泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件

61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。泄水建筑物下游的水流衔接与消能泄水建筑物下游的水流衔接与消能61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。泄水建筑物下游的水流衔接与消能水力学下册第9章泄水建筑物下游的水流衔接与消能第10章有压管中的非恒定流第11章明渠非恒定流第12章流体运动的流场理论第13章边界层理论基础第14章恒定平面势流第15章渗流第17章高速水流2第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水力计算9.2挑流消能的水力计算9.3面流及消能戽消能简介361、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。泄水建筑物下游的水泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件引起河床严重冲刷例如奥地利的列伯令(Lebring)

坝，上下游水位落差为11.35米，砂卵石河床，冲刷坑的深度达到12米，可见冲刷之严重性。因此，在设计水工建筑物时，要选择合理的水流衔接形式，采取必要的工程措施，将泄水建筑物下泄水流的部分动能加以消除和转变为势能，即所谓消能问题，以改善水流状态，保证建筑物的安全。可能引起的不良后果：6引起河床严重冲刷可能引起的不良后果：6发生折冲水流如图某水利枢纽平面布置图，由于主流偏向左岸，右岸就造成巨大的回流区，而靠近左岸的主流过水断面减小，流速加大，导致对河床及岸壁的冲刷。如在枢纽中设有船闸，则折冲水流对船闸的下游会造成不利的航行条件。而回流往往把主流冲刷的泥沙带到水电站下游形成淤积，影响水电站发电。7发生折冲水流7常用的水流衔接与消能方式葛洲坝底流消能新安江挑流消能富春江面流消能底流消能挑流消能面流消能8常用的水流衔接与消能方式葛洲坝底流消能1、底流消能

消能机理：通过水跃产生的表面漩滚和强烈的紊动来消能。实质：水跃特点：主流位于底部常用的水流衔接与消能方式应用：各种地质条件的泄水建筑物在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水跃发生的位置，通过水跃产生的表面旋滚和强烈的紊动以达到消能的目的。91、底流消能消能机理：实质：水跃特点：常用的水流衔接与消能2、挑流消能

利用下泄水流本身的动能，在建筑物的出流部位采用挑流鼻坎，将下射的水流挑射到远离坝址，以确保建筑物的安全。常用的水流衔接与消能方式优点：布置简单，一般不需下游人工保护，工程造价低。缺点：泄洪雾化较严重、尾水波动大。应用：下游地质条件较好的中高水头泄水建筑物。两个消能过程：空中消能水垫消能（主要）102、挑流消能利用下泄水流本身的动能，在建筑物3、面流消能

在建筑物的末端，设一个比下游水位低的、水平的或仰角较小的底坎，将下泄高速水流引向下游河道的水流表面，并逐渐向下游扩散，而靠近河底则流速较小，同时坝后主流区下部形成激烈漩滚，以消耗部分下泄水流能量。常用的水流衔接与消能方式应用：下游河道水深较大、水位变幅不大且上下游落差不太大。

优点：利于排冰，对河床冲刷作用小。缺点：下游水面波动大，对岸坡稳定和航运不利。特点：主流靠近水面消能机理：底部漩滚113、面流消能在建筑物的末端，设一个比下游水位水利工程中有时需结合具体工程的需要，将消能方式结合应用。下图采用消能戽就是一种底流和面流结合应用的实例。常用的水流衔接与消能方式戽斗12水利工程中有时需结合具体工程的需要，将消能方式第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水力计算9.2挑流消能的水力计算9.3面流及消能戽消能简介13第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水9.1.1建筑物下游收缩断面水力要素(hc、vc

)的计算以收缩断面c–c处槽底的水平面为基准面，列坝前断面0

–0和收缩断面c–c的能量方程：(9.1)令流速系数，则可得收缩断面的平均流速表达式(9.2)由图可以看出(9.3)9.1底流消能的水力计算P2149.1.1建筑物下游收缩断面水力要素(hc、vc)的计算以vc=Q/Ac代入(9.3)式，则得对于矩形断面，Ac=b•hc，取单宽流量计算，则(9.4)′

(9.4)借助本章末附图Ⅰ图解曲线来简化计算：对于矩形断面，有hk3=q2/g，用hk除(9.4)′式两端，则有令ξ0=E0/hk，ξ

c=hc/hk，则有ξ[ksai](9.5)(9.3)15以vc=Q/Ac代入(9.3)式，则得对于矩形(9.5)0.325.82.316(9.5)0.325.82.316

例题9-1某分洪闸如图所示，底坎为曲线型低堰，泄洪单宽流量qc=11m3/s·m，流速系数φ=0.90。计算其下游收缩断面处的水深hc。34.0029.0027.0030.00HH0v0Pcchcht17例题9-1某分洪闸如图所示，底坎为曲线型低堰，解：应用式(9.4)求收缩断面水深hc。(9.4)其中：。取α0≈1，则已知φ

=0.90，故有可采用试算法、迭代法或图解法计算hc依题意有：34.0029.0027.0030.00HH0v0Pcchcht18解：应用式(9.4)求收缩断面水深hc。(9.4)其中：。取（a）试算法计算的具体过程：取hc=1.0m，则上式右边=7.622>左边取hc=1.1m，则上式右边=7.399>左边取hc=1.2m，则上式右边=6.493<左边取hc=1.15m，则上式右边=6.913<左边取hc=1.12m，则上式右边=7.196>左边取hc=1.125m，则上式右边=7.147>左边取hc=1.127m，则上式右边=7.128≈左边所以，取hc=1.127m19（a）试算法计算的具体过程：取hc=1.0m，则上式右边=（b）迭代法计算的具体过程：令hc1=0，代入上式，得令hc2=1.034m，代入上式，得再令hc3=1.118m，代入上式，得再令hc4=1.126m，代入上式，得最后，取hc5=1.127m20（b）迭代法计算的具体过程：令hc1=0，代入上式，得令h（c）图解法计算的具体过程：依据：本章末附图Ⅰ图解曲线对于矩形断面，有hk3=q2/g，用hk除(9.4)式两端，则有(9.5)ζ0=E0/hkζc=hc/hk(9.4)21（c）图解法计算的具体过程：依据：本章末附图Ⅰ图解曲线对于0.4893.089.1底流消能的水力计算220.4893.089.1底流消能的水力计算22流速系数φ：水头损失局部损失：沿程损失：堰型、坝高、入流条件单宽流量、坝面流程坝面粗糙度、反弧曲率计算流速系数

