实用堰水力计算
实用堰水力计算
实用堰流的水力计算
[日期:06/21/200620:09:00]来源:作者:[字
体:[url=javascript:ContentSize(16)]大
[/url][url=javascript:ContentSize(14)]中
[/url][url=javascript:ContentSize(12)]小[/url]]
(一)实用堰的剖面形状
实用堰是工程中既可挡水又可泄水的水工建筑物，根据修筑的材料，实用
堰可分为两大类型:一是用当地材料修筑的中、低溢流堰，堰顶剖面常做成折线型，称为折线形实用堰。一是用混凝土修筑的中、高溢流堰，堰顶制成适合水
流情况的曲线形，称为曲线形实用堰。
曲线型实用堰又可分为真空和非真空两种剖面型式。水流溢过堰面时，堰
顶表面不出现真空现象的剖面，称为非真空剖面堰;反之，称为真空剖面堰。真空剖面堰在溢流时，溢流水舌部分脱离堰面，脱离部分的空气不断地被水流带走，压强降低，从而造成真空。由于真空现象的存在，堰面出现负压，势能减少，过堰水流的动能和流速增大，流量也相应增大，所以真空堰具有过水能力
较大的优点。但另一方面，堰面发生真空，使堰面可能受到正负压力的交替作用，造成水流不稳定。当真空达到一定程度时，堰面还可能发生气蚀而遭到破坏。所以，真空剖面堰一般较少使用。
一般曲线型实用堰的剖面系由以下几个部分组成:上游直线段，堰顶曲线段，下游直线段及反弧段，如图所示。
上游段常作成垂直的;下游直线段的坡度由堰的稳定和强度要求而定，一般取1:0.65~1:0.75;圆弧半径可根据下游堰高和设计水头由表查得。当10m时，
可采用=0.5;当9m时，近似用下式计算，式中为设计水头。在工程设计中，一
般选用=(0.75-0.95)(为相应于最高洪水位的堰顶水头)，这样可以保证在等于
或小于的大部分水头时堰面不会出现真空。当然水头大于时，堰面仍可能出现
真空，但因这种水头出现的机会少，所以堰面出现暂时的、在允许范围内的真
空值是可以的。
堰顶曲线段是设计曲线型实用堰的关键。国内外对堰面形状有不同的设计
方法，其轮廓线可用坐标或方程来确定。目前国内外采用较多的是WES剖面，
因为该剖面与其它形式的剖面相比，在过水能力、堰面压强分布和节省材料等
方面要优越一些。
WES剖面如图所示，其堰顶上游部分曲线用两段圆弧连接，堰顶下游的曲
线用下列方程表示:
式中、是与上游迎水面坡度有关的参数
对上游面垂直的WES型实用堰，后人通过试验，又将原堰顶上游的两段圆
弧改为三段圆弧，即在上游面增加了一个半径为的圆弧，这样就避免了原有的
上游面边界上存在的折角，改善了堰面压力条件，增加了堰的安全度,如图所示。
(二)流量系数
曲线型实用堰的流量系数主要取决于上游堰高与设计水头之比()、堰顶全
水头与设计水头之比()以及堰上游面的坡度。在堰的运用过程中，常不等于。
当时，过水能力减小，;当时，过水能力增大，。
对堰上游面垂直，且≥1.33，即高堰时，不考虑行近流速水头，在这种情
况下，若，即实际工作全水头刚好等于设计水头时，流量系数=0.502;若≠时，值查出。
在1.33，即低堰时，行近流速加大，流量系数随值的减小而减小。同时，
在相同的情况下，还随总水头与设计水头的比值而变化。
(三)侧收缩系数
试验证明，侧收缩系数与边墩、闸墩头部型式、堰孔数目、堰孔尺寸以及
总水头有关。可按下面的经验公式计算
?(8-21)
式中?―溢流孔数;
-每孔的净宽;
―堰顶全水头;
―闸墩形状系数。
-边墩形状系数。
上式在应用中，若1时，不管数值多少，仍用=1代入计算。
(四)淹没系数
对WES剖面，当下游水位超过堰顶一定数值，即0.15时(为下游水面超过
堰顶的高度)，堰下游形成淹没水跃，过堰水流受到下游水位顶托，过水能力减小，形成淹没出流。
如果下游堰高较小，即2时，即使下游水位低于堰顶，过堰水流受下游护
坦的影响，也会产生类似淹没的效果而使过水能力减小。淹没系数可根据及由
图查得。
中、小型水利工程，常用当地材料，如条石、砖或木材做成折线型低堰。
断面形状一般有梯形、矩形、多边形等。折线型实用堰中又以梯形实用堰用得
较多。梯形实用堰流量仍可按堰流的基本公式计算，其流量系数m与堰顶厚度、相对堰高和前后坡度有关。侧收缩系数、淹没系数可近似按曲线型实用堰的方
法来确定。
例:某水力枢纽的溢流坝采用WES标准剖面实用堰，闸墩的头部为半圆形，过墩头部为圆角形，共16孔，每孔净宽15.0m。已知堰顶高程为110.0m,下游
河床高程为30.0m。当上游设计水位高程为125.0m时，相应下游水位高程为
52.0m，流量系数=0.502，求过堰流量。?
