水力學過流建筑物的水力計算

1、會計學1水力學過流建筑物的水力計算水力學過流建筑物的水力計算思考題思考題：閘孔出流閘孔出流kHLi=0i2iK KN NK Kc2c0b2b0上節(jié)回顧上節(jié)回顧堰流及閘堰流及閘孔出流孔出流堰流的類型堰流的類型及計算公式及計算公式堰流分類堰流分類薄壁堰流薄壁堰流水力計算水力計算3202QmbgH堰流計算堰流計算公式公式薄壁堰流薄壁堰流實用堰流實用堰流寬頂堰流寬頂堰流薄壁堰流薄壁堰流分類分類計算公式計算公式矩形薄壁堰流矩形薄壁堰流三角形薄壁堰流三角形薄壁堰流梯形薄壁堰流梯形薄壁堰流矩形薄壁堰流矩形薄壁堰流三角形薄壁堰流三角形薄壁堰流2/302 HgbmQ上節(jié)回顧上節(jié)回顧堰流及閘堰流及閘孔出流孔出流實

2、用堰流實用堰流水力計算水力計算分類分類寬頂堰流寬頂堰流水力計算水力計算計算計算公式公式曲線型實用堰流曲線型實用堰流折線型實用堰流折線型實用堰流分類分類計算計算公式公式有坎寬頂堰流有坎寬頂堰流無坎寬頂堰流無坎寬頂堰流23012 HgbmnQs2/3012 HgbmnQs3/202sQmnbgH剖面形狀剖面形狀 淹沒出流及淹沒出流及水力設計水力設計 1m 、淹沒條件淹沒條件 1m 、385. 0maxm08 . 0 Hhs上節(jié)回顧上節(jié)回顧 例例8-5 今擬在某攔河壩上游設置一灌溉進水閘如圖今擬在某攔河壩上游設置一灌溉進水閘如圖所示。已知，進閘流量所示。已知，進閘流量Q為為41m3/s，引水角，引水

3、角為為450，閘下，閘下游渠道中水深游渠道中水深h1為為2.5m，閘前水頭，閘前水頭H為為2m，閘孔數，閘孔數n為為3，邊墩進口處為圓弧形，閘墩頭部為半圓形，閘墩厚邊墩進口處為圓弧形，閘墩頭部為半圓形，閘墩厚d為為1m，邊墩的計算厚度，邊墩的計算厚度為為0.8m，閘底坎進口為圓弧形，坎長，閘底坎進口為圓弧形，坎長為為6m，上游坎高，上游坎高P1為為7m，下游坎高，下游坎高P2為為0.7m，攔河壩前，攔河壩前河中流速河中流速v0為為1.6m/s。求所需的堰孔凈寬。求所需的堰孔凈寬b。 解：因為 ， ，故閘孔全開時為寬頂 堰流，其計算公式為 現(xiàn)分別計算式中各項： 1閘前全水頭H0 由于行近流速v0

4、的方向與進水閘軸線交角為450， 故全水頭H0可以下列公式計算 326H105 . 2H23012 HgmnbQsmgvaHH1 . 245cos8 . 926 . 112cos2022000 2流量系數流量系數m 當當P17m， 時，對堰頂入口為圓弧形的寬頂時，對堰頂入口為圓弧形的寬頂堰，流量系數堰，流量系數m=0.36。 3淹沒系數淹沒系數 由由 因為因為 ，故為淹沒出流。，故為淹沒出流。 根據根據 ，從表，從表8-2查得查得 5 . 3271HPsmPhhs8 . 17 . 05 . 221mH68. 11 . 28 . 08 . 0008 . 0 Hhs857. 01 . 28 . 1

5、0Hhs953. 0s 4側收縮系數側收縮系數 對閘、邊墩頭部為圓弧形，堰頂入口邊緣為圓弧的寬頂對閘、邊墩頭部為圓弧形，堰頂入口邊緣為圓弧的寬頂堰，（堰，（8-15）式中）式中a0=0.1。則中孔側收縮系數。則中孔側收縮系數 邊孔側收縮系數邊孔側收縮系數 1nn111) 1()11 (1272 . 01 . 01431bbbb)8 . 021 (8 . 02272 . 01 . 01431bbbb 因因b 未知，故計算只能按未知，故計算只能按試算法試算法進行。進行。 設設nb9m，則，則 ；由此可求得；由此可求得 0.980 mb339985. 0)1331 (133272 . 01 . 01

