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几种常见堰形 薄壁堰 实用堰 实用堰 宽顶堰 宽顶堰 ? ? ? ? ? ?四.堰流、闸孔出流的判别 宽顶堰 实用堰 堰 流 堰 流 闸孔出流 闸孔出流 其中 e—闸门开度 H—堰、闸前水头 §1.7.2 堰流的基本公式 一. 薄壁堰流 矩形薄壁堰自由溢流时，m0?0.42。 主要作量测设备，有矩形堰、三角堰、梯形堰等 三角堰 单位：m 实用堰的剖面有曲线型和折线型两种。 （二）实用堰流 水利工程中的泄水和引水建筑物运用过程中，兼有蓄水、挡水作用，承受巨大荷载，不宜建成薄壁堰，大多采用实用堰型。 曲线型 WES剖面 克奥剖面 折线型 矩形剖面 梯形剖面 工程中的宽顶堰流现象 三. 宽顶堰流 宽顶堰的流量系数m 宽顶堰的流量系数 m ?0.32~0.385 宽顶堰的流量系数m取决于堰的进口形式和堰的相对高度P1/H 。 § 1.7.3 闸孔出流 许多实际工程中，在宽顶堰、实用堰的堰顶和无压涵洞的进口，常设置闸门控制水位和流量，形成闸孔出流。 宽顶堰的闸孔 实用堰的闸孔 一. 基本公式 闸孔出流与堰流不同，水面曲线不连续，水流特征、过水能力均与堰流不同。 闸孔的过流能力，与闸前水头、闸孔面积、闸门型式、闸底坎的类型以及出流是否淹没等因素有关。 1.8 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 §1.8.2 底流式消能 §1.8.3 挑流式消能 §1.8.4 面流式消能 §1.8.5 戽流式消能 §1.8.1 概述 §1.8.1 概述 在水利工程中，河道上经常修建一些水工建筑物（挡水、泄水~溢流坝等），满足工程需要（泄洪、灌溉、发电…）。当建筑物建好后，往往改变天然水流的特性。 从水力学的角度看，研究消能实质上是分析建筑物泄出的高速射流，按不同方式射入下游河道的低速广阔水域中，通过扩散、掺混作用，消散大量余能的过程。 按出泄水流与河床的相对位置分 底流衔接与消能 1 挑流衔接与消能 2 面流衔接与消能 3 戽流衔接与消能 4 新型高效消能工 宽尾墩消能 窄缝消能 转向冲击墩 跳跃坎 §1.8.2 底流式消能 一、收缩断面水深hc计算 分析泄水建筑物下游水流衔接状态、形式时，必须依据泄出水流的水力特性资料，最有代表性的是水深最小、流速最大的过水断面上的水力要素，这个断面称收缩断面，表征其水力特性的水力要素有水深、流速。 1. 实用堰上的堰流 矩形断面渠道收缩水深的计算公式 2. 宽顶堰上的闸孔出流 ?1:闸孔出流垂直系数，e:闸门开度 二、底流衔接形式的判别 矩形断面的渠道，其收缩断面水深的共轭水深 远驱式水跃 临界式水跃 淹没式水跃 消能池是工程中用来控制水跃并利用水跃以消除余能的水工建筑物。作用:使下游局部水深增加，形成稍有淹没的水跃。 降低护坦高程 护坦末端建造消能墙 综合方式 三、消能池的设计 1.9 隧洞的水力计算 对于工程上一般采用的喇叭形进口的隧洞，其判别界限为： 上游水位较低时，水流没有充满整个隧洞，同明渠水流，是无压流；上游水位升高，洞内水面上升，当隧洞的前段已充满水，而后段仍是无压流时称为半有压流；当上游水位升到一定高度，水流将充满整个隧洞，没有自由水面，称为有压流，或叫管流。 洞断面为矩形或接近矩形时： 为无压流 洞断面为圆形或接近圆形时 ： 为无压流 堰流公式 能量方程 1.10 渗流 §1.10.2 渗流的基本定律 §1.10.4 地下水的渐变渗流 §1.10.1 概述 §1.10.3 渗流的基本微分方程 §1.10.5 均质土坝的渗流计算 渗流 流体在孔隙介质中的流动 水，石油… 空气，天然气… 土壤、岩层等各种多孔介质和裂隙介质的总称。 §1.10.1 概述 一、土壤的水力特性 影响渗流运动规律的土壤性质，也称渗流特性。 水力特性 土壤最重要的渗流特性，指土壤允许水透过的性能。 1.透水性 透水性取决于 大小、多少、形状、分布 粒径、形状、均匀度、排列 孔隙 颗粒 透水性的衡量标准是渗透系数（k），k越大，透水性越强。 * * 由于明渠非均匀流的断面平均流速v和水深h沿程变化，所以水面线一般为曲线（称水面曲线）。 研究非均匀流就是定性分析、定量计算水面曲线。 如桥梁勘测设计时，为预计建桥后墩台对河流影响，需计算桥址附近的水位标高；河道上筑坝蓄水，为确定由于水位抬高造成的水库淹没范围，亦要进