水力學-第九章 堰流及閘孔出流

1、 1 1、堰流及閘孔出流、堰流及閘孔出流堰：頂部溢流的泄水建筑物稱為堰堰：頂部溢流的泄水建筑物稱為堰堰流：（堰流：（outflow weirs of spillingoutflow weirs of spilling） 經(jīng)過堰的水流，沒有受到閘門控制時是堰流。經(jīng)過堰的水流，沒有受到閘門控制時是堰流。閘孔出流：（閘孔出流：（outflow from sluice gateoutflow from sluice gate）經(jīng)過堰的水流受到閘門控制時就是閘孔出流，簡稱為孔流。經(jīng)過堰的水流受到閘門控制時就是閘孔出流，簡稱為孔流。9.1 9.1 概述概述第第9 9章章 堰流及閘孔出流堰流及閘孔出流閘孔出

2、流閘孔出流堰流堰流堰流及閘孔出流的水流特點：堰流及閘孔出流的水流特點：閘孔出流閘孔出流 水面被斷開而不連續(xù)水面被斷開而不連續(xù)堰流堰流 水面連續(xù)變化的光滑曲面水面連續(xù)變化的光滑曲面共同點：共同點：堰流和閘孔出流都是因水閘或溢流壩等建筑堰流和閘孔出流都是因水閘或溢流壩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運動。出流過程作用下形成的水流運動。出流過程的能量損失主要是的能量損失主要是局部損失局部損失。堰流和閘孔出流的界限堰流和閘孔出流的界限65. 0He65. 0He75. 0He75. 0He式中：式中：e e為閘孔開度；為從堰頂算起的閘前水深為閘孔開度；為從堰頂算起的閘

3、前水深堰流及閘孔出流計算的主要任務(wù)是研究其過水能力堰流及閘孔出流計算的主要任務(wù)是研究其過水能力實用堰實用堰閘孔閘孔出流出流 堰流堰流寬頂堰寬頂堰 閘孔出流閘孔出流 堰流堰流 淹沒出流和自由出流（以堰流為例）：淹沒出流和自由出流（以堰流為例）：堰淹沒出流條件為：堰淹沒出流條件為：下游水位超過堰頂下游水位超過堰頂 發(fā)生淹沒水躍發(fā)生淹沒水躍側(cè)收縮溢流：側(cè)收縮溢流： 當溢流寬度小（等）于上游渠道的寬度當溢流寬度?。ǖ龋┯谏嫌吻赖膶挾萾chh 0遠離水躍遠離水躍tchh 0臨界水躍臨界水躍tchh 0淹沒水躍淹沒水躍0chth 0ch0chth 0ch0chth 0ch水躍的三種形式水躍的三種形式 本

4、章內(nèi)容：本章內(nèi)容： 1 1、堰的分類、堰的分類 2 2、堰流的基本公式、堰流的基本公式 3 3、不同堰型的水力計算、不同堰型的水力計算 4 4、閘孔出流的水力計算、閘孔出流的水力計算 堰流及閘孔出流堰流及閘孔出流薄壁堰薄壁堰實用堰：曲線型和折線型實用堰：曲線型和折線型寬頂堰寬頂堰H67. 0HH105 . 2HH5 . 267. 09.2 9.2 堰的分類堰的分類 2/3000022HgmBgHBkHvAQBkHA00221gHgHvgVgVgVH22222209.3 9.3 堰流的基本公式堰流的基本公式為流量系數(shù)式中 222/30000kmHgmBgHBkHvAQBkHA 2/302 Hgm

5、BQ考慮側(cè)收縮和淹沒出流的堰流的基本公式考慮側(cè)收縮和淹沒出流的堰流的基本公式薄壁堰可分為：薄壁堰可分為：9.4 9.4 薄壁堰的水力計算薄壁堰的水力計算 2/302 HgBmQ矩形薄壁堰的流量計算：矩形薄壁堰的流量計算：將行進流速放在流量系數(shù)將行進流速放在流量系數(shù)內(nèi)考慮內(nèi)考慮（1 1）計算流量系數(shù)）計算流量系數(shù) )(11cazaz（2 2）計算淹沒系數(shù)）計算淹沒系數(shù)caz)(1判別淹沒水躍的條件：判別淹沒水躍的條件：Z Z 為上下游水位差，為上下游水位差，a a1 1為下游堰高，為下游堰高，H H 為上游水頭為上游水頭311)(2 . 01 (05. 1Hzahs淹沒系數(shù)：淹沒系數(shù)： hs 為

6、下游水位高于堰頂?shù)臄?shù)值為下游水位高于堰頂?shù)臄?shù)值三角形薄壁堰三角形薄壁堰（三角堰）：（三角堰）：水頭水面寬很小時，流量的微小變化引起較大的水頭水面寬很小時，流量的微小變化引起較大的水頭變化，量測精度高水頭變化，量測精度高, ,適合適合Q Q 0.1 m 0.1 mQ 0.1 m3 3/s/s254 . 1 HQ 23856. 1bHQ 9.5 9.5 實用堰的水力計算實用堰的水力計算1 1、曲線型實用堰的剖面形狀、曲線型實用堰的剖面形狀 max)95. 075. 0(HHdddmmHHddmmHH502. 0ddmmHH2.實用堰的水力計算實用堰的水力計算（1 1）流量系數(shù)確定）流量系數(shù)確定2/

7、302 HgmBQ 計算按如果 1 1 00bHbH 9.6 9.6 寬頂堰的水力計算寬頂堰的水力計算2/302 HgmBQhHz 3.3.寬頂堰的淹沒條件寬頂堰的淹沒條件 9.7 9.7 閘孔出流的水力計算閘孔出流的水力計算1 1、閘孔出流的分類、閘孔出流的分類（1 1） 閘門的分類閘門的分類 弧型閘門弧型閘門平板閘門平板閘門 )23. 9(201gHeBQ自由出流：自由出流：He/113 3、寬頂堰閘孔出流、寬頂堰閘孔出流 He/11)24. 9()(201thHgeBQ淹沒出流：淹沒出流： )25. 9(201gHeBQ自由出流：自由出流：4 4、實用堰閘孔出流、實用堰閘孔出流cos)375. 025. 0(186