6、431)8 . 02331 (8 . 0233272 . 01 . 01431 則則 將各已知值代入堰流計算基本公式的右端，當所得值將各已知值代入堰流計算基本公式的右端，當所得值等于已知流量時，所假定的等于已知流量時，所假定的nb即為所求：即為所求： 41m3/s 故所需的堰孔凈寬故所需的堰孔凈寬b=9m，分三孔（，分三孔（n=3），每孔凈），每孔凈寬寬b=3m。 983. 0398. 0985. 0) 13(1231 . 243. 4936. 0953. 0983. 0Q12 例例8-6 某泄洪排沙閘共四孔，每孔凈寬某泄洪排沙閘共四孔，每孔凈寬b為為14m；閘墩頭部為半圓形，墩厚閘墩頭部為半

7、圓形，墩厚d為為5m，閘室上游翼墻為八字形，閘室上游翼墻為八字形，收縮角，收縮角為為300，翼墻計算厚度，翼墻計算厚度為為4m；上游河道斷面近；上游河道斷面近似矩形，河寬似矩形，河寬B為為79m；閘室下游邊一陡坡渠道坡度；閘室下游邊一陡坡渠道坡度i為為2，閘底高程為，閘底高程為100m（圖（圖8-28）。試計算閘門全開，上）。試計算閘門全開，上游水位高程為游水位高程為111.0m時的流量。時的流量。 解：因閘室下游為陡坡渠道，下游為急流。故閘門解：因閘室下游為陡坡渠道，下游為急流。故閘門全開時通過閘室的水流應為多孔無坎寬頂堰自由出流。計全開時通過閘室的水流應為多孔無坎寬頂堰自由出流。計算公式為

8、算公式為 式中，式中，b=nb =414=56m； 應為包括側收縮影響的各孔流量系數的加權平均值應為包括側收縮影響的各孔流量系數的加權平均值?？煞謩e計算中孔流量系數?？煞謩e計算中孔流量系數 及邊孔流量系數及邊孔流量系數 ，然后，然后用加權平均法求用加權平均法求 ，具體計算如下：，具體計算如下： 中孔流量系數中孔流量系數 2302 HgbmQ m1m2mm1m；查得由表363.058737.051414179.0145.221mdbbBbbdbr 邊孔流量系數邊孔流量系數 平均流量系數平均流量系數 由于堰前過水斷面不大，必須計入行近流速的影響由于堰前過水斷面不大，必須計入行近流速的影響。但流量未

9、知，。但流量未知， v0無法求出?？刹捎脽o法求出?？刹捎谩爸鸩浇品ㄖ鸩浇品ā庇嬎阌嬎恪?2m363. 048732. 130637. 0421414220mctgctgbbBb查得由表m363. 04363. 0363. 0) 14() 1(21nmmnm 第一次近似計算：第一次近似計算： 假定假定v010，即，即H01H11m，則，則 第二次近似計算：第二次近似計算： 根據已求得的流量，可計算行近流速的的近似值根據已求得的流量，可計算行近流速的的近似值 則則 smQ323132901143. 4144363. 0smHBQv/79. 3869329011793290102mgvahv73

10、. 08 . 9279. 312220002mgvaHH73.1173. 011220002smQ/360073.1143. 4144363. 03232 第三次近似計算：第三次近似計算： 第四次近似計算：第四次近似計算： 按第三次求得的流量計算得按第三次求得的流量計算得 因為因為Q4與與Q3相當接近相當接近 。故可認為所。故可認為所求的求的 Q3690m3/s，v0=4.23m/s。 smv/14. 41179360003mh87. 08 . 9214. 4120333230.363 4 14 4.43 11.873680/Qms smv/32. 404mhv91. 004mH91.1104

11、smQ/369034%27.0434QQQ 實際工程中的水閘，實際工程中的水閘，閘底坎閘底坎一般為一般為寬頂堰或曲線寬頂堰或曲線型實用堰型實用堰，閘門型式閘門型式主要有主要有平板閘門及弧形閘門平板閘門及弧形閘門。7-6 閘孔出流的水力計算閘孔出流的水力計算 閘孔出流閘孔出流水力計算任務水力計算任務：（1）在一定閘前水頭下在一定閘前水頭下計算不同閘孔開度時的計算不同閘孔開度時的泄流量泄流量Q；（2）根據已知的泄根據已知的泄流量求所需的流量求所需的閘孔寬度閘孔寬度b。 一、底坎為寬頂堰的閘孔出流一、底坎為寬頂堰的閘孔出流 閘孔自由出流閘孔自由出流閘孔淹沒出流閘孔淹沒出流閘孔出流受水躍位閘孔出流受水