解:
因下游水位比堰顶低得多，应为自由出流,=1.0。
因==5.331.33，为高堰，取≈=15m
查表8-6得圆角形边墩的形状状系数=0.7,闸墩形状系数=0.45，
侧收缩系数?
==0.4656
=
=1.00.46560.5021516=28123m3/s
例:某河道宽160m，设有WES型实用堰，堰上游面垂直。闸墩头部为圆弧形，边墩头部为半圆形。共7孔，每孔净宽10m。当设计流量=5500m3/s时,相应的上游水位为55.0m，下游水位为39.2m，河床高程为20.0m，确定该实用堰堰顶高程。
解:
因堰顶高程决定于上游设计水位和堰的设计水头，应先计算设计水头，再算堰顶高程。
堰上全水头?
已知=5500m3/s;=7×10=70m;对WES型实用堰，在设计水头下(=时)，流量系数=0.502;侧收缩系数与有关，应先假定，求出，再求。现假定=0.9，因堰顶高程和未知，无法判定堰的出流情况，可先按自由出流计算，即取淹没系数
=1.0，然后再校核。
=11.60m
用求得的近似值代入公式(8-20)，求值
查表8-6得边墩形状系数=0.7，闸墩形状系数=0.45
因==1.161，应按=1代入计算。
=1-0.2[(7-1)0.45+0.70]=0.903
用求得近似值代入公式重新计算。
=11.53m
因==1.1531，应仍按=1计算，则所求不变，这说明以上所求=11.53是正确的。
已知上游河道宽为160m，上游设计水位为55.0m，河床高程为22.0m，近
似按矩形计算上游过水断面面积
=160(55.0-22.0)=5280m2??,?==1.04m/s
则堰的设计水头=-=11.53-0.06=11.47m。
堰顶高程=上游设计水位-=55.0-11.47=43.53m。
最后校核出流条件:
下游堰高=43.53-20.00=23.53m，==2.042，因下游水面比堰顶低，0.15，
满足自由出流条件，以上按自由出流计算的结果正确。
例:某滚水坝采用曲线形实用堰，当流量=200m3/s时，相应的水头=1.37m。滚水坝高8m,坝前行近流速=1.5m/s，流量系数取0.46，下游水深=4.5m,试确定滚水坝溢流宽度。(不计侧收缩)
解:
因=4.5m8m，为自由出流
由=?
