1
0
bb 4 (1 )
1
3 0.2P1 B B
H
(n1)11
1
n
3、宽顶堰的淹没条件及淹没系数
淹没条件：h0.8H
s
0
淹没系数： 查表8-2。
第三节 闸孔出流的水力计算
一、平顶堰上的闸孔自由出流 闸孔自由出流:
ht hc" 远离式水跃 ht hc" 临界式水跃
闸孔淹没出流: ht hc" 淹没式水跃
3、确定堰顶下游曲线段与直线段的切点C的坐标， 按下式计算：
1.096H
x
d
c
m1.177
c
0.592H
y
d
c
m2.177
c
4、确定下游直线段与反弧段的切点D的坐标
x D x C m cP 2 y C R c 12 t8 g 0 R sin
yPR R co s
D
2
5、反弧段与河床的切点E的坐标：
时，称为低堰
H
d
m由图8-8中的b、c、d、e线确定
2、侧收缩系数
10.2n1H0
1
k
0 nb
式中 k ——边墩形状系数；
0
——中墩形状系数。
淹没系数反映下游水位及护坦高程对过水能力的影响，
h f( s
,
P )2
s
HH
0
0
，查图8-10。
式中hs为从堰顶算起的下游水深；P2为下游堰高。
第五节 宽顶堰的水力计算
H
（二）弧形闸门
0.6850.19e
H
适用于
0.1 e 0.75 H
四、实用堰上的闸孔淹没出流
QBe2g（ H0hs)
反弧半径：
H较大 r ( 0 .5 ~ 1 .0 )H ( z)
d
max
H较小 r ( 0 .2~ 0 5 .5 )H ( z)
d
max
二、工程中常用的曲线型实用堰——WES堰
WES堰的堰顶下游：
( y )0.5( x )1.85
H
H
d
d
堰顶上游：由三段复合圆弧组成。
设计水头：
H (0 .7~ 5 0 .9)H 5
0
0
m ——包含行近流速影响在内的流量系数 0
H 0.0007
m0.4030.053
0
PH
1
适用条件为：
H0.02 m5
H2, P0.3m
P
1
1
二、直角三角形薄壁堰流
流量公式为： QCH5/2 0
0 .004 0 .2H
C 1 .35 4 (0 .1 4 )( 0 .0)29
0
H
PB
1
适用范围：
0 . 5 m B 1 . 2 m ; 0 . 1 m P 0 . 7 m ; 0 . 0 m 5 H 0 . 2 7 m ; H B / 3 6 1
e
20 5 90 0
0 0.65 H
二、平顶坎上的闸孔淹没出流
QSBe2gH0
淹没系数 s 由
e H
及 z H
查图8-10得到
三、曲线坎上的闸孔自由出流
QBe 2g H0
（一）平板闸门
0 .6 5 0 .18 e 6 (0 .2 5 0 .37 e)c 5 os
H
H
适用 e 0.050.75 090以及门位于堰最高点的情况
3、堰流和闸孔出流的转化：
e 闸底坎为平顶堰时： H
0.65
e 0.65 H
闸底坎为曲线型堰时： e 0.75 H e 0.75 H
闸孔出流 堰流 闸孔出流 堰流
式中，e为闸孔开度；H为从堰顶算起的闸前水深。
第二节 堰流的类型及水力计算公式
一、堰流的类型
1．薄壁堰流： 2．实用堰流： 3．宽顶堰流：
（一）平板闸门下的自由出流
hc e
Q0Be2g(H0hc)
0
由表8-4查得
流速系数
表达式一
QBe 2g H0
0.600.18e
H
0.1 e 0.65 H
表达式二
（二）弧形闸门下的自由出流
QBe 2g H0
(0 .9 7 0 .8 1) (0 .5 6 0 .8 1)e
1 80
1 8 H 0
Q k b H k V b H 12 g ( 1 H ) k 1 b 2 g H 3 / 2 m 2 g H b 3 / 2
01
0
0
0
0
1
堰流流量公式： Q m2 b gH 3/2
s1
0
第三节 薄壁堰流的水力计算 一、矩形薄壁堰流
流量公式为： Q m 2 g b H 3 /2 m b2 g H 3 /2
粗略计算时取： C 1.4 0
第四节 实用堰流的水力计算 一、曲线形实用堰的剖面组成及其设计
1、上游直线段AB：常是垂直的，有时也是倾斜的。 其坡度由坝体的稳定和强度要求选定。
2、堰顶曲线段BC：对水流特性的影响最大，是设 计曲线型实用堰剖面的关键。 3、下游直线段CD：其坡度也是由坝体的稳定和强 度要求选定。 4、反弧段DE：使直线段CD与下游河底平滑连接，避免 水流直冲河床；并有利于下游的消能。
0.67
H
0.67 2.5
H
2.5 10
H
二、堰流的基本公式
列堰前断面与堰顶断面的能量方程：
H20V g02 (zp)(1)2 Vg 12
H H0V02 (z p) H
0
2g
0
HH()V12
0
0
1
2g
V 1 2gH(1)
1
0
1
堰顶宽度为b，水舌厚度为
kH（0 k为堰顶水流垂向收缩系数），
流量公式 : Q m2 b gH 3/2
s1
0
一、有坎宽顶堰流的水力计算
1、流量系数
3
P 1
(1)直角进口：
m0.320.01
H
0.460.75P1
适用于：
0
P 1
3
H
H
3
P 1
(2)圆角进口： m0.360.01 H
1.21.5
P 1
适用于：
P 0 1 3
H
H
2、侧收缩系数 (1)对单孔宽顶堰 (2)对于多孔宽顶堰
d
max
三、WES堰的剖面设计
1、首先确定剖面设计水头Hd，堰高P1，P2， 堰下游的坡比mc，及其夹角α，反弧半径R。
2、以堰顶最高点为坐标原点O，Ox水平轴以指向 下游为正，Oy铅垂轴以向下为正。计算出堰顶曲 线OC段的坐标，可以点绘出堰面曲线；根据图8-7 的数据，绘出堰顶上游段BO的三段复合圆弧及垂 直堰墙。
xExC m cP 2yCR c 1t2 8 g 0
6、反弧段圆心O’的坐标：
x' x
O
E
y' PR
o
2
四、WES堰的水力计算
1、流量系数
（1） （2）
P 1
1.33 时，称为高堰
H
d
H 0
1.0
m0.502
H
d
d
H 0
1.0
m具体由图8-8中的a线确定。

H
d
P 1
1.33
第八章 堰流和闸孔出流
第一节 概述
一、堰流及闸孔出流的概念 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。
二、堰流及闸孔出流的水流状态比较 1、堰流和闸孔出流的区别：堰流的水面线是光滑的降落 曲线；闸孔出流的上下游水面是不连续的。由于边界条 件的这种差异，它们的水流特征及过水能力也不相同。 2、堰流和闸孔出流的相同点：引起壅水，然后水面 降落，是在重力作用下形成的一种水流运动，都是从 势能转化为动能的过程。都属于明渠急变流，主要是 局部水头损失。