12、躍位置影響可分為置影響可分為自由自由出流出流及及淹沒出流淹沒出流。tchhtchh水躍發(fā)生在收縮斷面水躍發(fā)生在收縮斷面處或下游。處或下游。水躍發(fā)生在收縮斷面水躍發(fā)生在收縮斷面上游。上游。1、底坎為寬頂堰閘孔、底坎為寬頂堰閘孔自由出流自由出流的水力計算的水力計算02QbegH 式中：式中： 寬頂堰型閘孔自由出流流量系數寬頂堰型閘孔自由出流流量系數 b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開度閘孔開度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭 計算基本公式計算基本公式： 02220011eeHH 2che（1）對于對于平板閘門平板閘門的閘孔的閘孔 流量系數流量系數可按南京水利科學研究所的經驗公可按南京水利科學研究所的經驗公

13、式計算：式計算： He)18081. 056. 0()18081. 097. 0(0000He176.060.0討論流量系數討論流量系數 （2）對于對于弧形閘門弧形閘門的閘孔的閘孔 流量系數流量系數可由下面的經驗公式計算可由下面的經驗公式計算 ：65. 00He 上式的適用范圍是：上式的適用范圍是：250900； 。 2、底坎為寬頂堰閘孔、底坎為寬頂堰閘孔淹沒出流淹沒出流的水力計算的水力計算02sQbegH 計算基本公式計算基本公式： 式中：式中： s淹沒系數淹沒系數 閘孔自由出流流量系數閘孔自由出流流量系數 b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開度閘孔開度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭討論淹沒系數討論

14、淹沒系數 據南京水利科學研據南京水利科學研 究所的研究淹沒系數究所的研究淹沒系數s 與與潛流比潛流比有關，可由圖有關，可由圖8.35查得。查得。 ccthHhhsccthHhh 水流流線在閘前整個深度內向閘孔集中，故水流水流流線在閘前整個深度內向閘孔集中，故水流的收縮比平底閘孔充分和完善得多。出閘后水舌在重的收縮比平底閘孔充分和完善得多。出閘后水舌在重力作用下緊貼溢流面下泄，不存在明顯的收縮斷面。力作用下緊貼溢流面下泄，不存在明顯的收縮斷面。 (a)(b) 二、底坎為曲線型實用堰的閘孔出流二、底坎為曲線型實用堰的閘孔出流 在實際工程中，由于下游水位過高而使曲線型實在實際工程中，由于下游水位過高

15、而使曲線型實用堰頂閘孔形成淹沒出流十分少見，所以對曲線型實用堰頂閘孔形成淹沒出流十分少見，所以對曲線型實用堰頂的閘孔，我們只討論自由出流的情況。用堰頂的閘孔，我們只討論自由出流的情況。 cos)357. 025. 0(186. 065. 0HaHee/H 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50 0.60 0.70 0.721 0.700 0.683 0.667 0.652 0.638 0.625 0.610 0.584 0.559 0.535 流量系數流量系數 1對于平板閘門對于平板閘門式中，式中，值如圖所示。值如圖所示。 2對于弧形閘門對于弧

16、形閘門 02gHbeQs 式中：式中： s淹沒系數（自由出流淹沒系數（自由出流s1） 閘孔自由出流流量系數閘孔自由出流流量系數 b 閘孔寬度閘孔寬度 e 閘孔開度閘孔開度 H0閘孔全水頭閘孔全水頭 計算基本公式計算基本公式： 總總 結：結： 解解: 因為因為 故為閘孔出流。故為閘孔出流。 先判別閘孔出流的性質：先判別閘孔出流的性質： 由表由表8-7，當，當e/H0.2時，垂直收縮系數時，垂直收縮系數20.619，則收縮水深為則收縮水深為65. 02 . 051Hemehc619. 01619. 02 例例8-8 矩形渠道中修建一水閘，閘底板與渠底齊矩形渠道中修建一水閘，閘底板與渠底齊平，閘孔寬

17、平，閘孔寬b等于渠道寬度，等于渠道寬度，b為為3m，閘門為平板門。，閘門為平板門。今已知，閘前水深今已知，閘前水深H為為5m，閘孔開度，閘孔開度e為為1m。求下游。求下游水深水深ht為為3.5米時通過閘孔的流量。米時通過閘孔的流量。 收縮水深收縮水深hc的共軛水深的共軛水深 由下式計算由下式計算 收縮斷面的流速收縮斷面的流速vc為為 若不計行近流速的影響；上式中閘孔自由出若不計行近流速的影響；上式中閘孔自由出 流的流量系數流的流量系數用（用（8-23）式計算。則）式計算。則 ch) 181(22ccccghvhh022022gHbegHbebhQvccsmvc/04. 9543. 4619.

