16m；闸墩头部为半圆形；边墩头部为圆弧形。要求:(1)设计堰的剖面形状，确定堰顶高程；(2)当上游水位高程分别是267.0m及269.0m时，所设计的堰剖面通过的流量各为多少（下游水位低于堰顶）？3(3)当通过流量www.aidaan.cnQ为6000ms/时，计算所需的上游水位高程。爱答案学习资源网解：(一）设计堰的剖面形状，

5、确定堰顶高程1根据已知资料计算设计水头•2⎛⎞Q3•H=⎜⎟（1）d⎜⎟σεmnb2g⎝⎠s1P1•对WES剖面，先假设为高堰，即≥1.33，Hd•取Hd=H0，md=0.502，σs=1（非淹没）Hd•侧收缩系数ε1=−12⎡⎤⎣⎦knkap+−()1（2）www.aidaan.cnnb′•式中已知：n=3爱答案学习资源网bm′=16边墩形状系数2型闸墩在ka=0.1时，代入式（2）得HH0d=1，kp=0.0125Hdε=−120.1⎡⎤+−×()310.01251⎣⎦316×=10.00521−Hd（3）代（3）式入（1）式得⎛⎞640H=⎜⎟d⎜⎟×−××××1()10.0

6、0521H0.50231629.8⎝⎠d用试算法由上式求得www.aidaan.cnHd=17m堰顶高程为267.8517−=250.85m爱答案学习资源网•验证前面的假定是否正确：•上游堰高Pm=250.85180.0−=70.851P70.851==>4.12m1.33H17d•流量系数md=0.052是正确的。•又hs=−=210.5250.85−40.55•下游水位低于堰顶，为自由出流。取σs=1是正确的。www.aidaan.cn爱答案学习资源网2设计堰的剖面形状•采用WES剖面，堰顶O点上游三圆弧的半径及水平坐标值为：•BO圆弧段：R=0.50Hm=×=0.50178.

7、51dR=020Hm=×=0.20173.42dR=0.04Hm=×=0.04170.683dxH=−=0.175−0.17517×=−2.975m1dxH=−=0.276−0.27617×=−4.692mwww.aidaan.cn2dxH=−=0.282−0.28217×=−4.794m3d爱答案学习资源网OC曲线段：1.86⎛⎞⎛⎞yx⎜⎟⎜⎟=0.5HH⎝⎠⎝⎠dd•曲线方程为1.861.86xx•即y=×0.5=(4)0.861722.229•按（４）式算得的