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第七章 堰 流 堰流特征 堰流的基本方程 薄壁堰 实用堰 宽顶堰 H v δ 堰流及其特征 堰和堰流 在明渠缓流中，为控制水位或控制流量而设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称为堰流，该构筑物称为堰 堰流的水力特性如下： 1、堰的上游水面壅高，势能增大；在堰顶上水面下跌； 2、堰流一般从缓流向急流过渡，属于急变流。堰流的水力计算主要考虑局部阻力； 3、水流在流过堰顶时，具有自由表面的液流在表面张力的作用下，水流会收缩。 H 堰的分类 以堰顶的宽度δ与堰上水头H的比值分类： 薄壁堰 实用堰 宽顶堰 当δ/H10时,为明渠流 其它分类 按下游水位是否影响堰流性质分: 自由式出流——当下游水深较小而不影响堰顶正常出流； 淹没式出流——当下游水深较大且已经影响到了堰顶的正常出流。 按上游渠道宽度B与堰宽b的相互大小分： 无侧收缩堰——上游渠道宽度B等于堰宽b； 有侧收缩堰——渠宽B大于堰宽b。 按水流与堰的流动方向分： 正堰——水流方向与堰正交； 斜堰——水流方向与堰非正交； 侧堰——水流方向与堰平行。 基 本 方 程 以宽顶堰为例 流量公式 其中m—流量系数； k—收缩系数 重点P183公式 薄 壁 堰 定义： 分类：按堰口形状的不同，分为矩形堰、三角形堰、梯形堰、比例堰等。三角形堰常用于较小的流量，矩形和梯形堰常用于量测较大的流量。 计算公式： 矩形薄壁堰 流量公式 流量系数 重点 三角形薄壁堰 流量公式 θ=900，H=0.05—0.25m θ=900，H=0.25—0.55m 梯 形 薄 壁 堰 流量公式 当梯形的θ=14°，由实验得mo=0.42 其 它 堰 比例堰:流量Q与作用水头H 成直线关系 竖井堰:也称环堰，是在平面上 成圆形的溢流堰 实 用 堰 定义: 实用堰是水利工程中用来挡水同时又能泄流的构筑物 分类:曲线型实用堰和折线型实用堰 （a）曲线型；（b）折线型 实 用 堰 折线型——部分小型堰或临时性堰经常采 用 计算公式：与薄壁堰相同 流量系数：曲线形 mo=0.45 折线形 mo=0.42 宽 顶 堰 定义: 水力特征:水面在堰顶处一次跌落;若自由出流,在堰顶末端形成第二次跌落 流量公式 H p p L δ vo hco v c c hc 出 流 形 式——淹没式 淹没条件： 必要条件：下游水位高于堰顶 充分条件：堰顶上急流变为缓流 综合条件: 流量公式： 淹没系数：见表8-2 重点