18、02 . 0176. 060. 0 收縮斷面的共軛水深為收縮斷面的共軛水深為 因為因為 故閘孔為故閘孔為淹沒出流淹沒出流，流量應根據（，流量應根據（8-25）式計算。）式計算。 潛流比潛流比 ； 從圖從圖8.35查得淹沒系數查得淹沒系數s0.72。所以。所以閘孔出流量閘孔出流量為為 mhc91. 2) 1619. 080. 904. 981(2619. 02mhmhct91. 25 . 3282. 091. 2591. 25 . 3)/()(ccthHhhsmQ/1 .12543. 413)2 . 0176. 06 . 0(72. 03解：解： ，由表，由表8.10查得閘孔流量系數查得閘孔流量

19、系數0.667。則通過閘孔的流量為。則通過閘孔的流量為: 2 . 051He320.667 5 7 1 4.43 5231/QbegHms 例例8-9 某水庫溢流壩共五孔，每孔凈寬某水庫溢流壩共五孔，每孔凈寬b為為7m；壩頂設弧形閘門。試求壩頂水頭壩頂設弧形閘門。試求壩頂水頭H為為5m，各孔均勻開，各孔均勻開啟，開度啟，開度e為為1m時，通過閘孔的流量（不計行近流速時，通過閘孔的流量（不計行近流速水頭）。水頭）。 7-7 泄水建筑物下游的水流銜接與消能泄水建筑物下游的水流銜接與消能1、問題：、問題：高速下泄水流對河床的沖刷高速下泄水流對河床的沖刷2、任務：、任務：消除下泄水流多余的能量消除下泄

20、水流多余的能量3、解決辦法：、解決辦法： 能量轉化能量轉化底流式消能底流式消能挑流式消能挑流式消能 面流式消能面流式消能 常用消能措施：常用消能措施：1、底流式消能、底流式消能（underflow energy dissipation） 利用利用水躍表面旋滾和水躍表面旋滾和強烈紊動強烈紊動消能消能 在建筑物下游采取一定在建筑物下游采取一定工程措施，控制水躍發(fā)生位工程措施，控制水躍發(fā)生位置，使得置，使得c-c斷面的急流與斷面的急流與下游正常緩流銜接起來。高下游正常緩流銜接起來。高流速主要在底部。流速主要在底部。2、挑流式消能、挑流式消能(ski-jump energy dissipation)

21、利用利用挑流水舌與旋滾挑流水舌與旋滾消能消能 利用下泄水流所挾帶的利用下泄水流所挾帶的巨大動能，因勢利導將水流巨大動能，因勢利導將水流挑射至遠離建筑物的下游，挑射至遠離建筑物的下游，使下落水舌對河床的沖刷不使下落水舌對河床的沖刷不會危及建筑物的安全。會危及建筑物的安全。3、面流式消能、面流式消能(surface flow energy dissipation) 當下游當下游水深較大且水深較大且比較穩(wěn)定比較穩(wěn)定時，可采取一時，可采取一定工程措施，將下泄的定工程措施，將下泄的高速水流導向下游水流高速水流導向下游水流的上層，主流與河床之的上層，主流與河床之間由巨大的底部旋滾隔間由巨大的底部旋滾隔開，

22、可避免高速主流對開，可避免高速主流對河床的沖刷。余能主要河床的沖刷。余能主要通過通過水舌擴散，流速分水舌擴散，流速分布調整及底部旋滾與主布調整及底部旋滾與主流的相互作用流的相互作用而消除。而消除。利用表面旋滾消能利用表面旋滾消能 下圖采用消能戽是一種下圖采用消能戽是一種底流和面流底流和面流結合應用的實例。結合應用的實例。7.8 底流消能的水力計算底流消能的水力計算主要內容：主要內容：1、控制斷面水深、控制斷面水深hc的計算的計算2、水躍位置與形式的判別、水躍位置與形式的判別3、消能池的設計、消能池的設計一、控制斷面水深一、控制斷面水深hc的計算的計算1、推導：利用能量方程、推導：利用能量方程（

