水景构筑物的基础知识

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1、 水景构筑物的基础知识水景构筑物的基础知识水景常用水景常用“堰堰”堰流及其特征堰流及其特征（一）堰和堰流（一）堰和堰流 在明渠流中，为控制水位或控制流量而在明渠流中，为控制水位或控制流量而设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称为堰流，该构筑物称为堰。由于堰对水流为堰流，该构筑物称为堰。由于堰对水流的约束，使堰前水位壅高；然后水在堰上的约束，使堰前水位壅高；然后水在堰上的水位跌落，流过堰顶的水位跌落，流过堰顶堰流的水力特性堰流的水力特性(1)(1)堰的上游水流受阻，水面壅高，势能增大；堰的上游水流受阻，水面壅高，势能增大；在堰顶上由于水深变小，速度变大，使动能增

2、在堰顶上由于水深变小，速度变大，使动能增大，在势能转化为动能过程中，水面有下跌的大，在势能转化为动能过程中，水面有下跌的现象；现象； (2)(2)堰流一般从缓流向急流过渡，形成急变流。堰流一般从缓流向急流过渡，形成急变流。因此堰流的水力计算主要是局部阻力，其沿程因此堰流的水力计算主要是局部阻力，其沿程阻力可忽略；阻力可忽略； (3)(3)水流在流过堰顶时，一般在惯性的作用下水流在流过堰顶时，一般在惯性的作用下均会脱离堰均会脱离堰( (构筑物构筑物) )，在表面张力的作用，在表面张力的作用 下，具有自由表面的液流，水流会收缩下，具有自由表面的液流，水流会收缩（二）堰的分类（二）堰的分类一般以堰顶

3、的宽度一般以堰顶的宽度与与堰上水头堰上水头H的比值来进行的比值来进行分类分类 薄壁堰薄壁堰 H0.67 特点：特点： 水舌离开堰顶后，水舌离开堰顶后， 在重力作用下，在重力作用下， 自然回落。自然回落。薄壁堰薄壁堰 实用堰（实用堰（0.67H2.5）特点：特点： 堰顶的宽度大于薄壁堰，堰顶的宽度对堰顶的宽度大于薄壁堰，堰顶的宽度对水流有一定的影响，堰上的水流形成一连续的水流有一定的影响，堰上的水流形成一连续的降落状。降落状。 实用堰的剖面有连续的曲线型实用堰的剖面有连续的曲线型见下见下图图(a)和折线型和折线型下图下图(b)。在实际的水利工程在实际的水利工程中，中，溢流坝溢流坝一般都采用实用堰

4、。一般都采用实用堰。实用堰实用堰 宽顶堰（宽顶堰（2.5H10）特点：特点： 堰顶的宽度较大，对水流有显著影响；堰顶的宽度较大，对水流有显著影响； 水流在进入堰顶时形成一次跌落后，水水流在进入堰顶时形成一次跌落后，水流受堰顶较寬的影响，形成一段与堰顶近乎平流受堰顶较寬的影响，形成一段与堰顶近乎平行的水流；行的水流； 如下游的水位较低水流在流出堰顶时如下游的水位较低水流在流出堰顶时将产生第二次跌落。将产生第二次跌落。宽顶堰宽顶堰（三）瀑布、叠流、水帘、水盘等构筑（三）瀑布、叠流、水帘、水盘等构筑 物的表面溢流计算物的表面溢流计算 按其堰口形式选择类似堰形进行计算按其堰口形式选择类似堰形进行计算

5、1)1)常用堰形为宽顶堰（进水口分无侧面收缩常用堰形为宽顶堰（进水口分无侧面收缩和有侧面收缩，堰墙分直角、圆角、斜角和有侧面收缩，堰墙分直角、圆角、斜角和斜坡等）薄壁堰，均为非淹没流。和斜坡等）薄壁堰，均为非淹没流。2)2)各种堰流的基本计算公式各种堰流的基本计算公式 q=Kq=K1 1H H3/23/2V=KV=K2 2H H1/21/2式中式中 q q溢流量（溢流量（m m3 3/h/hm m）；）； V V堰上流速（堰上流速（m/sm/s）；）； K K1 1、K K2 2与堰形有关的系数；与堰形有关的系数； H H堰上静水头（堰上静水头（m m）。）。3）最常用的宽顶堰和薄壁堰的计算表

6、见附录最常用的宽顶堰和薄壁堰的计算表见附录S表表S-3和和S-4。4) 4) 堰上静水头值由设计人根据要求的观瞻效果、堰上静水头值由设计人根据要求的观瞻效果、跌落高差大小、水膜不断开高度等因素确定。跌落高差大小、水膜不断开高度等因素确定。 （四）（四）水盘、壁流、水帘等的孔口，水盘、壁流、水帘等的孔口，常用管嘴出流，可按孔口和管嘴形式选择，常用管嘴出流，可按孔口和管嘴形式选择，选择适当的出流公式进行计算选择适当的出流公式进行计算。1）常常用用孔孔口口为为薄薄壁壁直直边边孔孔口口，常常用用管管嘴嘴为为直直线线形形、流流线线形形和和收收缩缩形形外外管管嘴嘴及及直直线线形内管嘴。形内管嘴。 2)2)

7、各种孔口和管嘴的基本计算公式各种孔口和管嘴的基本计算公式q=K3H1/2V=K4H1/2式中式中 q出流量（出流量（m3/hm）；）； V出流速度（出流速度（m/s）；）； K3、K4与与孔孔口口和和管管嘴嘴直直径径及及形形式式 有关的系数；有关的系数； H静水头（静水头（m）。）。3）常用孔口和管嘴的计算表见附录S表S-5。2 2. .水盘、壁流、水帘等的孔口出流水盘、壁流、水帘等的孔口出流 常常用用管管嘴嘴出出流流，可可按按孔孔口口和和管管嘴嘴形形式式选选择择，选择适当的出流公式进行计算选择适当的出流公式进行计算 常常用用孔孔口口为为薄薄壁壁直直边边孔孔口口，常常用用管管嘴嘴为为直直线线形形、流流线线形形和和收收缩缩形形外外管管嘴嘴及及直直线线形形内内管嘴。管嘴。