得滚水坝溢流宽度?===66m
实用堰水力计算
实用堰水力计算 实用堰流的水力计算 [日期:06/21/200620:09:00]来源:作者:[字 体:[url=javascript:ContentSize(16)]大 [/url][url=javascript:ContentSize(14)]中 [/url][url=javascript:ContentSize(12)]小[/url]] (一)实用堰的剖面形状 实用堰是工程中既可挡水又可泄水的水工建筑物，根据修筑的材料，实用 堰可分为两大类型:一是用当地材料修筑的中、低溢流堰，堰顶剖面常做成折线型，称为折线形实用堰。一是用混凝土修筑的中、高溢流堰，堰顶制成适合水 流情况的曲线形，称为曲线形实用堰。 曲线型实用堰又可分为真空和非真空两种剖面型式。水流溢过堰面时，堰 顶表面不出现真空现象的剖面，称为非真空剖面堰;反之，称为真空剖面堰。真空剖面堰在溢流时，溢流水舌部分脱离堰面，脱离部分的空气不断地被水流带走，压强降低，从而造成真空。由于真空现象的存在，堰面出现负压，势能减少，过堰水流的动能和流速增大，流量也相应增大，所以真空堰具有过水能力 较大的优点。但另一方面，堰面发生真空，使堰面可能受到正负压力的交替作用，造成水流不稳定。当真空达到一定程度时，堰面还可能发生气蚀而遭到破坏。所以，真空剖面堰一般较少使用。 一般曲线型实用堰的剖面系由以下几个部分组成:上游直线段，堰顶曲线段，下游直线段及反弧段，如图所示。 上游段常作成垂直的;下游直线段的坡度由堰的稳定和强度要求而定，一般取1:0.65~1:0.75;圆弧半径可根据下游堰高和设计水头由表查得。当10m时， 可采用=0.5;当9m时，近似用下式计算，式中为设计水头。在工程设计中，一 般选用=(0.75-0.95)(为相应于最高洪水位的堰顶水头)，这样可以保证在等于 或小于的大部分水头时堰面不会出现真空。当然水头大于时，堰面仍可能出现
各种堰流各种条件下水力计算解析及实例pxs
宽顶堰流的水力计算 如图所示，水流进入有底坎的堰顶后，水流在垂直方向受到堰坎边界的约束，堰顶上的过水断面缩小，流速增大，势能转化为动能。同时堰坎前后产生的局部水头损失，也导致堰顶上势能减小。所以宽顶堰过堰水流的特征是进口处水面会发生明显跌落。从水力学观点看，过水断面的缩小，可以是堰坎引起，也可以是两侧横向约束引起。当明渠水流流经桥墩、渡槽、隧洞〈或涵洞)的进口等建筑物时，由于进口段的过水断面在平面上收缩，使过水断面减小，流速加大，部分势能转化为动能，也会形成水面跌落，这种流动现象称为无坎宽顶堰流，仍按宽顶堰流的方法进行分析、计算。 （一）流量系数宽顶堰的流量系数取决于堰的进口形状和堰的相对高度，不同的进口堰头形状，可按下列方法确定。 1、进口堰头为直角 (8-22) 2、进口堰头为圆角 (8-23) 3、斜坡式进口流量系数可根据及上游堰面倾角由表选取。 在公式（8-22）、（8-23）中为上游堰高。当≥3时，由堰高引起的水流垂向收缩已达到相当充分程度，故计算时将不考虑堰高 变化的影响，按=3代入公式计算值。由公式可以看出，宽顶堰的流量系数的变化范围在0.32～0.385之间，当=0时， =0.385，此时宽顶堰的流量系数值最大。比较一下实用堰和宽顶堰的流量系数，我们可以看到前者比后者大，也就是说实用堰有较大的过水能力。对此，可以这样来理解：实用堰顶水流是流线向上弯曲的急变流，其断面上的动水压强小于按静水压强规律计算的值，即堰顶水流的压强和势能较小，动能和流速较大，故过水能力较大；宽顶堰则因堰顶水流是流线近似平行的渐变流，其断面动水压强近似按静水压强规律分布，堰顶水流压强和势能较大，动能和流速较小，故过水能力较小。
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC Ri C=n 1R y （一般计算公式）C=n 1 R 61 （称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流) z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差） ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0.8～0.9 b ：渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度（米） φ：流速系数φ＝0.8～0.95 3、倒虹吸计算公式： Q=mA z g 2(m 3/秒） 4、跌水计算公式： 5、流量计算公式： Q=Aν 式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ； ν——通过该断面的流速，m ／h A ——过水断面的面积，m 2。 6、溢洪道计算 1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 （1）淹没出流：Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2）实用堰出流：Q=εMBH 2 3 gZ 2bh Q ＝跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2 /30g 2H ， 式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；， B —进口宽度（米）；m —流量系数