φ的两个经验公式：(1)(2)适用于P/H<30的无显著掺气现象的实用剖面堰自由溢流高坝，其中s为上游水位与收缩断面底部的高程差，以m为单位。确定方法：（1）经验数据（2）经验公式（见表1）23流速系数φ：水头损失局部损失：沿程损失：堰型、坝高、入流条件9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响当水流经泄水建筑物(如闸、坝等)下泄时，势能逐渐减小，动能逐渐增加，在建筑物下游某过水断面上水深达到最小值、平均流速达到最大值，这个断面称为收缩断面，该断面的水深用hc表示，因下泄水流速度较大，所以收缩断面水深hc常小于临界水深hk，水流属于急流状态249.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响如建筑物下游水深ht也小于hk，水流为急流，则在这种情况下水流为：急流→急流，可按河渠非均匀流水面线进行分析研究。259.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响一般情况下，下游水深ht常大干临界水深hk，水流为缓流、则下泄水流与下游水泥为由急流到缓流的水面衔接，必然有水跃发生按水跃发生的位置将底流式水面衔接分为三种情况。269.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响(a)ht

=hc〞临界式水跃衔接

三种衔接形式(b)ht

<hc〞远离式水跃衔接(c)ht

>hc〞淹没式水跃衔接收缩断面为跃前断面缺点：不够稳定水跃向下游移动，跃前断面远离收缩断面水跃涌向上游并淹没了收缩断面缺点：保护段长，不经济缺点：随着淹没程度的增加，消能效果下降修消能池9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响27(a)ht=hc〞临界式水跃衔接三种衔接形式水跃淹没系数σj：>1，淹没水跃＝1，临界水跃<1，远驱式水跃非淹没水跃护坦长度：远驱式水跃临界式水跃∴工程设计中，要求下游产生一定淹没程度（σj＝1.05~1.10）的水跃。这时，护坦长度较小，消能效果也比较好，并能得到较为可靠的淹没水跃。28水跃淹没系数σj：>1，淹没水跃＝1，临界水跃<1，远驱式水平底闸孔下游水流衔接的三种形式：29平底闸孔下游水流衔接的三种形式：299.1.3消能池的水力计算从工程的经济和安全要求出发，希望在泄统建筑物下游河道中产生淹没式水跃。产生淹没式水跃要求水工建筑物下游要有足够的水深，而要增加下游水深就需要修建一些辅助建筑物，常用的有以下几种：消力池

在靠近建筑物下游降低河床高程，形成水池，增加水深。消力墙在靠近建筑物下游河床上修筑档水墙，抬高建筑物与挡水墙间水位，增加水深309.1.3消能池的水力计算从工程的经济和安全要求出发9.1.3.1降低护坦高程形成的消能池(1)消能池深度d消能池内的水深hT应为水跃的淹没安全系数，一般取为1.05~1.10。消能池深度d的计算公式为(9.10)d=σjhc1″－(ht+△z)hT=σjhc1″=ht+d+△z(9.9)图9.109.1.3消能池的水力计算319.1.3.1降低护坦高程形成的消能池(1)消能池深度①计算hc1″

应用水跃方程，有其中收缩断面水深hc1可由下式计算图9.10消能池的水力计算d=σjhc1″－(ht+△z)32①计算hc1″应用水跃方程，有其中收缩断面水深hc1可由下②计算△z以2-2断面底部的水平面作基准面，对消能池出口水流段(1-1断面至2-2断面)列能量方程可整理为消能池的流速系数，∵，并令代入上式，则得，(9.11)33②计算△z以2-2断面底部的水平面作基准面，对池深d的计算公式

:(9.10)d=σjhc1″－(ht+△z)池深d的近似计算公式：(9.12)(9.11)34池深d的计算公式:(9.10)d=σjhc1″－(2)消能池长度Lk式中Lj为平底自由水跃的长度。(9.13)35(2)消能池长度Lk式中Lj为平底自由水跃的长度。(3)消能池的设计流量(9.12)池深d是随(hc〞－ht)的增大而加深池深d的设计流量：(hc〞－ht)max所对应的流量hc〞－qht－q(hc〞－ht)maxhc〞/ht(m)q(m3/s·m)qd1qds36(3)消能池的设计流量(9.12)池深d是随(hc〞－

例题9-4某溢流坝为WES剖面，坝顶部设闸门控制流量，今保持坝顶水头H=3.2m，调节闸门开度，使单宽流量的变化范围为(3～12)m3/s·m，

相应的下游水深ht可由图中查得。己知坝高P1及P2均为10m。试判别坝下游水跃的衔接形式；若需设置消能时，试计算降低护坦式的消能深度及长度。37例题9-4某溢流坝为WES剖面，坝顶部设闸门控制

