過流建筑物水力計算及消能設計第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二主要內(nèi)容堰流與閘孔出流堰流與閘孔出流的判別堰流的分類堰流的基本公式薄壁堰流的水力計算實用堰流的水力計算寬頂堰流的水力計算堰流水力計算實例閘孔出流的基本公式底坎為寬頂堰型的閘孔出流底坎為曲線型實用堰的閘孔出流結(jié)束閘孔出流水力計算實例第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二既能擋水，又能過水的水工建筑物，稱為堰。堰流閘孔出流堰流不受閘門控制水面為一條光滑的曲線，而閘孔出流受閘門的控制水面在閘門處不連續(xù)。都是上游壅水，水流在重力作用下運動，將勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程；都是急變流，能量損失主要是局部水頭損失。返回第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二堰、閘水流的判別HeHe堰流閘孔出流返回第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二堰流的分類堰的外形及厚度不同，其能量損失及過水能力也會不同堰高P1堰高P2堰頂厚度δδ堰頂厚度δ堰頂厚度堰寬b堰頂水頭HHH按δ/H分類δ/H<0.67

薄壁堰流0.67<δ/H<2.5

實用堰流2.5<δ/H<10

寬頂堰流曲線形折線形有坎無坎前進第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二按下游水位是否對過堰水流有頂托阻水的影響自由堰流淹沒堰流按有無側(cè)向收縮無側(cè)收縮堰流b=B有側(cè)收縮堰流b≠B返回第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二堰流的基本公式應用能量方程式可推得過堰流量堰寬堰頂全水頭HV0流量系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)淹沒系數(shù)水力計算類型計算過堰流量Q計算堰上水頭H設計堰寬b返回第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二薄壁堰流的水力計算薄壁堰流具有穩(wěn)定的水頭和流量的關系，常作為水力模型或野外測量中一種有效的量水工具。當矩形薄壁堰無側(cè)收縮，自由出流時，水流最為穩(wěn)定，測量精度也較高；堰上水頭不宜過?。☉笥?.5m）；水舌下面的空間通氣良好；H三角形薄壁堰適用于小流量的量測；直角三角形薄壁堰的計算公式可簡化為返回第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二實用堰流的水力計算剖面形狀設計克里格——奧菲采洛夫剖面WES剖面渥奇剖面Hd前進第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二淹沒條件：實用堰系數(shù)確定WES堰md=0.502；克—奧堰md=0.49；Hhsht返回第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二寬頂堰流的水力計算流量系數(shù)淹沒條件hs側(cè)收縮系數(shù)返回第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二例題1：如圖所示直角進口堰，堰頂厚度δ=5m，堰寬與上游矩形渠道寬度相同，b=1.28m，求過堰流量。P1=0.5mH=0.85mht=1.12m解：（1）判別堰型所以該堰為寬頂堰（2）確定系數(shù)（3）第一次近似計算流量設H01=H=0.85m前進第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二（4）第二次近似計算流量（5）第三次近似計算流量符合要求（6）驗證出流形式仍為自由出流，故所求流量為1.68m3/s。前進第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二例題2：如圖所示直角進口堰，堰頂厚度δ=5m，堰寬與上游矩形渠道寬度相同，b=1.28m，求過堰流量。P1=0.5mH=0.85mht=1.3m解：（1）判別堰型所以該堰為寬頂堰（2）確定系數(shù)（3）第一次近似計算流量設H01=H=0.85m，查表8.2得σs1=0.70前進第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二（4）第二次近似計算流量查表8.2得σs2=0.78（5）第三次近似計算流量查表8.2得σs3=0.82前進第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二（6）第四次近似計算流量查表8.2得σs4=0.82符合要求，故所求流量為1.33m3/s。返回第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二閘孔出流的基本公式過閘流量閘寬閘孔全水頭流量系數(shù)淹沒系數(shù)Heht取決于閘底坎的形式、閘門的類型和閘孔的相對開度e/H值。閘門開啟高度返回第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二底坎為寬頂堰型的閘孔出流自由出流——水躍在臨界式或遠離式位置處淹沒出流——水躍在淹沒式位置處i1=0KKhtcc流量系數(shù)平板閘門弧形閘門淹沒系數(shù)查圖8.34前進第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二例題：矩形渠道中修建一水閘，采用平板閘門，閘底板與渠底齊平，閘孔寬等于3m，已知行近流速v0=0.8m/s，閘前水深H=5m，閘門開啟高度e=1.0m，下游水深ht=3.5m，求過閘流量。解：（1）判別是堰閘出流故為閘孔出流（2）確定流量系數(shù)（3）設下游為自由出流，計算過閘流量htHhc前進第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二（4）判別出流是否淹沒由查表8.7得則收縮斷面水深hc的共軛水深因ht=3.5m，故，閘孔為淹沒出流由潛流比，查圖8.34得所以通過閘孔的流量為返回第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二底坎為曲線型實用堰的閘孔出流He流量系數(shù)平板閘門弧形閘門查表8.9前進第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二例1：某水庫溢流壩，采用曲線型堰，堰頂厚度為5m，共5孔，每孔凈寬為7m，壩頂設弧形閘門。試求壩頂水頭H為5m，各孔均勻開啟，開度為1m時，通過閘孔的流量（不計行近流速水頭，下游為自由出流）。解：（1）判別堰型所以該堰為實用堰（2）判別堰閘出流所以為閘孔出流（3）確定系數(shù)由表8.9查得閘孔流量系數(shù)（4）計算過閘孔流量所以該工況下，通過閘孔的流量為231m3/s。水庫調(diào)度圖水庫放水時間計算前進第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二水庫調(diào)度圖H（m）Q（m3/s）e=1me=2me=0.5me=1.5m前進第23頁，共24頁，2