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1、第8章堰流 编制依据 8-1 堰流的定义及堰的分类 8-2 堰流的基本公式 8-3 薄壁堰流 8-4 宽顶堰流 8-5 小桥（涵洞）孔径的水力计算 目录 8-1堰流定义及堰的分类 一、堰流定义 无压缓流越过障壁产生的 局部水力现象称为堰流，障 壁称为堰。 8-1堰流定义及堰的分类 二、堰的分类 1.据相对堰厚 分 薄壁堰 主要用作试验测流设备 实用堰 8-1堰流定义及堰的分类 宽顶堰 堰的研究范围 当 ， 逐渐起主要作用，不再属于堰流的范畴。 8-1堰流定义及堰的分类 Text Text Text Text 三、堰流计算特点 2.按堰宽收缩度 分 3.按下游水位是否影响堰过流性质分 8-2 堰
2、流基本公式 堰流 定义 以薄壁堰为例进行推导 8-2堰流基本公式 从12建立伯努利方程 式中： 令 （作用水头） 则 8-2堰流基本公式 TEXTTEXT 若将堰上游行近流速v0的影响纳入流量系数中去考 虑,则上式可写为 式中： ， 均称为堰流流量系数。 8-2堰流基本公式 有侧向收缩 淹没式 上式称为堰流基本公式，对薄壁堰、实用堰、宽顶堰都适用 。 8-3 薄壁堰溢流 堰口 形状为矩形 矩形堰 一般适用于 量测 较大流量 8-3 薄壁堰溢流 流量公式 流量系数（巴赞公式） 当有侧向收缩时，可修正为 8-3 薄壁堰溢流 资料的收集 三角堰 流量公式 流量系数 8-3 薄壁堰溢流 梯形堰 流量公
3、式 流量系数 自由式溢流 淹没式溢流 宽顶堰溢流特点宽顶堰溢流特点 8-4 宽顶堰溢流 8-4 宽顶堰溢流 流量计算公式 自由式 淹没式 实际流体： 式中： 一般由经验公式确定。 理想流体理想流体 : : 淹没系数淹没系数 : : 8-4 宽顶堰溢流 淹没标准 当 宽顶堰绝对不会淹没。 淹没必要条件 淹没充分条件 8-4 宽顶堰溢流 【例例1 1】 图示为某矩形断面渠道中的直角进口无侧收缩潜水坝。已 知坝长=2.5m，坝顶水头H=0.85m，坝高 m,坝下游水深 h=1.10m，坝宽b=1.28m，试求过坝流量 ，取动能修正系数=1.0。 解解 因 ，故该潜水坝属于宽顶堰。 判别溢流形式 淹没
4、必要条件满足，但充分条件 不满足，故为自由式溢流。 8-4 宽顶堰溢流 计算流量系数计算流量系数mm 因 ,故由别列津斯基经验公式得 计算流量 宽顶堰流量计算式为高次超越方程，计算中常 用迭代法求解。 8-4 宽顶堰溢流 流量迭代式 式中下标n为迭代循环变量，可取初值 进行迭代。 8-4 宽顶堰溢流 因 若该计算误差小于要求的误差限值，则过坝流量为 8-4 宽顶堰溢流 校核上游流动状态 潜水坝上游水流确为缓流，故上述计算有效。 8-5 小桥孔径水力计算 一、小桥（涵洞）过流现象 8-5 小桥孔径水力计算 二、淹没标准二、淹没标准 自由式 淹没式 式中： 为桥孔临界水深。 8-5 小桥孔径水力计
5、算 三、计算图式 自由式 淹没式 8-5 小桥孔径水力计算 四、水力计算原则 小桥孔径计算原则主要从安全和经济两方面考虑。 （安全原则） （保证桥下部冲刷） （保证桥头路堤不淹没） 考虑标准孔径 （经济原则） 8-5 小桥孔径水力计算 五、设计方案 方案2 从 出发进行设计 方案方案1 1 从从 出发进行设计出发进行设计 说明：不管从何方案出发进行设计，均需全部满足说明：不管从何方案出发进行设计，均需全部满足 上述上述3 3个水力计算原则。个水力计算原则。 8-5 小桥孔径水力计算 六、计算步骤 以从 出发进行设计为例（仅讲矩形断面 桥孔情况）。 计算桥孔临界水深 自由式过流 淹没式过流 8-5 小桥孔径水力计算 计算小桥孔径计算小桥孔径 b b （自由式） （淹没式） 选取标准孔径选取标准孔径BbBb 铁路、公路桥梁的标准孔径一般有4m、5m、6m、 8m、12m、16m、20m多种。 8-5 小桥孔径水力计算 校核桥前壅水水深H 选取标准孔径B后，需重新判别流动形态。 自由式 淹没式 8-5 小桥孔径水力计算 桥孔流速v （自由式） （淹没式） 桥前壅水水深H （自由式） （淹没式） 本章小结（END) 重点 掌握 小桥孔径 水力 计算方法 小桥 过流特征 堰流 基本概念 堰流 基本公式