解：（1）判别坝下游水跃的衔接形式。

因为P1＝10m＞1.33H=4.3m，故可不计行近流速，即令H0=H＝3.2m。则E0＝P2十H＝10＋3.2＝13.2m。由表9.1可知，对图示的溢流坝，可取=0.90。当q＝3m3/s·m时，可求得查，附图I得38解：（1）判别坝下游水跃的衔接形式。查，附图I得同理．可得其他流量所相应的参数从图中可以看出，在所讨论的流量范围内，故下游产生远驱式水跃衔接。为使下游产生淹没水跃衔接，现拟设计一降低护坦高程的消能池。39同理．可得其他流量所相应的参数从图中可以看出，在所讨论的流(2)消能池深度的计算从右图中曲线，不难求出最大时q=6m3/s·m，故消能池深度的设计流量为qd＝6m3/s·m相应于qd＝6m3/s·m，hk=1.54m,hc=0.42m,ht=3.05m首先按近似公式(9.12)约估池深的数值，即设d1=1.0m，则40(2)消能池深度的计算从右图中曲线，不难求出由附图1查得再按(9.11)式计算(取消能池流速系数)池深：再设d2=1.1m，则与d2假设符合，故所求池深d＝1.10m41由附图1查得再按(9.11)式计算(取消能（3）消能池长度Lk的计算按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.8)Lj。故得消能池长度为Lk=(0.7~0.8)×33.4=(23.4~26.7)m取，池长Lk=25m。查，附图I得池长的设汁流量为最大流量、即qd=qmax=12m3/s·m42（3）消能池长度Lk的计算按(9.13)式求池长，即Lk=(9.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c的计算方法消能坎的高度应满足消力墙上的出流可看作实用堰出流(可以是自由出流，也可以是淹没出流)，则H0为总水头，用实用堰流量公式计算439.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c9.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c的计算方法式中，m1为消能坎的流量系数，与坎的形状及池内水流状态有关，目前尚没有系统资料，初步计算时可取为0.42；σs为消能坎的淹没系数，它的大小取决于消能墙的淹没程度，即，可查表9.2取用。图9.13449.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c消能墙的淹没条件：若，则，消能坎水流为非淹没堰流

消能坎高的计算方法：（1）先暂设坎顶为自由溢流，即σs＝1，根据(9.14)式和(9.15)式求得墙高c0。

（2）验算流态：若消能坎是自由溢流，此c0值即为所求；若属淹没溢流，则必须考虑淹没系数σ

s的影响重新求c。

图9.1345消能墙的淹没条件：若，则，消能坎水流为非淹没堰流消能坎高例题9-4某溢流坝，在单宽流量q为6m3/s·m时，已求得坝趾收缩断面水深及其共轭水深分别是：hc为0.42m，为3.96m。若下游水深ht为3.50m。试设计一消能坎式消能池。解：hc〞=3.96m>ht=3.5m，故坝下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消能池。(1)求坎高①先假设消能坎为自由溢流，此时σs=1.0，m=0.42，σj=1.05，则消能坎的坎顶全水头为

于是将H1代入(9.14)式可得坎高c

46例题9-4某溢流坝，在单宽流量q为6m3/s·m时，已校核坎后的衔接形式：

取消能坎的流速系数φ＝0.90，由附图1查得则则消能坎后收缩断面水深的跃后水跃为因为则坎后为淹没式水跃衔接。又故消能坎为淹没溢流，应考虑淹没系数σs的影响。47校核坎后的衔接形式：取消能坎的流速系数φ＝0.90，由附图②按坎为淹没溢流计算坎高假设c=2.02m，在所假设坎高情况下，为保证池内产生淹没程度不大的水跃，应有的坎顶水头H1为消能坎淹没度，查表9.2得σs=0.956

于是试算得到的单宽流量与给定的单宽流量一致，于是坎高c＝2.02m。相应的坎顶全水头H10为48②按坎为淹没溢流计算坎高假设c=2.02m，在所假设坎高情(2)求池长按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.8)Lj。故得消能池长度为Lk=(0.7~0.8)×24.2=(16.95~19.35)m最后确定坎高c=2.02m，池长Lk=18m。49(2)求池长按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.

综合式消力池当地质或施工条件受到限制，单做消力池或消力墙不适合时，可以把池和墙结合起来做成综合式消力池以增加下游水深。使水流在池中发生淹没式水跃进行消能。50综合式消力池当地质或施工条件受到限制，单做消力池辅助消能工定义：为提高消能效率而在消能池中设置的墩或槛。51辅助消能工定义：为提高消能效率而在消能池中设置的墩或槛。51护坦下游河床的保护52护坦下游河床的保护529.2挑流消能的水力计算冲刷坑深度的估算挑坎型式及尺寸的选择挑流射程的计算539.2挑流消能的水力计算冲刷坑深度的估算挑坎型式及尺寸的选9.2挑流消能的水力计算对中、高水头的泄水建筑物，由于水头和单宽流量都较大，如采用底流消能往往护坦工程的费用很大；如采用面流消能，下游水深往往不能满足形成面流的要求，这时可采用挑流衔接与消能。挑流时水流的能量消耗主要有以下两个过程：1．空中消能：水股从挑流坎被抛向空中，并逐渐扩散，与空气接触面积越来越大，在空气阻力以及水舌内部的摩擦、撞击作用下，消耗了水流的部分能量。在这一过程中、往往形成大片雾气，迷漫四周空间。2.水下消能：扩散了的水股在建物下游较远处射入水中，由于它仍有较大的动能，故可能冲刷河床，形成冲刷坑。冲刷坑内水深随着坑深的增加而增大，形成较厚的水垫，并对入流水股起着缓冲和消能的作用。水股在冲刷坑内形成一较大漩涡，并由于漩滚的强烈紊动而消耗了入流水股的大部分能量。549.2挑流消能的水力计算对中、高水头的泄水建筑物定义：在泄水建筑物的下游端修建挑流坎，利用下泄水流的巨大动能，将水流挑入空中，然后降落在远离建筑物的下游，主要通过入水后主流周围的强烈漩滚达到消能的目的。优点：布置简单，一般不需下游人工保护，方便经济。缺点：泄洪雾化较严重、尾水波动大。应用：中高水头泄水建筑物大量采用。水力计算的主要任务：计算挑流射程和下游冲刷坑深度，选定合理的挑坎型式，确定挑坎高程、反弧半径和挑射角。9.2挑流消能的水力计算消能过程：空中消能和水垫消能55定义：在泄水建筑物的下游端修建挑流坎，利用下泄水流的巨大动能一、挑流射程的计算挑流射程：指挑坎末端至冲刷坑最深点间的水平距离。L=L0+L1－Lˊ≈

