第八章 堰流及闸孔出流典型例题1

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1、某梯形断面渠道上拟建一座单孔水闸，闸底板为宽顶堰，上下游堰高均为1.0m,边墩墩头与堰顶进口均为圆弧形。渠道底宽B1为7.5m，渠道边坡为1:1。当闸门全开时，过堰流量Q为28m3/s,堰上水头H为2.5m,下游水深ht为2.8m,求闸孔宽度b。题目bBHP11:1HP1ht1.判断堰流流态解题步骤解：堰前行近流速本题属于闸孔设计问题，可根据堰流公式推算闸孔宽度b。首先，判断堰流流态，确定淹没系数,然后计算流量系数m。而侧收缩系数与闸孔宽度b有关，因此应采用试算法确定侧收缩系数，同时确定闸孔宽度b。v0H1堰前全水

2、头解题步骤v0H1H0BB1H11:1故下游为自由出流，则σs＝1.0因为下游淹没高度2.计算流量系数m对于堰顶进口为圆弧形的宽顶堰流量系数m按下式计算：解题步骤解题步骤式中满足上式应用条件，3.侧收缩系数由于边墩对过堰水流的挤压作用使之产生侧向收缩，对于宽顶堰侧收缩系数按下式计算bB解题步骤式中，B为来流宽度，可取堰前水面宽度;由于边墩头部及堰顶进口均为圆弧形，故边墩头部及堰顶进口形状影响系数取为0.1。将已知条件代入上式得从上式可见，侧收缩系数与闸孔宽度b相关，而b未知，故可通过试算法求解。(1)解题步骤即先假

3、设侧收缩系数值，然后根据宽顶堰流流量计算公式,代入其它已知条件，求出堰宽试算值b，再将b值代入式(1),得到新的侧收缩系数，比较计算值与假设值是否相等。若两者不等，则迭代计算:将新得到的侧收缩系数代入流量公式重新计算堰顶宽b,把b代入式(1),直至先后得到的两侧收缩系数相等，此时得到的堰顶宽b即为所求。具体迭代过程如下：解题步骤首先假设，代入到流量公式算出(注:这里以符号上标的形式来表示迭代次数)将代入式（1）有解题步骤可见，故将代入堰流公式再次计算b解题步骤将代入式（1）有解题步骤同理解题步骤因为，则，取b=7.

4、05m，即为所求宽顶堰宽度。讨论如果下游水位较高，水闸出流为淹没出流时，对计算结果有什么影响？若该水闸要求设计为两孔，而其它条件不变，那么两孔宽度之和是否仍为7.05m?当水闸下游水位较高，为淹没出流时，水闸的过流能力下降，故在同样条件下，计算所得的闸孔宽度将增加。当闸孔按两孔设计时，需新增闸墩一个。由于闸墩的影响，使水流侧收缩进一步加大(减小)。讨论因此，为满足过流流量要求，闸孔净宽之和应大于7.05m