跌水水景的设计

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1、跌水水景的设计[转载][2008-6-15]在水景设计中，跌水是构成溪流、叠流、瀑布等水景的基本单元，具有动态和声响的效果，因而应用较广。与静态水景不同，动态水景的水是流动的，其流动性一般用循环水泵来维持，水量过大则能耗大，长期运转费用高；水量过小则达不到预期的设计效果。因此，根据水景的规模确定适当的水流量十分重要。1跌水水景的水力学特征及计算跌水水景实际上是水力学中的堰流和跌水在实际生活中的应用，跌水水景设计中常用的堰流形式为溢流堰。根据6和H的相对尺寸，堰流流态一般分为薄壁堰流、实用堰流、宽顶堰流等三种形式：当8/H<0.6

2、7,为薄壁堰流；（，堰顶宽；H：堰前水头）0.67<8/H<2.5,为实用堰流；2.5<8/H<10,为宽顶堰流；8/H>10,为明渠水流，不是堰流。跌水水景设计中，常用堰流形态为宽顶堰流。当跌水水景的土建尺寸确定以后，首先要确定跌水流量Q,当水流从堰顶以一定的初速度W落下时，它会产生一个长度为h的水舌。若b大于跌水台阶宽度h，则水流会跃过跌水台阶；若k太小，则有可能岀现水舌贴着跌水墙而形成壁流。这两种情况的出现主要与跌水流量Q的大小有关，设计时应尽量选择一个恰当的流量以避免上述现象的发生。1.1跌水流量计算根据水力学计算公式，

3、一般宽顶堰自由出流的流量计算式为：Q=ocmb(2g)05H15=ocMbH15式中b堰口净宽H包括行进流速水头的堰前水头，H=H0+u°2/2g式中i)o行进流速m——自由溢流的流量系数，与堰型、堰高等边界条件有关CC——侧收缩系数M=m-(2g)05当堰口为矩形吋，侧收缩系数oc为1,上述计算式即简化为《给水排水设计手册》中的流量计算式：Q=mb(2g)05H15=MbH15上式中，M(或m)为流量系数，与堰的进口边缘形式有关；b为堰口净宽，为已知，因此要求出流量Q,关键要确定出堰前水头H,堰前水头一般先凭经验选定、试算。通

4、常H的初试值可选为0.2-0.4kPa,当堰口为直角时宜取上限，垠口为斜角或圆角时取下限。H初值选定后，根据上述计算式算出跌水流量Q,由于Q值为试算结果,还须根据跌水水舌的长度对Q的大小作进一步的校核和调整。1.2校核水舌长度根据水力学的计算公式，溢流堰的跌落水舌长度为：ld=4.30D027P式中D=q2/(gp3)q-堰口单宽流量,q=Q/b,m3/(sm)p-跌水墙高度，mg-重力加速度，9.81m/s?上式中各参数已知，可计算出跌水水舌长度4为了防止水舌跃过跌水台阶或贴着跌水墙，同时考虑到水舌落到跌水台阶(宽度为lt)上

5、引起溅射，一般Id应在0.1~2/31t(m)之间，如计算的h不在此范围内，则应调整堰前水深，重新试算流量Q,并按上述步骤校核Id直至满足要求。一般情况下，跌水流量越小则h越小，消耗的动力越小，对降低水景的长期运转费用十分有利。有时，当计算岀的Id较小，又不想增大Q时，可以在溢流堰的岀口增加一段檐口，以改善堰流的出流条件，防止水流贴壁。2某工程跌水水景的设计某宾馆根据其地形条件在大堂内设计一溢流式跌水景，为扇形结构，第一级跌水高度P为2.1m，堰口为弧线形，长度b=14.65m,堰顶宽8=0.15m,跌水台阶宽度h=0.7m。2

6、.1计算跌水流量Q根据宾馆大堂环境的要求，跌水流量不须太大，因此，初始选定堰前水头H=0.2kPa,根据堰流的岀口形式，流量系数M=1417.4,因此试算流量：Q=MbH15(m3/s)2.2校核跌水水舌Id根据试算流量Q可求岀跌水景溢流口的单宽流量：q=Q/b=4.007x1O'3m3/(sm)由此得D-q2/(gp3)=1.7673xl0-7跌水水舌长度：ld=4.30xD°27xP=0.136m0.1