Q2 mb 2gH02 0.3466 1.28 19.6 0.89 2 1.65m3 / s
3 2 3
（5）第三次近似计算流量
2 2 V02 Q2 1.652 H 03 H H 0.85 0.90m 2 2 2g 2 gA0 19.6 (1.28 1.35)
前进
都江堰




鱼嘴(分水堤)、飞沙 堰(溢洪道)、宝瓶口 (引水口) 鱼嘴与金刚堤：内 江和外江 ；“四六 分水”； 飞沙堰：排洪排沙， 挡水；“低作堰” “深淘滩”
在环境工程领域内的应用

沉淀池的出口一胶采用溢流堰， 堰前应加设挡板，挡板淹没深度 不小于0.25m，距出水口为 0.25～0.5m。溢流堰大多数采用 锯齿形堰，易于加工及安装，更 易保证出水均匀 。这种出水堰常 用钢板制成，齿深50mm，齿距 200mm，直角，用螺栓固定在出 口的池壁上。
底坎为曲线形 e/H≤0.75 e/H > 0.75
堰流的分类
堰宽b 堰顶水头H 堰高P1 堰高P2 δ 堰顶厚度 H H δ 堰顶厚度
堰顶厚度δ
堰的外形及厚度不同，其能量损失及过水能力也会不同 δ/H<0.67 薄壁堰流
曲线形
按δ/H分类
0.67<δ/H<2.5 实用堰流
宽顶堰流
折线形 有坎
2.5<δ/H<10
0.3466
（3）第一次近似计算流量 设H01=H=0.85m
Q1 mb 2gH0 2 0.3466 1.28 19.6 0.85 2 1.54m3 / s
3 3
前进
（4）第二次近似计算流量
2 V01 Q12 1.542 H 02 H H 0.85 0.89m 2 2 2g 2 gA0 19.6 (1.28 1.35)
三角形薄壁堰适用于小流量的 量测 直角三角形薄壁堰的计算公式 可简化为 5
Q C0 H
2
返回
一、矩形薄壁堰流
矩形薄壁堰上下游等宽，堰流无侧收缩。当自由出 流时，水流最为稳定，测量精度较高。 为保证下游为自由出流，矩形薄壁堰应满足 H > 2.5 cm ，否则堰下形成贴壁流，出流不稳 定 水舌下与大气通，否则水舌下有真空，出流不 稳定
无压缓流越过障壁产生的局部水力现象称为堰流， ① ③ ② 障壁称为堰（既能挡水，又能过水的水工建筑物）。
堰流:顶部闸门完全开启，闸门下缘脱离水面，水流从建筑物顶部自 由下泄。 闸孔出流：顶部闸门部分开启，水流受闸门控制而从建筑物顶部与 闸门下缘间的孔口流出。
第 一 节 堰 流 的 定 义 及 其 分 类
• 薄壁堰在形成淹没溢流时，下游水面波 动较大，溢流很不稳定。所以，一般情 况下量水用的薄壁堰不宜在淹没条件下 工作。
二、三角形薄壁堰
• 在H＜0.05m，流量小于100l /s时，宜采 用三角形薄壁堰作为量水堰
dQ m0 2g dbx h
3/ 2
bx tan H h 2
4 5/ 2 Q m0 2 g tan H 5 2
• 根据汤姆逊(P.W.Thomson)的实验，在 H=0.05～0.25m时，m0=0.395。因此 θ=90°的三角形薄壁堰的流量公式为
Q 1.4H
5/ 2
• 金(H. W. King)根据实验提出，在H=0.06～ 0.55m条件下，流量公式为
Q 1.343H 2.47
• 两式中单位，H 用m，Q 用 m3/s。
2 Q3 mb 2gH03 0.3466 1.28 19.6 0.90 2 1.68m3 / s 3 3
Q3 Q2 1.68 1.65 1.79% Q3 1.68
符合要求
hs h P t 2 0.689 0.8 H 03 H 03
前进
（6）验证出流形式

仍为自由出流，故所求流量为1.68m3/s。
第 五 一、闸孔出流的基本公式 节 闸 孔 Q s be 出 流 的 淹 流 闸闸 过 水 没 量 宽门 闸 力 系 系 开 流 计 数 数 启 量 算 高 度
H
e
ht
2 gH 0
闸 孔 全 水 头
H0 H
V02
2g
取决于闸底坎的形式、闸门的 类型和闸孔的相对开度e/H值。
H