=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2）进口装有闸门控制的溢洪道 （1）开敞式溢洪道。 Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2）孔口自由出流计算公式为 Q=MωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be 7、放水涵管(洞)出流计算 1）、无压管流 Q=μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2）、有压管流 Q ＝μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即 自由出流：Q ＝1.4H 2 5或Q ＝1.343H 2.47（2-15） 淹没出流：Q ＝（1.4H 25 ）σ（2-16） 淹没系数：σ=2)13.0( 756.0--H h n +0.145（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=4 1 ，以及b ＞3H ，即 自由出流：Q ＝0.42b g 2H 23＝1.86bH 2 3（2-18）
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式: Q=Aν=AC Ri C=n 1R y (一般计算公式)C=n 1 R 61 (称曼宁公式) 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流) gZ 2bh Q ＝ z:渡槽进口的水位降(进出口水位差) ε:渡槽进口侧向收缩系数,一般ε＝0、8～0、9 b:渡槽的宽度(米) h:渡槽的过水深度(米) φ:流速系数φ＝0、8～0、95 3、倒虹吸计算公式: Q=mA z g 2(m 3/秒) 4、跌水计算公式: 跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2 /30g 2H ， 式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；， B —进口宽度（米）；m —流量系数 5、流量计算公式: Q=Aν 式中Q ——通过某一断面的流量,m 3／s; ν——通过该断面的流速,m ／h A ——过水断面的面积,m 2。 6、溢洪道计算 1)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 (1)淹没出流:Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)实用堰出流:Q=εMBH 2 3
=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2)进口装有闸门控制的溢洪道 (1)开敞式溢洪道。 Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 (2)孔口自由出流计算公式为 Q=MωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中:ω=be 7、放水涵管(洞)出流计算 1)、无压管流 Q=μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2)、有压管流 Q ＝μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰,其中θ＝90°,即 自由出流:Q ＝1、4H 2 5或Q ＝1、343H 2、47(2-15) 淹没出流:Q ＝(1、4H 25 )σ(2-16) 淹没系数:σ=2)13.0( 756.0--H h n +0、145(2-17) 2)梯形薄壁测流堰,其中θ应满足tanθ=4 1 ,以及b ＞3H,即 自由出流:Q ＝0、42b g 2H 23＝1、86bH 2 3(2-18)
实用堰水力计算公式
1、 游水位较低，水流在流出堰顶时将产生第二次跌落。 同一堰，当堰上水头 H 较大时，视为实用堰；当堰上水头较小时，视为宽顶堰。 § 8-2 堰流的基本方程 以宽顶堰为例来推求堰流的基本 方程 取渐变流断面 1-1 C-C （近似假设渐变流） 以堰顶为基准面， 列两断面能量方程： 3 mb 2gH 02 式中： b ——堰宽 ——流速系数 m ——流量系数， 适用：堰流无侧向收缩 注：堰流存在侧向收缩或堰下游水位对堰流的出水能力产生影响时，可对此公式进行 修正。 § 8-3 薄壁堰 一、分类： 矩形薄壁堰→较大流量 按堰口形状： 三角形薄壁堰→较小流量 梯形薄壁堰→较大流量 1、 1、 矩形薄壁堰 ① ① 矩形薄壁堰的自由出流；在无侧向收缩的影响时，其流量公式为： 3 Q mb 2g H 02 上式为关于流速的隐式方程， 了；两边均 含有流速， 一 般计算法进行计算， 较复杂， 于是， 为计算简便， 将上 式改写成： m 0b 2gH 2、 4、 10 时，用明渠流理论解决不能用堰流理论。 h f 不可忽略。 2 0 v 0 v c H h c0 2g c0 2g 2 v c c 2g H 0v 0 H 0 2g 作用水头 h c 与 H 有关，引入一修正系数 形 状和过流断面的变化。 k k 。则 h c0 H 机 h co kH 。修正系数 k 取决于堰口的 v c 1 1 k 2gH 0 1 k 2gH 0 代入上式，整理得： Q v c h c b v c RH 0b k 1 kb 2g H k1