L0+L1(9.21)图9.1956一、挑流射程的计算挑流射程：指挑坎末端至冲刷坑最深点间的水平1、空中射程L0

按自由抛射体理论计算从图9.19可知，当y=a－ht+(h1/2)cosθ时，x=L0，则(9.23)设l－l断面流速为均匀分布，即u1=v1；对0-0及1-1断面列能量方程，得(9.24)00图9.19将第二个方程t的大根代入第一个方程，得571、空中射程L0按自由抛射体理论计算从图9.19可知，当(9.25)将(9.24)式代入(9.23)式，则对于高坝，S1≥h1，略去hl后，(9.24)及(9.25)式变为(9.26)(9.27)00图9.19(9.23)(9.24)58(9.25)将(9.24)式代入(9.23)式，则对于高坝，流速系数φ值的确定：根据原型观测射程的资料，代入理论公式反求。(1)(2)59流速系数φ值的确定：根据原型观测射程的资料，代入理论公式2、水下射程L1

近似认为水舌自2－2断面起沿入水角β方向直线运动，则(9.30)图9.19602、水下射程L1近似认为水舌自2－2断面起沿入水角β方向入水角β的计算：对(9.22)式求一阶导数，整理得在水舌入水处：，将(9.25)式中的L0代入上式，整理后可得，即(9.31)(9.25)61入水角β的计算：对(9.22)式求一阶导数，整理得在水舌入(9.32)于是可得水下射程的计算公式为将式(9.25)及式(9.32)代入式(9.21)，即可求出挑坎末端至冲坑最深点间的水平距离，即挑流射程高坝，h1≈0(9.33)(9.33)ˊ

略去h1后得62(9.32)于是可得水下射程的计算公式为将式(9.25)及二、冲刷坑深度的估算由于影响因素的多样性和地质条件的复杂性。目前，对冲刷坑深度的计算，工程上还只能依据一些经验公式进行估算1．对于砂卵石河床(9.34)式中：ts为冲刷坑深度，m；ht为冲刷坑后的下游水深，m；η为反映流速脉动的某一系数值，可取1.5~2.0；vt为水舌进入下游水面的流速，m/s；ω叫为河床颗粒的水力粗度，m/s；z为上下游水位差，m；63二、冲刷坑深度的估算由于影响因素的多样性和地二、冲刷坑深度的估算2．对于岩石河床(9.37)式中：z为上下游水位差，m；ht为冲刷坑后的下游水深，m；q为单宽流量，m3/s·m；ks为反应岩基特性的系数，其具体取值见表9.3。64二、冲刷坑深度的估算2．对于岩石河床(9.37)式中：三、挑坎型式及尺寸的选择1、常见的挑坎型式连续式：

差动式：射程较远，水的扩散较差以致冲刷坑较深。扩散好，减轻河床刷，齿坎侧面易空蚀。65三、挑坎型式及尺寸的选择1、常见的挑坎型式连续式：差动式：2、连续式挑坎尺寸的选择反弧半径r0至少应大于反弧最低点水深hc的4倍一般多采用r0

