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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。
3、堰流和闸孔出流的转化：e e闸底坎为平顶堰时：0.65时为闸孔出流；0.65时为堰流。
H He e闸底坎为曲线型堰时：0.75时为闸孔出流；—0.75时为堰流。
H H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、堰流的类型定义：堰前断面，堰顶水深，行近流速。
堰前断面距上游壁面的距离：丨=（3~5）H1 •薄壁堰流：0.67，水舌形状不受堰坎厚度的影响，与堰顶呈线接触，水面呈H单一的降落曲线。
此时堰顶常为锐缘形。
2.实用堰流：067＜仝＜25,水舌下缘与堰顶呈面接触，水舌受堰顶的压缩与顶托,H但影响不大，水流还是在重力作用下的自由跌落。
常用曲线形或折线形。
3.宽顶堰流：2 5 ” 一10，堰坎厚度对水流的顶托非常明显，进口处水面形成跌落,H堰顶有一段水面与堰顶几乎平行，在出口处形成第二次水面跌落。
但仍以局部水头损失为主。
当—10时，沿程水头损失不能忽略，水流不属于堰流，而是明渠水流。
H二、堰流的基本公式用能量方程求解。
列堰前断面与堰顶断面的能量方程：H斟。
2g=（z P）（： i2gH。
=H:-0V02p0 0为堰上全水头。
（z • P）二2gH° - H。
i堰顶宽度为b,水舌厚度为kH°（k为堰顶水流垂向收缩系数）Q 二kH0bV1二kH0b10断面中心恰好位于基准面上1H，则:.2gH0（1-）二k 1- b.2gH°3/2= mb、2gH°3/23/20O 流量系数： f ( ,k,)，还与堰的边界条件有关。
第八章 堰流及闸孔出流第一节概 述水利工程中为了宣泄洪水以及引水灌溉、发电、给水等目的，常需要修建堰闸等泄水建筑物，以控制水库或渠道中的水位和流量。
堰、闸等泄水建筑物水力设计的主要任务是研究其水流状态和过流能力。
一.堰流及闸孔出流的概念既能壅高上游水位，又能从自身溢水的建筑物称为堰。
水流由于受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流经过溢流堰顶下泄，其溢流水面上缘不受任何约束，而成为光滑连续的自由降落水面，这种水流现象称为堰流。
水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底板之间孔口流出，过水断面受闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流现象称为闸孔出流。
二.堰流与闸孔出流的水流状态比较堰流与闸孔出流是两种不同的水流现象：堰流时，水流不受闸门或胸墙控制，水面曲线是一条光滑连续的降落曲线。
而闸孔出流时，水流要受到闸门的控制，闸孔上下游水面是不连续的。
对明渠中具有闸门控制的同一过流建筑物而言，在一定边界条件下，堰流与闸孔出流是可以相互转化的，即在某一条件下为堰流，而在另一条件下可能是闸孔出流。
堰流与闸孔出流两种流态相互转化的条件除与闸门相对开度H e有关外，还与闸底坎形式或闸门（或胸墙）的形式有关，另外，还与上游来水是涨水还是落水有关。
经过大量的试验研究，一般可采用如下关系式来判别堰流及闸孔出流。
闸底坎为平顶堰65.0≤He为闸孔出流，65.0>He为堰流。
闸底坎为曲线堰75.0≤He为闸孔出流，75.0>He为堰流。
式中，H为从堰顶或闸底坎算起的闸前水深，e为闸门开度。
堰流与闸孔出流又有许多共同点：①堰流及闸孔出流都是由于堰或闸壅高了上游水位，形成了一定的作用水头，即水流具有了一定的势能。
泄水过程中，都是在重力作用下将势能转化为动能的过程。
②堰和闸都是局部控制性建筑物，其控制水位和流量的作用。
③堰流及闸孔出流都属于明渠急变流，在较短距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表面的动水压强分布及过流能力均有一定的影响；④流动过程中的水头损失也主要是局部水头损失。
