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堰流的基本型式与基本计算公式

2012-10-24朱国锋

黑龙江水利科技 2012年1期

杜 伟,朱国锋

( 黑龙江省农垦经营红兴隆管理局水务局,黑龙江 友谊155811)

在大坝和闸坝水工设计中,我们常常会遇到设计堰体并选取适合的堰流形式。作为农垦系统的灌排水工程及水库工程中,也常遇到堰体设计问题,本文简述堰流的基本概念与计算的基本公式。

1 堰流的概念

堰流是水流受堰体或两侧边墙束窄的阻碍,上游水位壅高,水流经过堰顶溢流下泄,其溢流水面上缘不受任何约束而为连续的自由降落水面的水流状态。当下游水位超过堰顶并影响其过流能力时为淹没堰流,否则为非淹没堰流。如堰顶宽度小于上游引渠宽度或堰顶设有边墩和闸墩等,引起水流的横向收缩,降低了过水能力,这种堰流叫做有侧收缩堰流,反之为无侧收缩堰流。

2 堰体水流形态与类型

过堰水流的形态通常根据堰体厚度δ 与堰上水头H 的比值的不同而分为3 种类型即:薄壁堰流δ/H <0.67;实用堰流,0.67 <δ/H <2.5;宽顶堰流,2.5 <δ/H <10,见图1。

图1 堰流类型

3 计算公式的代表符号

H 和z 分别为堰上水头和落差。

H0和z0分别为用来水流速加以修正的堰上水头和落差,

来水流速v0取其等于建筑物前面的平均流速,即按公式来定,其中ω 为全部水流的水流断面面积,见图2。

P1和P 分别为上游一同堰壁高度和下游一面堰壁高度。

b 为堰宽( 堰槛长度) 。

图2 断面A-A 代表符号

4 适用各种堰的基本公式

式中:m 为流量系数,对于每一种类型的堰,以及堰的的条件不同时,流量系数值均不同。

来水流速v0,侧收缩和下游方面的回淹对流量Q 的大小起着重大的影响。……

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