=（6~10）hc有资料表明，不减小挑流射程的最小反弧半径为：其中h1和Fr1分别为挑坎末端的水深和水流佛劳德数挑坎最低高程等于或略低于下游最高尾水位1、挑坎高程2、反弧半径662、连续式挑坎尺寸的选择反弧半径r0至少应大于若欲使挑流射程最大，可按下式计算挑角：其中符号如下图所示S1P3、挑角我国所建成的一些大中型工程，挑角一般在15°-35°之间67若欲使挑流射程最大，可按下式计算挑角：S1P3、挑角我国所建9.3面流及消能戽消能简介消能戽消能面流消能689.3面流及消能戽消能简介消能戽消能面流消能68一、面流消能在泄水建筑物的末端设置一鼻坎，将下泄的高速水股引向下游水流的表层，并逐渐向下游扩散，使靠近河底的流速较小，同时由于下游水位高于坎顶，故在坎后的主流区下部形成激烈的旋滚，可以消耗下泄水流的能量鼻坎末端的切线与水平线之间夹角θ较小，一般坎角θ=0~10°。鼻坎可以做成连续式或差动式的形式。69一、面流消能在泄水建筑物的末端设置一鼻坎，将下泄的高一、面流消能定义：在泄水建筑物的末端位设置低于尾水水位并有适当高度的平顶或小挑角的跌坎，将下泄的高速水流引向下游水流表层，主要通过底部旋滚和表面旋滚的作用来消能。优点：对下游河床的防护要求较低，节省工程投资。缺点：水面波动大、对岸坡的稳定和航运条件不利。应用：下游河道水深较大、水位变幅不大，上下游落差不太大的丰水河流。70一、面流消能定义：在泄水建筑物的末端位设置低于尾水水位并有适面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(a)下游水深较小，水流在坎下游河床中形成远离式水跃。随着水深增大，变为临界水跃和淹没水跃。71面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(a面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(b)下游水深增加，使主流升到表层，底部有一个较长的漩涡区，表面无旋滚，但有剧烈波浪。72面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(c)下游水深继续增加，出坎水流受到下游水流的顶托，使坎上水股向上弯曲，再因重力影响，而潜入河底，在坎下和下游水面分别出现旋滚，形成面流和底流的混合流。73面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(d)下游水深再增大，在坎上、坎下和下游水面分别出现三个旋滚，鼻坎被旋滚淹没，形成淹没混合流74面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(e)下游水深再增大，底流部分水股重新升到水面，而坎上漩流不变，称为淹没面流。75面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(f)下游水深再增大，坎上表面漩流越来越大，以致把主流压到底部，又成为底流，称为回复底流76面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：(面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：典型面流流态从消能角度看：自由面流和淹没面流最有利；其次是自由混合流；不利和不允许出现的是底流和回复底流77面流的流态：随着尾水深度的变化出现多种衔接形式：典型面流流二、消能戽消能缓流表面旋滚消能戽是指在泄水建筑物末端建造的一个具有较大反弧半径和挑角的低鼻坎。在一定下游水深时，从泄水建筑物下泄的高速水流，由于受下游水位的顶托作用在戽斗内形成旋滚，主流沿鼻坎挑起，形成涌浪并向下游扩散，在戽坎下产生一个反向旋滚，有时涌浪之后还会产生一个微弱的表面旋滚。78二、消能戽消能缓流表面旋滚消能戽是指在泄水建筑物末二、消能戽消能缓流表面旋滚消能戽：建筑物的出流部位设置低于尾水水位的具有较大反弧半径和较大挑角的凹面挑坎（戽斗）。优点：消能效率高于平底自由水跃，不需要护坦。79二、消能戽消能缓流表面旋滚消能戽：建筑物的出流部位设置低于尾二、消能戽消能随着下游水深t由小增大，消能戽的流态变化：(a)当下游水深较小时，出戽水股被挑出，在水股与河床之间形成空腔，然后产生水跃。(b)当下游水深逐渐加大，至某一个水深时，出戽水股上仰角也加大，射流减小，部分水流失去前进速度，而在戽内形成旋滚，主流沿戽面继续射出时，在下游形成涌浪，然后扩散，开始形成戽流态。80二、消能戽消能随着下游水深t由小增大，消能戽的流态二、消能戽消能(c、d)形成戽流态后，如继续增加下游水深，戽内及戽后底部旋滚体积加大，涌浪增高，涌浪后旋滚逐渐减小，形成典型戽流或淹没戽流。(e)如再增加下游水深，形成回复底流流态。81二、消能戽消能(c、d)形成戽流态后，如继续增加下游谢谢骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷箩侣郎虫林森-消化系统疾病的症状体征与检查林森-消化系统疾病的症状体征与检查11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓

12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰

13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子

14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德

15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利谢谢骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。泄水建筑物下游的水流衔接与消能泄水建筑物下游的水流衔接与消能61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。泄水建筑物下游的水流衔接与消能水力学下册第9章泄水建筑物下游的水流衔接与消能第10章有压管中的非恒定流第11章明渠非恒定流第12章流体运动的流场理论第13章边界层理论基础第14章恒定平面势流第15章渗流第17章高速水流2第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水力计算9.2挑流消能的水力计算9.3面流及消能戽消能简介361、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。泄水建筑物下游的水泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件泄水建筑物下游的水流衔接与消能课件引起河床严重冲刷例如奥地利的列伯令(Lebring)

坝，上下游水位落差为11.35米，砂卵石河床，冲刷坑的深度达到12米，可见冲刷之严重性。因此，在设计水工建筑物时，要选择合理的水流衔接形式，采取必要的工程措施，将泄水建筑物下泄水流的部分动能加以消除和转变为势能，即所谓消能问题，以改善水流状态，保证建筑物的安全。可能引起的不良后果：88引起河床严重冲刷可能引起的不良后果：6发生折冲水流如图某水利枢纽平面布置图，由于主流偏向左岸，右岸就造成巨大的回流区，而靠近左岸的主流过水断面减小，流速加大，导致对河床及岸壁的冲刷。如在枢纽中设有船闸，则折冲水流对船闸的下游会造成不利的航行条件。而回流往往把主流冲刷的泥沙带到水电站下游形成淤积，影响水电站发电。89发生折冲水流7常用的水流衔接与消能方式葛洲坝底流消能新安江挑流消能富春江面流消能底流消能挑流消能面流消能90常用的水流衔接与消能方式葛洲坝底流消能1、底流消能

消能机理：通过水跃产生的表面漩滚和强烈的紊动来消能。实质：水跃特点：主流位于底部常用的水流衔接与消能方式应用：各种地质条件的泄水建筑物在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水跃发生的位置，通过水跃产生的表面旋滚和强烈的紊动以达到消能的目的。911、底流消能消能机理：实质：水跃特点：常用的水流衔接与消能2、挑流消能

利用下泄水流本身的动能，在建筑物的出流部位采用挑流鼻坎，将下射的水流挑射到远离坝址，以确保建筑物的安全。常用的水流衔接与消能方式优点：布置简单，一般不需下游人工保护，工程造价低。缺点：泄洪雾化较严重、尾水波动大。应用：下游地质条件较好的中高水头泄水建筑物。两个消能过程：空中消能水垫消能（主要）922、挑流消能利用下泄水流本身的动能，在建筑物3、面流消能

在建筑物的末端，设一个比下游水位低的、水平的或仰角较小的底坎，将下泄高速水流引向下游河道的水流表面，并逐渐向下游扩散，而靠近河底则流速较小，同时坝后主流区下部形成激烈漩滚，以消耗部分下泄水流能量。常用的水流衔接与消能方式应用：下游河道水深较大、水位变幅不大且上下游落差不太大。

优点：利于排冰，对河床冲刷作用小。缺点：下游水面波动大，对岸坡稳定和航运不利。特点：主流靠近水面消能机理：底部漩滚933、面流消能在建筑物的末端，设一个比下游水位水利工程中有时需结合具体工程的需要，将消能方式结合应用。下图采用消能戽就是一种底流和面流结合应用的实例。常用的水流衔接与消能方式戽斗94水利工程中有时需结合具体工程的需要，将消能方式第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水力计算9.2挑流消能的水力计算9.3面流及消能戽消能简介95第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1底流消能的水9.1.1建筑物下游收缩断面水力要素(hc、vc

