堰流及闸孔出流2

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1、9堰流及闸孔出流水利工程中，为防洪、灌溉、航运、发电等要求，需修建溢流坝、水闸等控制水流的水工建筑物。例如，溢流坝、水闸底槛、桥孔、无压涵洞进口。bH00v0图堰流堰：顶部过流的水工建筑物堰流:过堰水流未受闸门控制影响(点击）bH00v0图堰流H图堰流堰流:过堰水流未受闸门控制影响(点击）闸孔出流：过堰水流受闸门控制时，就是孔流beH00图堰流及闸孔出流图闸孔出流eH00闸孔出流：过堰水流受闸门控制时，就是孔流堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象图堰流H图闸孔出流eH堰流和孔流是两种不同的水流现象beH00孔流bH00v0堰流异

2、同点堰流：水面线为一条光滑曲线；过水能力强图闸孔出流eH00异同点堰流：水面线为一条光滑曲线；过水能力强孔流：闸孔上、下游水面曲线不连续；过水能力弱图闸孔出流eH00共同点壅高上游水位在重力作用下形成水流运动明渠急变流：在较短范围内流线急剧弯曲，有离心力出流过程的能量损失主要是局部损失beH00孔流图堰流H共同点壅高上游水位在重力作用下形成水流运动明渠急变流：在较短范围内流线急剧弯曲，有离心力出流过程的能量损失主要是局部损失beH00孔流图堰流H共同点壅高上游水位在重力作用下形成水流运动明渠急变流：在较短范围内流线急剧弯曲，有

3、离心力出流过程的能量损失主要是局部损失beH00孔流图堰流H共同点壅高上游水位在重力作用下形成水流运动明渠急变流：在较短范围内流线急剧弯曲，有离心力出流过程的能量损失主要是局部损失beH00孔流图堰流H相对性：堰流和孔流是相对的堰流和孔流取决于：闸孔相对开度闸底坎及闸门(或胸墙)型式上游来流条件（涨水或落水）beH00孔流图堰流H相对性：堰流和孔流是相对的堰流和孔流取决于：闸孔相对开度闸底坎及闸门(或胸墙)型式上游来流条件（涨水或落水）beH00孔流图堰流H相对性：堰流和孔流是相对的堰流和孔流取决于：闸孔相对开度闸底坎及闸门(

4、或胸墙)型式上游来流条件（涨水或落水）beH00孔流图堰流H相对性：堰流和孔流是相对的堰流和孔流取决于：闸孔相对开度闸底坎及闸门(或胸墙)型式上游来流条件（涨水或落水）beH00孔流图堰流H式中：e闸孔开度；H堰上水头平顶堰：e/H≤0.65孔流e/H＞0.65堰流图闸孔出流eH00曲线型堰：e/H≤0.75孔流e/H＞0.75堰流式中：e闸孔开度；H堰上水头beH00图曲线型堰上的孔流堰流及孔流是水利工程中常见的水流现象，其水力计算的主要任务是研究过水能力。堰闸出流水力特性堰闸水力计算9.4实用堰9.1堰的分类9.2堰流

5、的基本公式9.3薄壁堰9.5宽顶堰9.6闸孔出流9.1堰流类型水利工程中，常根据不同建筑材料，将堰作成不同类型。例如，溢流坝常用混凝土或石料作成较厚的曲线或者折线型；实验室量水堰一般用钢板、木板作成薄堰壁。堰外形、厚度不同，能量损失及过水能力不同当水流接近堰顶，流线收缩，流速加大，自由表面逐渐下降HP1v011v1P20δ0HP1v011v1P20δ0堰前断面：把堰上游水面无明显下降的0-0断面堰上水头：堰前断面堰顶以上的水深，用H表示HP1v011v1P20δ0行进流速：堰前断面的流速称为行进流速，用v0表示堰前断面距离上游

6、壁面的距离：L=（3～5)H研究表明，流过堰顶的水流型态随堰坎厚度与堰顶水头之比δ/H而变工程上，按δ与H的大小将堰流分薄壁堰实用堰宽顶堰越过堰顶的水舌形状不受堰厚影响，水舌下缘与堰顶为线接触，水面呈降落线。HP1v011v1P20δ0薄壁堰：δ/H＜0.67由于堰顶常作成锐缘形，故薄壁堰也称锐缘堰实用堰流：0.67＜δ/H＜2.5水利工程，常将堰作成曲线型，称曲线型实用堰00v0Hδ11实用堰流：0.67＜δ/H＜2.5堰顶加厚，水舌下缘与堰顶为面接触，水舌受堰顶约束和顶托，已影响水舌形状和堰的过流能力。00v0Hδ11H

7、00P1P211v1v0δ折线型实用堰：水利工程，常将堰作成折线形宽顶堰：2.5＜δ/H＜10H00P1P2v0δ11v1宽顶堰堰顶厚度对水流顶托非常明显水流特征：水流在进口附近的水面形成降落有一段水流与堰顶几乎平行下游水位较低时，出堰水流二次水面降H00P1P2v0δ11v1明渠水流：堰坎厚度δ＞10HP1δi>ikKKH国贸课程讲义9.4实用堰9.1堰的分类9.2堰流的基本公式9.3薄壁堰9.5宽顶堰9.6闸孔出流9.2堰流的基本公式对堰前断面0-0和堰顶断面1-1列能量方程基准面：通过堰顶的水平面v011v1P200δH

8、P1分析：0-0断面为渐变流1-1断面为急变流（流线弯曲）1-1断面测压管水头的平均值v011v1P200δHP1v011v1P200δHP1v11-1断面的平均流速v00-0断面的平均流速ζ局部阻力系数v011v1P200δHP1v11-1断面的平均流速v00-0断面的平均