m 0 ——已考虑流速影响的薄壁堰的流量系数 m 0的确定：矩形薄壁8的流量系数由1898年法国工程师Basin 提出经验公式为： 0 .0027 H 2 m0 （0.405 ）[1 0.55（）2] H H p 式中： H ——堰上水头（m ）p——上游堰高（m ） 适用条件： H 0.25 ~ 1.24m p 0.24 ~ 0.75 m b 0.2 ~ 2.0m 2、2、三角形薄壁堰： 当流量较小时，堰上水头较小时，采用三角形薄壁堰⑴公式： 2 dQ m0tg 2g h2dh 2 2 .47 ~ 0.55 m时，经验公式为： Q 1.343 H 式中 H ——以顶点为起点的堰上水头（m）Q——流量（m s ） ⑵公式适用条件：①薄壁堰水面四周均为大气，必要时设通气管与大气相通。 ②无侧向收缩的影响。 ③堰流为自由出流。⑶薄壁堰是测量渠道流量的装置：注 意：①水面与大气相通， ②避免形成淹没式水流。 § 8-4 实用堰 一、实用堰： 1、1、用途挡水、泄流（水利工程中） 2、2、分类：曲线形实用堰折线形实用堰 3 3、3、计算公式：Q mb 2g H 0 2 取微元，则流量表达式为：dQ 3 m0 2gh 2db 设h为 db处水头，则由几何关系：h)tg (*) db 2 tg dh 2 积分得：2m 0tg 22g H 3 h2dh 当 90 4 m0tg 5 H 0 .05 2gH2 2 ~ 0.25m 时，实验得m 0 0 .395 。是： 5 Q 1.4 H 2 代入*式，得 当90 H 0 .25
水工常用公式
1 水工常用公式 1、明渠均匀流计算公式: Q=A v =AC Ri 2、 渡槽进口尺寸（明渠均匀流） Q = ； bhj2gZ 。 z £ b h © 3、 倒虹吸计算公式： Q=mA 2gz （m 3/ 秒） 4、跌水计算公式: 跌水水力计算公式：Q = mB 2gH 3/2, 式中：—侧收缩系数，矩形进口 尸0.85〜0.95;, B —进口宽度（米）；m —流量系数 5、流量计算公式： Q=Aw 式中Q 通过某一断面的流量，m / s ； v ---- 通过该断面的流速，n / h A ――过水断面的面积，m 。 6溢洪道计算 1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 3 （1）淹没出流：Q= £（7 MB H 3 二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2 C=1R y （一般计算公式） n C= -R® （称曼宁公式） n :渡槽进口的水位降（进出口水位差） :渡槽进口侧向收缩系数，一般£ = 0.8〜0.9 :渡槽的宽度 （米） :渡槽的过水深度 （米） :流速系数 ©二0.8〜0.95
4 2 (2)实用堰出流：Q=£ MB HT 3 =侧向收缩系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2) 进口装有闸门控制的溢洪道 (1) 开敞式溢洪道。 3 Q = &(T MB H 3 二侧向收缩系数X 淹没系数X 流量系数X 溢洪道堰顶泄流长度X 溢洪水深 2 (2) 孔口自由出流计算公式为 Q=Mb . H 二堰顶闸门自由式孔流的流量系数X 闸孔过水断面面积X 、H 其中：3 =be 7、 放水涵管(洞)出流计算 1) 、无压管流 Q=u A 2gH o =流量系数X 放水孔口断面面积X . 2gH 0 2) 、有压管流 Q=卩 A 2gHo =流量系数X 放水孔口断面面积X , 2gH 0 8、 测流堰的流量计算一一薄壁堰测流的计算 1)三角形薄壁测流堰，其中90°,即 5 自由出 流： 2 47 Q= 1.4H 2 或 Q = 1.343H . (2-15) 淹没出流： 5 Q=( 1.4H 2 ) (T (2-16) 淹没系 数： ° =* 0.756-(虹-0.13)2 +0.145 (2-17) 2)梯形薄壁测流堰，其中B 应满足tan 9 =丄，以及b > 3H,即
水力学常用计算公式
水力学常用计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC Ri C=n 1R y （一般计算公式）C=n 1 R 61 （称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流) gZ 2bh Q ＝ z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差） ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝～ b ：渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度（米） φ：流速系数φ＝～ 3、倒虹吸计算公式： Q=mA z g 2(m 3/秒） 4、跌水计算公式： 跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2 /30g 2H ， 式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；， B —进口宽度（米）；m —流量系数 5、流量计算公式： Q=Aν 式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ； ν——通过该断面的流速，m ／h A ——过水断面的面积，m 2。 6、溢洪道计算 1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 （1）淹没出流：Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2）实用堰出流：Q=εMBH 2 3