)的计算以收缩断面c–c处槽底的水平面为基准面，列坝前断面0

–0和收缩断面c–c的能量方程：(9.1)令流速系数，则可得收缩断面的平均流速表达式(9.2)由图可以看出(9.3)9.1底流消能的水力计算P2969.1.1建筑物下游收缩断面水力要素(hc、vc)的计算以vc=Q/Ac代入(9.3)式，则得对于矩形断面，Ac=b•hc，取单宽流量计算，则(9.4)′

(9.4)借助本章末附图Ⅰ图解曲线来简化计算：对于矩形断面，有hk3=q2/g，用hk除(9.4)′式两端，则有令ξ0=E0/hk，ξ

c=hc/hk，则有ξ[ksai](9.5)(9.3)97以vc=Q/Ac代入(9.3)式，则得对于矩形(9.5)0.325.82.398(9.5)0.325.82.316

例题9-1某分洪闸如图所示，底坎为曲线型低堰，泄洪单宽流量qc=11m3/s·m，流速系数φ=0.90。计算其下游收缩断面处的水深hc。34.0029.0027.0030.00HH0v0Pcchcht99例题9-1某分洪闸如图所示，底坎为曲线型低堰，解：应用式(9.4)求收缩断面水深hc。(9.4)其中：。取α0≈1，则已知φ

=0.90，故有可采用试算法、迭代法或图解法计算hc依题意有：34.0029.0027.0030.00HH0v0Pcchcht100解：应用式(9.4)求收缩断面水深hc。(9.4)其中：。取（a）试算法计算的具体过程：取hc=1.0m，则上式右边=7.622>左边取hc=1.1m，则上式右边=7.399>左边取hc=1.2m，则上式右边=6.493<左边取hc=1.15m，则上式右边=6.913<左边取hc=1.12m，则上式右边=7.196>左边取hc=1.125m，则上式右边=7.147>左边取hc=1.127m，则上式右边=7.128≈左边所以，取hc=1.127m101（a）试算法计算的具体过程：取hc=1.0m，则上式右边=（b）迭代法计算的具体过程：令hc1=0，代入上式，得令hc2=1.034m，代入上式，得再令hc3=1.118m，代入上式，得再令hc4=1.126m，代入上式，得最后，取hc5=1.127m102（b）迭代法计算的具体过程：令hc1=0，代入上式，得令h（c）图解法计算的具体过程：依据：本章末附图Ⅰ图解曲线对于矩形断面，有hk3=q2/g，用hk除(9.4)式两端，则有(9.5)ζ0=E0/hkζc=hc/hk(9.4)103（c）图解法计算的具体过程：依据：本章末附图Ⅰ图解曲线对于0.4893.089.1底流消能的水力计算1040.4893.089.1底流消能的水力计算22流速系数φ：水头损失局部损失：沿程损失：堰型、坝高、入流条件单宽流量、坝面流程坝面粗糙度、反弧曲率计算流速系数

φ的两个经验公式：(1)(2)适用于P/H<30的无显著掺气现象的实用剖面堰自由溢流高坝，其中s为上游水位与收缩断面底部的高程差，以m为单位。确定方法：（1）经验数据（2）经验公式（见表1）105流速系数φ：水头损失局部损失：沿程损失：堰型、坝高、入流条件9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响当水流经泄水建筑物(如闸、坝等)下泄时，势能逐渐减小，动能逐渐增加，在建筑物下游某过水断面上水深达到最小值、平均流速达到最大值，这个断面称为收缩断面，该断面的水深用hc表示，因下泄水流速度较大，所以收缩断面水深hc常小于临界水深hk，水流属于急流状态1069.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响如建筑物下游水深ht也小于hk，水流为急流，则在这种情况下水流为：急流→急流，可按河渠非均匀流水面线进行分析研究。1079.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响一般情况下，下游水深ht常大干临界水深hk，水流为缓流、则下泄水流与下游水泥为由急流到缓流的水面衔接，必然有水跃发生按水跃发生的位置将底流式水面衔接分为三种情况。1089.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响(a)ht

=hc〞临界式水跃衔接

三种衔接形式(b)ht

<hc〞远离式水跃衔接(c)ht

>hc〞淹没式水跃衔接收缩断面为跃前断面缺点：不够稳定水跃向下游移动，跃前断面远离收缩断面水跃涌向上游并淹没了收缩断面缺点：保护段长，不经济缺点：随着淹没程度的增加，消能效果下降修消能池9.1.2泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响109(a)ht=hc〞临界式水跃衔接三种衔接形式水跃淹没系数σj：>1，淹没水跃＝1，临界水跃<1，远驱式水跃非淹没水跃护坦长度：远驱式水跃临界式水跃∴工程设计中，要求下游产生一定淹没程度（σj＝1.05~1.10）的水跃。这时，护坦长度较小，消能效果也比较好，并能得到较为可靠的淹没水跃。110水跃淹没系数σj：>1，淹没水跃＝1，临界水跃<1，远驱式水平底闸孔下游水流衔接的三种形式：111平底闸孔下游水流衔接的三种形式：299.1.3消能池的水力计算从工程的经济和安全要求出发，希望在泄统建筑物下游河道中产生淹没式水跃。产生淹没式水跃要求水工建筑物下游要有足够的水深，而要增加下游水深就需要修建一些辅助建筑物，常用的有以下几种：消力池

