水力学-第九章堰流及闸孔出流

1、 1 1、堰流及闸孔出流、堰流及闸孔出流堰：顶部溢流的泄水建筑物称为堰堰：顶部溢流的泄水建筑物称为堰堰流：（堰流：（outflow weirs of spillingoutflow weirs of spilling） 经过堰的水流，没有受到闸门控制时是堰流。经过堰的水流，没有受到闸门控制时是堰流。闸孔出流：（闸孔出流：（outflow from sluice gateoutflow from sluice gate）经过堰的水流受到闸门控制时就是闸孔出流，简称为孔流。经过堰的水流受到闸门控制时就是闸孔出流，简称为孔流。9.1 9.1 概述概述第第9 9章章 堰流及闸孔出流堰流及闸孔出流闸孔出

2、流闸孔出流堰流堰流堰流及闸孔出流的水流特点：堰流及闸孔出流的水流特点：闸孔出流闸孔出流 水面被断开而不连续水面被断开而不连续堰流堰流 水面连续变化的光滑曲面水面连续变化的光滑曲面共同点：共同点：堰流和闸孔出流都是因水闸或溢流坝等建筑堰流和闸孔出流都是因水闸或溢流坝等建筑壅高壅高了上游水位，在了上游水位，在重力重力作用下形成的水流运动。出流过程作用下形成的水流运动。出流过程的能量损失主要是的能量损失主要是局部损失局部损失。堰流和闸孔出流的界限堰流和闸孔出流的界限65. 0He65. 0He75. 0He75. 0He式中：式中：e e为闸孔开度；为从堰顶算起的闸前水深为闸孔开度；为从堰顶算起的闸

3、前水深堰流及闸孔出流计算的主要任务是研究其过水能力堰流及闸孔出流计算的主要任务是研究其过水能力实用堰实用堰闸孔闸孔出流出流 堰流堰流宽顶堰宽顶堰 闸孔出流闸孔出流 堰流堰流 淹没出流和自由出流（以堰流为例）：淹没出流和自由出流（以堰流为例）：堰淹没出流条件为：堰淹没出流条件为：下游水位超过堰顶下游水位超过堰顶 发生淹没水跃发生淹没水跃侧收缩溢流：侧收缩溢流： 当溢流宽度小（等）于上游渠道的宽度当溢流宽度小（等）于上游渠道的宽度tchh 0远离水跃远离水跃tchh 0临界水跃临界水跃tchh 0淹没水跃淹没水跃0chth 0ch0chth 0ch0chth 0ch水跃的三种形式水跃的三种形式 本

4、章内容：本章内容： 1 1、堰的分类、堰的分类 2 2、堰流的基本公式、堰流的基本公式 3 3、不同堰型的水力计算、不同堰型的水力计算 4 4、闸孔出流的水力计算、闸孔出流的水力计算 堰流及闸孔出流堰流及闸孔出流薄壁堰薄壁堰实用堰：曲线型和折线型实用堰：曲线型和折线型宽顶堰宽顶堰H67. 0HH105 . 2HH5 . 267. 09.2 9.2 堰的分类堰的分类 2/3000022HgmBgHBkHvAQBkHA00221gHgHvgVgVgVH22222209.3 9.3 堰流的基本公式堰流的基本公式为流量系数式中 222/30000kmHgmBgHBkHvAQBkHA 2/302 Hgm

5、BQ考虑侧收缩和淹没出流的堰流的基本公式考虑侧收缩和淹没出流的堰流的基本公式薄壁堰可分为：薄壁堰可分为：9.4 9.4 薄壁堰的水力计算薄壁堰的水力计算 2/302 HgBmQ矩形薄壁堰的流量计算：矩形薄壁堰的流量计算：将行进流速放在流量系数将行进流速放在流量系数内考虑内考虑（1 1）计算流量系数）计算流量系数 )(11cazaz（2 2）计算淹没系数）计算淹没系数caz)(1判别淹没水跃的条件：判别淹没水跃的条件：Z Z 为上下游水位差，为上下游水位差，a a1 1为下游堰高，为下游堰高，H H 为上游水头为上游水头311)(2 . 01 (05. 1Hzahs淹没系数：淹没系数： hs 为

6、下游水位高于堰顶的数值为下游水位高于堰顶的数值三角形薄壁堰三角形薄壁堰（三角堰）：（三角堰）：水头水面宽很小时，流量的微小变化引起较大的水头水面宽很小时，流量的微小变化引起较大的水头变化，量测精度高水头变化，量测精度高, ,适合适合Q Q 0.1 m 0.1 mQ 0.1 m3 3/s/s254 . 1 HQ 23856. 1bHQ 9.5 9.5 实用堰的水力计算实用堰的水力计算1 1、曲线型实用堰的剖面形状、曲线型实用堰的剖面形状 max)95. 075. 0(HHdddmmHHddmmHH502. 0ddmmHH2.实用堰的水力计算实用堰的水力计算（1 1）流量系数确定）流量系数确定2/

7、302 HgmBQ 计算按如果 1 1 00bHbH 9.6 9.6 宽顶堰的水力计算宽顶堰的水力计算2/302 HgmBQhHz 3.3.宽顶堰的淹没条件宽顶堰的淹没条件 9.7 9.7 闸孔出流的水力计算闸孔出流的水力计算1 1、闸孔出流的分类、闸孔出流的分类（1 1） 闸门的分类闸门的分类 弧型闸门弧型闸门平板闸门平板闸门 )23. 9(201gHeBQ自由出流：自由出流：He/113 3、宽顶堰闸孔出流、宽顶堰闸孔出流 He/11)24. 9()(201thHgeBQ淹没出流：淹没出流： )25. 9(201gHeBQ自由出流：自由出流：4 4、实用堰闸孔出流、实用堰闸孔出流cos)375. 025. 0(186.