宽顶堰流的水力计算

1、宽顶堰流得水力计算如图所示，水流进入有底坎得堰顶后，水流在垂直方向受到堰坎边界得约束，堰顶上得过水断面缩小，流速增大，势能转化为动能。同时堰坎前后产生得局部水头损失， 也导致堰顶上势能减小。 所以宽顶堰过堰水流得特征就是进口处水面会发生明显跌落。 从水力学观点瞧，过水断面得缩小，可以就是堰坎引起，也可以就是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞或涵洞 )得进口等建筑物时，由于进口段得过水断面在平面上收缩，使过水断面减小，流速加大，部分势能转化为动能， 也会形成水面跌落，这种流动现象称为无坎宽顶堰流，仍按宽顶堰流得方法进行分析、计算。（一）流量系数宽顶堰得流量系数取决于堰得进口形状与堰

2、得相对高度， 不同得进口堰头形状，可按下列方法确定。1、进口堰头为直角(8-22)2、进口堰头为圆角(8-23)3、斜坡式进口流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。在公式（ 8-22 ）、（ 8-23 ）中为上游堰高。当 3时，由堰高引起得水流垂向收缩已达到相当充分程度， 故计算时将不考虑堰高变化得影响，按 =3 代入公式计算值。由公式可以瞧出，宽顶堰得流量系数得变化范围在 0、320、385之间，当 =0 时， =0、385，此时宽顶堰得流量系数值最大。比较一下实用堰与宽顶堰得流量系数，我们可以瞧到前者比后者大，也就就是说实用堰有较大得过水能力。对此，可以这样来理解：实用堰顶水流就是流线向上

3、弯曲得急变流， 其断面上得动水压强小于按静水压强规律计算得值， 即堰顶水流得压强与势能较小， 动能与流速较大，故过水能力较大； 宽顶堰则因堰顶水流就是流线近似平行得渐变流，其断面动水压强近似按静水压强规律分布， 堰顶水流压强与势能较大，动能与流速较小，故过水能力较小。（二）侧收缩系数宽顶堰得侧收缩系数仍可按公式（8-21 ）计算。（三）淹没系数当堰下游水位升高到影响宽顶堰得溢流能力时， 就成为淹没出流。 试验表明：当 0、8 时，形成淹没出流。淹没系数可根据由表查出。无坎宽顶堰流在计算流量时， 仍可使用宽顶堰流得公式。 但在计算中一般不单独考虑侧向收缩得影响， 而就是把它包含在流量系数中一并考

4、虑，即(8-24)式中为包含侧收缩影响在内得流量系数。可根据进口翼墙形式及平面收缩程度查得。表中为引水渠得宽度，为闸孔宽度，为圆角半径。无坎宽顶堰流得淹没系数可近似由表查得：?例：? 某进水闸，闸底坎为具有圆角进口得宽顶堰，堰顶高程为22、0m，渠底高程为 21、0m 。共 10 孔，每孔净宽 8m ，闸墩头部为半圆形，边墩头部为流线形。当闸门全开，上游水位为 25、50m ，下游水位为 23、20m ，不考虑闸前行近流速得影响，求过闸流量。解：（1）判断下游就是否淹没=22 、0-21 、0=1 、0m=25 、50-21 、0=4 、5m=0、 34<0 、8为自由出流(2)求流量系

5、数=0、 36+0 、01=0 、378(3)求侧收缩系数查表 8-6 得边墩形状系数 =0、4，闸墩形状系数 =0、45 1-0、2（10-1 ）0、450、4=0 、949=0、 9490 、378108= 1212 、76m3/s例 8-11 ? 某进水闸，具有直角形得前沿闸坎，坎前河底高程为100 、0m，河水位高程为 107 、0m ，坎顶高程为 103 、0m。闸分两孔，闸墩头部为半圆形， 边墩头部为圆角形。 下游水位很低，对溢流无影响。引水渠及闸后渠道均为矩形断面。宽度均为 20m ，求下泄流量为 20 0m3/s 时所需闸孔宽度。解：（1）=107 、0-103 、04m,103 、0-100 、03m总水头=+=4+=4 、104m(2) 按公式（ 8-22 ）求流量系数=0、 32+0 、01=0 、32+0 、01=0 、342因值与闸孔宽度有关，此时未知，初步假定=0、95则 =16 、71m查表得闸墩形状系数 =0、45，边墩形状系数 =0、7=1-0 、2(2-1)0 、45+0 、7=0 、944此值与