在靠近建筑物下游降低河床高程，形成水池，增加水深。消力墙在靠近建筑物下游河床上修筑档水墙，抬高建筑物与挡水墙间水位，增加水深1129.1.3消能池的水力计算从工程的经济和安全要求出发9.1.3.1降低护坦高程形成的消能池(1)消能池深度d消能池内的水深hT应为水跃的淹没安全系数，一般取为1.05~1.10。消能池深度d的计算公式为(9.10)d=σjhc1″－(ht+△z)hT=σjhc1″=ht+d+△z(9.9)图9.109.1.3消能池的水力计算1139.1.3.1降低护坦高程形成的消能池(1)消能池深度①计算hc1″

应用水跃方程，有其中收缩断面水深hc1可由下式计算图9.10消能池的水力计算d=σjhc1″－(ht+△z)114①计算hc1″应用水跃方程，有其中收缩断面水深hc1可由下②计算△z以2-2断面底部的水平面作基准面，对消能池出口水流段(1-1断面至2-2断面)列能量方程可整理为消能池的流速系数，∵，并令代入上式，则得，(9.11)115②计算△z以2-2断面底部的水平面作基准面，对池深d的计算公式

:(9.10)d=σjhc1″－(ht+△z)池深d的近似计算公式：(9.12)(9.11)116池深d的计算公式:(9.10)d=σjhc1″－(2)消能池长度Lk式中Lj为平底自由水跃的长度。(9.13)117(2)消能池长度Lk式中Lj为平底自由水跃的长度。(3)消能池的设计流量(9.12)池深d是随(hc〞－ht)的增大而加深池深d的设计流量：(hc〞－ht)max所对应的流量hc〞－qht－q(hc〞－ht)maxhc〞/ht(m)q(m3/s·m)qd1qds118(3)消能池的设计流量(9.12)池深d是随(hc〞－

例题9-4某溢流坝为WES剖面，坝顶部设闸门控制流量，今保持坝顶水头H=3.2m，调节闸门开度，使单宽流量的变化范围为(3～12)m3/s·m，

相应的下游水深ht可由图中查得。己知坝高P1及P2均为10m。试判别坝下游水跃的衔接形式；若需设置消能时，试计算降低护坦式的消能深度及长度。119例题9-4某溢流坝为WES剖面，坝顶部设闸门控制

解：（1）判别坝下游水跃的衔接形式。

因为P1＝10m＞1.33H=4.3m，故可不计行近流速，即令H0=H＝3.2m。则E0＝P2十H＝10＋3.2＝13.2m。由表9.1可知，对图示的溢流坝，可取=0.90。当q＝3m3/s·m时，可求得查，附图I得120解：（1）判别坝下游水跃的衔接形式。查，附图I得同理．可得其他流量所相应的参数从图中可以看出，在所讨论的流量范围内，故下游产生远驱式水跃衔接。为使下游产生淹没水跃衔接，现拟设计一降低护坦高程的消能池。121同理．可得其他流量所相应的参数从图中可以看出，在所讨论的流(2)消能池深度的计算从右图中曲线，不难求出最大时q=6m3/s·m，故消能池深度的设计流量为qd＝6m3/s·m相应于qd＝6m3/s·m，hk=1.54m,hc=0.42m,ht=3.05m首先按近似公式(9.12)约估池深的数值，即设d1=1.0m，则122(2)消能池深度的计算从右图中曲线，不难求出由附图1查得再按(9.11)式计算(取消能池流速系数)池深：再设d2=1.1m，则与d2假设符合，故所求池深d＝1.10m123由附图1查得再按(9.11)式计算(取消能（3）消能池长度Lk的计算按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.8)Lj。故得消能池长度为Lk=(0.7~0.8)×33.4=(23.4~26.7)m取，池长Lk=25m。查，附图I得池长的设汁流量为最大流量、即qd=qmax=12m3/s·m124（3）消能池长度Lk的计算按(9.13)式求池长，即Lk=(9.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c的计算方法消能坎的高度应满足消力墙上的出流可看作实用堰出流(可以是自由出流，也可以是淹没出流)，则H0为总水头，用实用堰流量公式计算1259.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c9.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c的计算方法式中，m1为消能坎的流量系数，与坎的形状及池内水流状态有关，目前尚没有系统资料，初步计算时可取为0.42；σs为消能坎的淹没系数，它的大小取决于消能墙的淹没程度，即，可查表9.2取用。图9.131269.1.3.2在护坦末端修建消能坎所形成的消能池坎高c消能墙的淹没条件：若，则，消能坎水流为非淹没堰流

消能坎高的计算方法：（1）先暂设坎顶为自由溢流，即σs＝1，根据(9.14)式和(9.15)式求得墙高c0。

（2）验算流态：若消能坎是自由溢流，此c0值即为所求；若属淹没溢流，则必须考虑淹没系数σ

s的影响重新求c。

图9.13127消能墙的淹没条件：若，则，消能坎水流为非淹没堰流消能坎高例题9-4某溢流坝，在单宽流量q为6m3/s·m时，已求得坝趾收缩断面水深及其共轭水深分别是：hc为0.42m，为3.96m。若下游水深ht为3.50m。试设计一消能坎式消能池。解：hc〞=3.96m>ht=3.5m，故坝下游产生远驱式水跃衔接，需要修建消能池。(1)求坎高①先假设消能坎为自由溢流，此时σs=1.0，m=0.42，σj=1.05，则消能坎的坎顶全水头为

于是将H1代入(9.14)式可得坎高c

128例题9-4某溢流坝，在单宽流量q为6m3/s·m时，已校核坎后的衔接形式：

取消能坎的流速系数φ＝0.90，由附图1查得则则消能坎后收缩断面水深的跃后水跃为因为则坎后为淹没式水跃衔接。又故消能坎为淹没溢流，应考虑淹没系数σs的影响。129校核坎后的衔接形式：取消能坎的流速系数φ＝0.90，由附图②按坎为淹没溢流计算坎高假设c=2.02m，在所假设坎高情况下，为保证池内产生淹没程度不大的水跃，应有的坎顶水头H1为消能坎淹没度，查表9.2得σs=0.956

于是试算得到的单宽流量与给定的单宽流量一致，于是坎高c＝2.02m。相应的坎顶全水头H10为130②按坎为淹没溢流计算坎高假设c=2.02m，在所假设坎高情(2)求池长按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.8)Lj。故得消能池长度为Lk=(0.7~0.8)×24.2=(16.95~19.35)m最后确定坎高c=2.02m，池长Lk=18m。131(2)求池长按(9.13)式求池长，即Lk=(0.7~0.

