王 功

（山西水利建设开发咨询有限公司 山西太原030002）

0 引言

溢流坝过流时，水流自坝顶下泄过程中，势能逐渐转化为动能，流速增加，沿下游坝面水深逐渐减小，最后在坝脚处必然有一最小水深断面，该断面称为水流收缩断面，其水深以符号hc表示，hc小于临界水深，由公式（1）可以计算求解[1]。

式中：E0——以收缩断面底部为基准面的坝前水流总比能；

hc——收缩断面水深；

Q——断面过流流量；

Φ——流速系数；

g——重力加速度；

Ac——收缩断面处过流断面面积。

由于Ac是hc的一次函数，显然公式（1）是收缩断面水深hc的三次方程。通过求解公式（1），可以求出hc的精确解。在工程设计中，常常用试算法来求解。公式（1）中hc的解有三个根，通常符合实际情况的解是小于临界水深的那个根，所以试算时可只在小于临界水深的数值中选取hc的数值[2]，经过多次试算，即可求出正确的解。

1 问题的提出

1.1 算例

某水利枢纽工程溢洪道全长191.63 m，由进水段、控制段、泄槽段、挑流段四部分组成。进水段纵坡为平底；控制段为矩形，净宽12 m，长度10.4 m，底板设置驼峰堰来控制水流，堰高1.30 m；泄槽段由两段组成，上游段纵坡为0.75%，下游段纵坡为9%，泄槽断面为矩形断面，净宽12 m，全断面混凝土衬砌；挑流消能段全部采用C25 混凝土浇筑。溢洪道设计泄量为322 m3/s，根据堰流公式，计算得总水头Ho为5.75 m，堰顶水头H 约为4.66 m；根据临界水深、临界底坡计算公式，计算得出泄槽的临界水深为4.188 m，临界底坡为0.49%；泄槽上游段纵坡0.75%，正常水深是3.22 m；下游段纵坡9%，正常水深是1.40 m。溢洪道纵剖图见图1，控制段驼峰堰的横剖图见图2。……