=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2）进口装有闸门控制的溢洪道 （1）开敞式溢洪道。 Q ＝εσMBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2）孔口自由出流计算公式为 Q=MωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be 7、放水涵管(洞)出流计算 1）、无压管流 Q=μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2）、有压管流 Q ＝μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即 自由出流：Q ＝2 5或Q ＝（2-15） 淹没出流：Q ＝（25）σ（2-16） 淹没系数：σ=2)13.0( 756.0--H h n +（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=4 1 ，以及b ＞3H ，即 自由出流：Q ＝g 22 3＝2 3（2-18）
堰流详细计算步骤
情况一：每道堰单独进行堰流计算，采用每道堰下断面的曼宁公式确定下游水位 本次分别对1#、2#、3#、4#堰单独进行堰流计算，根据《水力手册》采用以下堰流公式进行计算为： 式中：B －堰的净宽（m ）； 0H －包括行近流速水头的堰前水头，即g 22 00V H H + ＝； 0 V －行近流速； m －自由溢流的流量系数，与堰型、堰高等边界条件有关； －淹没系数； －侧收缩系数； 当δ/H<0.67，为薄壁堰流；当0.67<δ/H<2.5，为实用型堰流；当2.5<δ/H<10，为宽顶堰流； 式中：δ－堰顶厚度； H －堰前水头不包括堰前行近流速水头； 一、4#堰 4#堰堰顶高程653.04m ，堰有效过流长度58.5m ，堰厚0.6m ，堰前高度1.2m ，堰下高度1.2m ，根据堰流公式计算，本次采用堰下游断面已知的水位及流量进行试算，计算过程如下： 根据曼宁公式计算下游断面曲线（此处公式不作一一介绍，控制断面已介绍） 3 20 2H g mB Q σε=σε
653 24.7 50.2 83 118.3 167.5 654 223.2 285.3 353.3 427.1 506.6 655 591.3 681.4 776.7 912.8 1022.4 656 1137.1 1256.7 1382.3 1512.9 1647.9 （1）已知下游水位为652.8m ，流量为9.6m 3/s 时作为下游条件进行试算堰上水头。4#堰为修圆形断面，下游水位低于堰顶高程，先假设宽顶堰自由出流计算。 流量系数根据按别列辛斯基流量公式（修圆形）： 当0＜P/H ＜3.0时 当P/H ≥3时，m=0.36 根据堰流公式试算：当堰上流量为9.6m3/s 时，堰上水位为653.25m ，堰上水头0.21m ，为宽顶堰自由泄流。故本次试算结果是有效的。 （2）已知下游水位为653.2m ，流量为50.2m 3/s 时作为下游条件进行试算堰上水头。本次假设淹没实用堰计算；采用III 型折线实用堰进行试算。 流量系数采用以下III 型实用堰表格取值： H P H P m /5.12.1/301 .036.0+-+=
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式： Q=A ν=AC Ri 1 C=1 R y （一般计算公式） C=1 R 6 （称曼宁公式） n n 2、渡槽进口尺寸 ( 明渠均匀流 ) z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差） ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般 ε＝～ b ：渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度（米） φ：流速系数 φ＝～ 3、倒虹吸计算公式： Q=mA 2gz (m 3/ 秒） 4、跌水计算公式： 5、流量计算公式： Q=A ν 3 式中 Q ——通过某一断面的流量， m ／s ； ν——通过该断面的流速， m ／ h 2 A ——过水断面的面积， m 。 6、溢洪道计算 1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 3 （ 1）淹没出流： Q ＝εσ MBH 2 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深 3 （ 2）实用堰出流： Q=εMBH 2 3 2
