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实用堰的水力计算主讲人：王世策
图1一、实用堰流的水力计算实用堰是水利工程中最常见的堰型之一，如作为挡水及泄水建筑物的溢流坝。图2
实用堰的流量计算公式为图3一、实用堰流的水力计算
实验研究表明，曲线形实用堰的流量系数主要决定于上游堰高与设计水头之比P1/Hd、堰顶全水头与设计水头之比H0/Hd以及上游面的坡度。P1/Hd≥1.33，称为高堰，计算中可不计行近流速水头。当H0/Hd=1时，m=md=0.502当H0/Hd1时，mmd当H0/Hd1时，mmdm=f(H0/Hd)关系具体如图中曲线(a)所示。P1/Hd1.33时，行近流速加大，m随P1/H0减小而减小，如图中曲线(b)~(e)所示。图4（一）曲线型实用堰一、实用堰流的水力计算1.曲线形实用堰的流量系数
ε用于考虑边墩及闸墩对过水能力影响。可由下面经验公式计算：式中：n为堰孔数；H0为堰顶全水头；Ka为边墩形状系数；KP为闸墩形状系数。图5一、实用堰流的水力计算2.侧收缩系数
边墩形状系数Ka与边墩头部型式、行近水流的进水方向有关。设计中常用圆弧形边墩，当行近流速正向进入溢流堰顶时：对于与混凝土非溢流坝段邻接的高溢流堰，建议Ka=0.1；对于与土坝邻接的高溢流堰，建议Ka=0.2。当行近水流非正向进水时，Ka值应加大。Ka值越大，ε1值越小。一、实用堰流的水力计算
闸墩形状系数KP与下列因素有关：闸墩的头部型式H0/Hd闸墩头部与堰上游面的相对位置。Kp值越大，ε1值越小。闸墩头部形状与堰上游面平齐的高溢流堰，不同墩头型式的Kp与H0/Hd的关系曲线如图6所示。一、实用堰流的水力计算图6
试验研究表明，堰下游可为自由出流：过流能力不受下游水位影响淹没出流：过水能力降低图7图8一、实用堰流的水力计算3.淹没及下游护坦高程对过流能力影响
一、实用堰流的水力计算曲线形实用堰出现淹没出流的两者情况：（1）当下游水位高过堰顶至某一范围时堰下游形成淹没水跃，过堰水流受到下游水位的顶托，降低了过水能力，即为淹没出流；（2）当下游护坦较高，即下游堰高较小时，即使下游水位低于堰顶，过堰水流受下游护坦的影响，也会产生类似淹没的效果而使流量系数降低。
实际计算中，淹没出流对过流能力的影响用淹没系数σs表示，σs与hs/H0、P2/H0有关：hs/H0（hs从堰顶算起的下游水深）hs越大，下游水位的顶托作用越大，过流能力影响越大；P2/H0（P2下游堰高）图9一、实用堰流的水力计算
WES实用堰σs与hs/H0、P2/H0的关系：hs/H≤0.15及P2/H0≥2，σs=1。P2/H0＜2或hs/H0＞0.15，σs1自由出流图10一、实用堰流的水力计算
图11一、实用堰流的水力计算（二）折线实用堰中、小型水利工程，常用当地材料如条石、砖或木材作成图11所示的折线形低堰。
表1注：当堰顶角修圆后，其流量系数可较表1中的数值增加5％。一、实用堰流的水力计算折线形低堰的流量系数随堰顶相对厚度（δ/H）、相对堰高（P1/H）及下游坡度而变，其系数值可按表1所示。
谢谢观看THANKS
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