溢過堰頂具有連續的自由表面的水流。明渠中起壅水和溢流作用的建築物稱為堰。

  堰(流)可作如下分類:①按堰頂厚度δ與堰上水頭<H(堰頂至上遊水面的高度)之比,分為薄壁堰(

,圖1a)、實用堰( ,圖1b、c)、寬頂堰( ,圖1d)三類。其中薄壁堰又按堰口形狀分為矩形、三角形、梯形等(圖2);實用堰又可按剖面形狀分為折線型和曲線型兩種。曲線型實用堰還可按堰面有無負壓區分為真空堰與非真空堰。②當堰寬 B等於矩形渠道底寬 B 0,過堰水流無側向收縮時為無側收縮堰;當 B小於 B 0,過堰水流有側向收縮時為有側收縮堰。③當下遊水位不影響堰的泄流量時為堰的自由出流;反之為堰的淹沒出流。

  薄壁堰常用於實驗室和灌溉渠道中量測流量。實用堰和寬頂堰常用於河渠中作為控制水位和流量的建築物,如水閘、溢流壩等。

  堰口為矩形的各種堰的流量通用公式為:

式中Q為流量;B為堰寬;

為堰上總水頭, v 0為堰前行近流速, α為動能校正系數(見 水流能量方程); g為重力加速度;m為堰的流量系數,與堰上水頭、堰高、堰的剖面形狀等有關; ε為考慮側收縮影響的側收縮系數,與堰上水頭及閘墩、邊墩頭部形狀有關; σ s為考慮下遊水位影響的淹沒系數,與堰上水頭、下遊水位及堰的出口水流擴散程度等有關。m、 εσ s等值均由試驗確定。以上各系數的大致范圍如下:對於矩形薄壁堰和非真空實用堰,m=0.35~0.50;對於寬頂堰,m=0.32~0.385。對於實用堰和寬頂堰, ε=0.8~1.0。各種堰的 σ s=0~1.0。

  

參考書目

 華東水利學院編:《水力學》,第2版,下冊,科學出版社,北京,1983。