综合式消力池当地质或施工条件受到限制，单做消力池或消力墙不适合时，可以把池和墙结合起来做成综合式消力池以增加下游水深。使水流在池中发生淹没式水跃进行消能。132综合式消力池当地质或施工条件受到限制，单做消力池辅助消能工定义：为提高消能效率而在消能池中设置的墩或槛。133辅助消能工定义：为提高消能效率而在消能池中设置的墩或槛。51护坦下游河床的保护134护坦下游河床的保护529.2挑流消能的水力计算冲刷坑深度的估算挑坎型式及尺寸的选择挑流射程的计算1359.2挑流消能的水力计算冲刷坑深度的估算挑坎型式及尺寸的选9.2挑流消能的水力计算对中、高水头的泄水建筑物，由于水头和单宽流量都较大，如采用底流消能往往护坦工程的费用很大；如采用面流消能，下游水深往往不能满足形成面流的要求，这时可采用挑流衔接与消能。挑流时水流的能量消耗主要有以下两个过程：1．空中消能：水股从挑流坎被抛向空中，并逐渐扩散，与空气接触面积越来越大，在空气阻力以及水舌内部的摩擦、撞击作用下，消耗了水流的部分能量。在这一过程中、往往形成大片雾气，迷漫四周空间。2.水下消能：扩散了的水股在建物下游较远处射入水中，由于它仍有较大的动能，故可能冲刷河床，形成冲刷坑。冲刷坑内水深随着坑深的增加而增大，形成较厚的水垫，并对入流水股起着缓冲和消能的作用。水股在冲刷坑内形成一较大漩涡，并由于漩滚的强烈紊动而消耗了入流水股的大部分能量。1369.2挑流消能的水力计算对中、高水头的泄水建筑物定义：在泄水建筑物的下游端修建挑流坎，利用下泄水流的巨大动能，将水流挑入空中，然后降落在远离建筑物的下游，主要通过入水后主流周围的强烈漩滚达到消能的目的。优点：布置简单，一般不需下游人工保护，方便经济。缺点：泄洪雾化较严重、尾水波动大。应用：中高水头泄水建筑物大量采用。水力计算的主要任务：计算挑流射程和下游冲刷坑深度，选定合理的挑坎型式，确定挑坎高程、反弧半径和挑射角。9.2挑流消能的水力计算消能过程：空中消能和水垫消能137定义：在泄水建筑物的下游端修建挑流坎，利用下泄水流的巨大动能一、挑流射程的计算挑流射程：指挑坎末端至冲刷坑最深点间的水平距离。L=L0+L1－Lˊ≈

L0+L1(9.21)图9.19138一、挑流射程的计算挑流射程：指挑坎末端至冲刷坑最深点间的水平1、空中射程L0

按自由抛射体理论计算从图9.19可知，当y=a－ht+(h1/2)cosθ时，x=L0，则(9.23)设l－l断面流速为均匀分布，即u1=v1；对0-0及1-1断面列能量方程，得(9.24)00图9.19将第二个方程t的大根代入第一个方程，得1391、空中射程L0按自由抛射体理论计算从图9.19可知，当(9.25)将(9.24)式代入(9.23)式，则对于高坝，S1≥h1，略去hl后，(9.24)及(9.25)式变为(9.26)(9.27)00图9.19(9.23)(9.24)140(9.25)将(9.24)式代入(9.23)式，则对于高坝，流速系数φ值的确定：根据原型观测射程的资料，代入理论公式反求。(1)(2)141流速系数φ值的确定：根据原型观测射程的资料，代入理论公式2、水下射程L1

近似认为水舌自2－2断面起沿入水角β方向直线运动，则(9.30)图9.191422、水下射程L1近似认为水舌自2－2断面起沿入水角β方向入水角β的计算：对(9.22)式求一阶导数，整理得在水舌入水处：，将(9.25)式中的L0代入上式，整理后可得，即(9.31)(9.25)143入水角β的计算：对(9.22)式求一阶导数，整理得在水舌入(9.32)于是可得水下射程的计算公式为将式(9.25)及式(9.32)代入式(9.21)，即可求出挑坎末端至冲坑最深点间的水平距离，即挑流射程高坝，h1≈0(9.33)(9.33)ˊ

略去h1后得144(9.32)于是可得水下射程的计算公式为将式(9.25)及二、冲刷坑深度的估算由于影响因素的多样性和地质条件的复杂性。目前，对冲刷坑深度的计算，工程上还只能依据一些经验公式进行估算1．对于砂卵石河床(9.34)式中：ts为冲刷坑深度，m；ht为冲刷坑后的下游水深，m；η为反映流速脉动的某一系数值，可取1.5~2.0；vt为水舌进入下游水面的流速，m/s；ω叫为河床颗粒的水力粗度，m/s；z为上下游水位差，m；145二、冲刷坑深度的估算由于影响因素的多样性和地二、冲刷坑深度的估算2．对于岩石河床(9.37)式中：z为上下游水位差，m；ht为冲刷坑后的下游水深，m；q为单宽流量，m3/s·m；ks为反应岩基特性的系数，其具体取值见表9.3。146二、冲刷坑深度的估算2．对于岩石河床(9.37)式中：三、挑坎型式及尺寸的选择1、常见的挑坎型式连续式：

差动