堰流及闸孔出流
水利工程中，为防洪、灌溉、航运、发电等要求，需修建溢流坝、水闸等控制水流的水工建筑物。例如，溢流坝、 水闸底槛、桥孔和无压涵洞进口等。 堰是顶部过流的水工建筑物。
图1、2中过堰水流均未受闸门控制影响
b
e
0
0
图3 堰流及闸孔出流
H
图4 闸孔出流
e
H
0
0
闸孔出流：过堰水流受闸门控制时，就是孔流
堰流和闸孔出流是两种不同的水流现象。它们的不同点在于堰流的水面线为一条光滑曲线且过水能力强，而孔流的闸孔上、下游水面曲线不连续且过水能力弱。它们的共同点是：壅高上游水位；在重力作用下形成水流运动；明渠急变流在较短范围内流线急剧弯曲，有
离心力；出流过程的能量损失主要是局部损失。
相对性： 堰流和孔流是相对的，堰流和孔流取决于闸孔相对开度，闸底坎及闸门(或胸墙) 型式以及上游来流条件（涨水或落水）。
平顶堰： e /H ≤0.65 孔 流 曲线型堰： e/H ≤ 0.75 孔 流
e/H ＞ 0.75 堰 流 e/H ＞0.65 堰 流
式中：e为 闸孔开度； H为 堰上水头
堰流及孔流是水利工程中常见的水流现象，其水力计算的主要任务是研究过水能力。它包括堰闸出流水力特性和堰闸水力计算。 第一节 堰流的分类及水力计算基本公式
一、堰流的分类
水利工程中，常根据不同建筑材料，将堰作成不同类型。例如，溢流坝常用混凝土或石料作成较厚的曲线或者折线型；实验室量水堰一般用钢板、木板作成薄堰壁。 堰外形、厚度不同，能量损失及过水能力不同。
当水流接近堰顶，流线收缩，流速加大，自由表面逐渐下降 H
P1
v0
1
11
v1
P2
0
δ
0
图5 薄壁堰
堰前断面：堰上游水面无明显下降的0-0 断面
堰上水头：堰前断面堰顶以上的水深，用H 表示
行进流速：堰前断面的流速称为行进流速，用v0 表示
堰前断面距离上游壁面的距离：水面曲线L =（3～5) H
研究表明，流过堰顶的水流型态随堰坎厚度与堰顶水头之比δ /H 而变，工程上，按δ与H的大小将堰流分薄壁堰、实用堰、宽顶堰。
1. 薄壁堰：δ/H ＜0.67
越过堰顶的水舌形状不受堰厚影响，水舌下缘与堰顶为线接触，水面呈降落线。由于堰顶常作成锐缘形，故薄壁堰也称锐缘堰。
2. 实用堰流：0.67 ＜δ/H ＜2.5
水利工程，常将堰作成曲线型，称曲线型实用堰。堰顶加厚，水舌下缘与堰顶为面接触，水舌受堰顶约束和顶托，已影响水舌形状和堰的过流能力。折线型实用堰：水利工程，常将堰作成折线形。
3. 宽顶堰：2.5＜δ/ H ＜10
宽顶堰堰顶厚度对水流顶托非常明显。
水流特征：水流在进口附近的水面形成降落；有一段水流与堰顶几乎平行；下游水位较低时，出堰水流二次水面降。
4. 明渠水流：堰坎厚度δ＞10H
P2
v0
δ
1
1
v1
图8 宽顶堰
P1
δ
i > ik
K
K
H
图9 明渠水流
二、堰流水力计算的基本公式
对堰前断面0-0和堰顶断面1-1列能量方程
基准面：通过堰顶的水平面
影响流量系数的主要因素
——反映局部水头损失的影响。包括：堰顶水头、上游堰高P1、堰顶口边缘形状等
——反映堰顶水流垂直收缩程度（1-1断面水舌厚度 kH）
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议