=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2）进口装有闸门控制的溢洪道 （ 1）开敞式溢洪道。3 2 3 Q＝εσ MBH2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深 2 （ 2）孔口自由出流计算公式为 Q=Mω H =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω =be 7、放水涵管 ( 洞 ) 出流计算 1）、无压管流 Q=μA 2gH 0 =流量系数×放水孔口断面面积×2gH 0 2）、有压管流 Q＝μA 2gH 0 =流量系数×放水孔口断面面积×2gH 0 8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即 5 自由出流： Q＝2或Q＝（ 2-15 ） 5 淹没出流： Q＝（2）σ（ 2-16 ） 淹没系数：σ=0.756 ( h n0.13) 2 +（ 2-17 ） H 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tan θ=1 ，以及 b＞ 3H，即4
三角形堰实用流量计算公式
三角形堰实用流量讣算公式 点击次数:683发布时间:2010-12-1 三角形堰是堰口形状为等腰三角形的薄壁堰，如图12-6所示。当明渠流量较小时，如果使用矩形堰或全宽堰测量流量，则上下游的液位差很小，这会使得测量误差增大，为了使测量结果更加准确可以使用三角形堰。对于三角形堰，当上游液位h变化时，堰口液流的宽度b也同时随着变化。因此，三角形堰的流量计算公式应和三角形的顶角0有关。 僧126三站形黑亦61址艮的前理阳 三角形堰堰口的曲线方程是 x = ■= 2yran # (12-24) 将上式代入式(12-4),沿高度方向对整个液流进行流量的积分，可以得到流经 三角形堰的流体流量qv公式为 办-J 'lan. (12-23> 当堰口顶角时，三角形堰的流量实际计算公式(也称为Kindsvater-Shen公式) 为Q. - C. £爲幼严ntn 寻£ 12-26) 式中，C是三角形堰的流量系数，还是三个变量的函数：e —心畚町⑴切 式中，p是三角形堰的顶角到堰底的距离;B是堰的宽度，he是有效水头， he二h+K;h是实h测水头;Kh是水头的修正值。 H
对于的兰角形堰，LI前还缺乏经验数据以确定Ch/p和p/B的函数关系。但e、当时，C的值可查图12-7, K等于0. 85mm eh 是，在堰口面积与明渠的通流面积相比很小时，h/p、p/B对C值影响可以忽略不计，C只ee是0的函数，如图12-8所示，相应K可以从图12-9查到。h 式(12-27)的适用条件为 当时,要把h/p和p/B限制在图12-7所列的范围内; rei 12-7 「丰川脈蟲GFJ血 efiV 附I2.ji X :的弘形廉 1. tn H 的 Aftlfluii
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式: Q=A v =AC .. Ri 1 C=-R y（一般计算公式）C=-R^（称曼宁公式）n n 2、渡槽进口尺寸（明渠均匀流） Q= bh.2gZ°Z：渡槽进口的水位降（进出口水位差） £渡槽进口侧向收缩系数，一般尸0.8〜0.9 b:渡槽的宽度（米） h:渡槽的过水深度（米） ©:流速系数片0.8〜0.95 3、倒虹吸计算公式： Q=mA 2gz （m3/ 秒） 4、跌水计算公式： 跌水水力计算公式：Q= mB 2gH；/2, 式中：—侧收缩系数，矩形进口尸0.85-0.95;, B —进口宽度（米）；m—流量系数 5、流量计算公式： Q=Av 式中Q――通过某一断面的流量，m3/s； v—过该断面的流速，m/h A――过水断面的面积，m2。 6溢洪道计算 1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 3 （1）淹没出流：Q= MBH 二侧向收缩系数浇没系数淞量系数乂溢洪道堰顶泄流长度 3 3 ＞溢洪水深 鼻
（2）实用堰出流：Q=£ MBH? 3 =侧向收缩系数＞流量系数＞溢洪道堰顶泄流长度乂溢洪水深1 2 3 2) 进口装有闸门控制的溢洪道 (1)开敞式溢洪道。 3 Q= MB H 3 二侧向收缩系数浇没系数淞量系数乂溢洪道堰顶泄流长度乂溢洪水深P (2)孔口自由出流计算公式为 Q=Mo ■: H =堰顶闸门自由式孔流的流量系数X闸孔过水断面面积X H其中：CD =be 7、放水涵管(洞)出流计算 1) 、无压管流 Q=^A 2gH o =流量系数＞放水孔口断面面积x 2gH o 2) 、有压管流 Q=2gH o =流量系数X放水孔口断面面积X 2gH o 8、测流堰的流量计算一一薄壁堰测流的计算 1) 三角形薄壁测流堰，其中A 90°即 5 自由出流：Q A 1.4H2或Q A 1.343H2-47(2-15) 5 淹没出流：Q A( 1.4H2) 6(2-16) I h 2 淹没系数：6= 0.756 ( n0.13) +0.145 (2-17) \ H 3 1 2) 梯形薄壁测流堰，其中应满足tan B丄，以及b＞3H，即 4 3 3 自由出流：Q A0.42b 2g H：= 1.86bH? (2-18)