堰流、閘孔出流及泄水建筑物下游的銜接與消能

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1、第七章堰流、閘孔出流及泄水建筑物下游的銜接與消能7-1堰的類型及流量公式7-2堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹沒系數(shù)7-3寬頂堰水力計算*7-4閘孔出流（供選講選學(xué).略）7-5泄水建筑物下游的銜接與消能17-1堰的類型及流量公式有關(guān)概念定義堰——明渠水流中的局部障壁。可有兩種情況如圖7-1a、b、c、d渠底有檻，縱向壓縮了過水?dāng)嗝?。如圖7-1e、f（橋涵）、渠底無檻，橫向壓縮了過水?dāng)嗝嫜吡鳌獰o壓緩流過堰時的水力現(xiàn)象。hw=hj緩流與急流過堰的水力特征緩流過堰——水位沿程急劇下降（水跌），堰造成上游水位雍高圖7-1a急流過堰——水位急劇躍高（水躍）

2、,堰對上游水位無影響圖7-2a,7-2b27-1堰的類型及流量公式（圖7-1）37-1堰的類型及流量公式（圖7-2）47-1堰的類型及流量公式堰的類型（按堰壁厚度對泄流能力影響劃分）薄壁堰，如圖7-1a，堰壁厚度對水舌無影響，水流以自由下落拋物線下泄，常用作量水工具實用堰，如圖7-1b、c，壁厚對舌開始有影響，水流仍以自由拋物射體下泄，泄流能力大，常用作泄水建筑物，如溢流壩57-1堰的類型及流量公式寬頂堰，壁厚對水舌有影響。其水力特征：過堰水流在進出口處水位有兩次跌落，如圖7-3d、f進口附近出現(xiàn)的收縮斷面水深hc＜hK(急流)或hc＝ψhK，

3、ψ＜1。常取堰頂水深hc≈hK當(dāng)下游水深ht＜P2（檻高），hc＜hK，過水能力Q取決于堰頂水頭H（見圖7-3）時，屬明渠水流特性，67-1堰的類型及流量公式（圖7-3）77-1堰的類型及流量公式堰的泄流類型自由出流——ht＜P2，Q取決于堰頂水頭H(如圖7-3a)淹沒出流(如圖7-3b)淹沒條件ht＞P2堰下游發(fā)生淹沒水躍水力特性——泄流能力下降堰流流量公式建立方法如圖7-1a所示，取斷面1-1，2-2能量方程87-1堰的類型及流量公式堰流流量公式建立方法其中得或m、m0——流量系數(shù)，泄流能力折減系數(shù)，由實驗確定或按經(jīng)驗公式計算（7-1）（7

4、-2）（7-3）97-1堰的類型及流量公式有側(cè)收縮及淹沒出流量公式公式（7-5）——小橋涵水力計算基本理論堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹沒系數(shù)三系數(shù)（m、ε、σ）定義——反映局部障礙對堰流量的折減系數(shù)（7-5）（7-6）107-2堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹沒系數(shù)確定方法——實驗測定或經(jīng)驗公式，見（7-7），（7-11），（7-13）表7-2經(jīng)驗值薄壁堰：m＝0.405～0.42（量水儀）實用堰：m＝0.35～0.42（水利工程溢流壩）寬頂堰：m＝0.32（量水儀）堰流水力計算問題1、求Q；2、求b；3、求H117-2堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹

5、沒系數(shù)寬頂堰流量系數(shù)增大流量系數(shù)方法——使進口平順。研究增大流量系數(shù)的意義——提高泄流能力,降低工程造價流量系數(shù)最大值分析①②127-2堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹沒系數(shù)解①、②式得當(dāng)為理想液體及過堰無水頭損失時(7-12)（平均值）137-2堰的流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)及淹沒系數(shù)寬頂堰側(cè)收縮系數(shù)定義式經(jīng)驗公式寬頂堰淹沒系數(shù)確定方法——實測測定淹沒標(biāo)準(zhǔn)hy/H0≥0.8，淹沒出流。hy/H0<0.8，自由出流。實驗成果（表7-2）(7-13)147-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）寬頂堰流量計算公式已知H求Q或已知Q求H，需試算計算步驟判

6、明出流狀態(tài)類型，確定σ按經(jīng)驗公式計算m、ε按已知條件求解問題(7-14)157-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）計算程序已知H、P1、P2、B、b、ht，渠道斷面形狀，求Q，計算程序如圖7-6已知Q、H、P1、P2、B、ht，渠道斷面形狀，求泄流寬度b，計算程序如圖7-7因b未知，則ε未知，亦需試算，程序如下框圖圖7-6圖7-7167-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）計算程序已知Q、P1、P2、B、b、ht，渠道斷面形狀，求H。試算，如圖7-8例7-1已知H=0.85m，P1=P2=0.5m，b=1.28m，ht=1.12m

7、，無側(cè)收縮，求Q解：第一次計算取圖7-8177-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）又ε=1∴第二次計算取有按公式（7-10）得m=0.3446屬自由出流，σ=1187-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）第三次計算取H01=0.89m，v02=0.95m/s；驗算精度驗算出流狀態(tài)故197-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）例7-2有一矩形寬頂堰，已知P1=P2=1m，H=2m，b=2m，B=3m，ht=1m，求Q解：207-3寬頂堰水力計算（小橋涵水力計算基本理論）若考慮v0≠0，則應(yīng)按例7-1方法試算。堰前為大水庫，可取

8、v0=0，但在渠道中，堰前行近流速v0≠0例7-3某進水閘有直角前緣閘坎，坎前河底高程▽0=100m，上游水位▽1=107m，下游水位▽2=102m，