5 5.88 0.85
所以该堰为宽顶堰
B b 1 1
m 0.32 0.01 3 P 1 H
（2）确定系数
P 0.5 1 0.59 3 H 0.85
hs hs ht P2 0.73 0.8 s 1 H0 H H
P 0.46 0.75 1 H
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二、底坎为宽顶堰型的闸孔出流 Q be 2 gH s 0
自由出流——水跃在临界式或远离式位置处 淹没出流——水跃在淹没式位置处
K K ht i1=0
c c
平板闸门 0.60 0.176 流量系数
e H
e 弧形闸门 (0.97 0.81 ) (0.56 0.81 ) 180 180 H
Q m0 2gbH
2 m0 m(1 0 v0 / 2gH)3 / 2
3/ 2
• 堰流基本公式适用于各种形式的堰流，只是流量
系数不同而已。
Q s1mb 2g H0 2
3
过 堰 流 量
淹 没 系 数
侧 收 缩 系 数
流 堰 量 宽 系 数
堰 顶 全 水 头
H0 H
V02
堰
流
闸孔出流
堰流不受闸门控制 水面为一条光滑的 曲线，而闸孔出流 受闸门的控制水面 在闸门处不连续。
都是上游壅水，水 流在重力作用下运动， 将势能转化为动能的 过程；
都是急变流，能量 损失主要是局部水头 损失。
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堰、闸孔出流的判别
• 闸孔出流与堰流在一定条件下可互相转化。
• 底坎为宽顶堰： • 闸孔出流 e/H≤0.65 • 堰流 e/H > 0.65
流量公式为：
0
Q mb 2 g H m b 2 g H
3/ 2 0 0
3/ 2
m ——包含行近流速影响在内的流量系数
无侧向收缩影响的流量系数 流量系数采用巴赞公式(1898)
2 0.003 H m0 0.405 1 0.55 H H P
无坎
前进
按下游水位是否对过堰 水流有顶托阻水的影响
自由堰流 淹没堰流
无侧收缩堰流 b=B 按有无侧向收缩 有侧收缩堰流b≠B
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第二节 堰流的基本公式
• 用能量方程式来推求 • 堰流计算的基本公式
Pa 0V02 P V12 H 1 (1 ) g 2g g 2g
第四节 宽顶堰流的水力计算
Q s1mb 2gH0
3 2
流量系数
m 0.32 0.01
3
P 1 H P 1 1 3, 1 3时, m 0.32 H H P 3 1 H m 0.36 0.01 P 1.2 1.5 1 H P P 0 1 3, 1 3时, m 0.36 H H
沉淀池入流区和出流区的设计
平流式沉淀池
锯齿形出水堰
浮渣槽
辐流式沉淀池
出水槽 出水堰
辐流式沉淀池
周边进水，中心出水辐流式沉淀池
主要内容
8-1 堰流的定义及其分类 8-2 堰流基本公式 8-3 薄壁堰流的水力计算 8-4 宽顶堰流的水力计算
8-5 闸孔出流的水力计算
结束
本章重点掌握
– – – – 堰流的定义 堰的分类 堰流的基本计算公式 堰流与闸孔出流的关系
淹没条件 侧收缩系数
1 1
3
hs 0.8H 0
0
0.2 P 1 H
4
b b (1 ) B B
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例题1：如图所示直角进口堰，堰顶厚度δ=5m，堰宽与 上游矩形渠道宽度相同，b=1.28m，求过堰流量。 解：（1）判别堰型

H=0.85m P1=0.5m ht=1.12m

适用范围 ： H≤1.24m，b≤2m，P≤1.13m
• 有侧向收缩影响的流量系数
2 b H2 0.0027 0.003 1 0.55 m0 0.405 2 B ( H P) H 1 b / B0 0
• 令
H0 H
0V0 2
2g
•
1 v1 1
2 gH 0
流速系数
1 1
V1 2 gH 0
b：堰宽
Q AV1 be 2 gH 0 1
e： 断面1-1上水舌厚度
令e=kH0
Q kb 2gH01.5 mb 2gH01.5
堰流基本 公式
淹没系数
查图
前进
三、底坎为曲线型实用堰的闸孔出流
Q be 2 gH 0
H e
平板闸门 0.65 0.186 流量系数 弧形闸门 查表
e e (0.25 0.375 ) cos H H
前进
2g
s 1 1 1
计算过堰流量Q 水力计算类型 计算堰上水头H
V0
H
设计堰宽b
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第三节 薄壁堰流的水力计算
薄壁堰流具有稳定的水头和流量的关系，常作为 水力模型或野外测量中一种有效的量水工具。
H
当矩形薄壁堰无侧收缩，自由 出流时，水流最为稳定，测量精 度也较高； 堰上水头不宜过小（应大于 2.5m）； 水舌下面的空间通气良好；