23、E.E）2、hc計算方法：計算方法： 試算圖解法試算圖解法 迭代計算迭代計算（矩形斷面）（矩形斷面） 查圖法查圖法2220001222ccccEPHhggg ghEccc2)(20c1令令ccAQv 20222ccQEhgA2002g 222222022ccccghqhgAQhE對于矩形斷面：對于矩形斷面：ccAbh二、水躍的位置與形式及其對消能的影響二、水躍的位置與形式及其對消能的影響 cthh cthh cthh 臨界式水躍臨界式水躍 遠驅式水躍遠驅式水躍 淹沒水躍淹沒水躍 平底閘孔下游三種水躍銜接形式的示意圖平底閘孔下游三種水躍銜接形式的示意圖 ctjhh 1j1j1j 水流銜接形式與消

24、能要求水流銜接形式與消能要求ctjhh 淹沒系數淹沒系數 j j 1 淹沒水躍淹沒水躍 消能要求：消能要求：穩(wěn)定略淹沒的水躍穩(wěn)定略淹沒的水躍 控制淹沒系數控制淹沒系數 j1.051.1三、消能池的水力計算三、消能池的水力計算 挖深式挖深式降低護坦高程；降低護坦高程；消力坎式消力坎式在護坦末端修建消能坎；在護坦末端修建消能坎；消能池的形式：消能池的形式： 降低護坦高程消力池的設計降低護坦高程消力池的設計1、特點：、特點：降低護坦高程；降低護坦高程；2、設計內容：、設計內容： 池深池深d； 池度池度Lk；3、池深、池深d的確定：的確定：3、池深、池深d的確定：的確定：)(1zhhdtcj 2122

25、)(1)(12cjthhgqz1Tjchh消能條件消能條件zhdhtT幾何條件幾何條件gghgHt222222222111出口能量條件出口能量條件確定池深確定池深d的步驟：的步驟：1、根據設計流量、根據設計流量Q設設，初估一個初始值初估一個初始值d1；2、計算、計算100dEE3、根據、根據 確定確定 和和 ；0E1ch1ch4、計算、計算 ；1z5、計算、計算 ；2d6、比較、比較 ； 較大時，重新假設進行較大時，重新假設進行試算，重復步驟試算，重復步驟26，直到，直到 滿足要求。滿足要求。21,dd21dddd)(1zhhdtcj 粗略估算：粗略估算：tcjhhd 4、消能池長度、消能池長

26、度Lk的確定：的確定：Lk（0.70.8）Lj5、消能池設計流量的確定：、消能池設計流量的確定：1）池深設計流量的確定：池深設計流量的確定：2）池長設計流量：池長設計流量：Qhthc”h(hc”- ht)maxQdQ長長dQmax (hc”-ht)maxQ深深d93. 011) 1(8 .10FrhLjtcjhhd 在護坦末端設置消能坎所形成的消能池在護坦末端設置消能坎所形成的消能池主要內容：主要內容：1、確定坎高、確定坎高c c；2、確定池長、確定池長Lk k；特點特點: : E0 0保持不變保持不變; ; 坎后水流的銜接坎后水流的銜接; ;1、坎高、坎高c的設計的設計1) 滿足的條件滿足的

27、條件: :消能要求消能要求: :幾何要求幾何要求: :出池能量條件出池能量條件: : 看成折線型或曲線型實用堰看成折線型或曲線型實用堰Tjchh1ThcH21 11012vHHg22/31121()22 ()sjcqqHmggh出池能量條件出池能量條件: :22/31121()22 ()sjcqqHmggh坎的流量系數坎的流量系數; ;45.045.0)(42.01010101HhHhHhfmssss坎后淹沒系數坎后淹沒系數; ;自由出流自由出流; ;查表查表9.2; ;2) c的計算步驟的計算步驟: :QdE0hchc0 . 1s42. 01mH10, H1校核校核11Hhccj出流出流10

28、Hhs45. 010Hhs45. 010Hhsdcc 1一級坎設計合理一級坎設計合理: Adcc 1試算坎高試算坎高: BA:坎后水流銜接校核，坎后水流銜接校核，cHE1001tchh1設第二級坎；設第二級坎；tchh1End；B: 試算坎高，試算坎高，1c2c202,HH20Hhs2s2320122 Hgmqs計實q實計qq實計qqdcc 2，Adcc 2，B3,cqq實計3,cqq實計2、消能池長、消能池長Lk的計算的計算Lk（0.70.8）Lj3、設計流量的確定、設計流量的確定 在不同流量范圍內假定不同的流量，確在不同流量范圍內假定不同的流量，確定不同定不同c，取較大值。，取較大值。 綜

29、合式消能池綜合式消能池 設計：先按坎后產生臨界水躍設計設計：先按坎后產生臨界水躍設計c，降低降低c值，由值，由c和和H1確定確定d綜合式消力池綜合式消力池消力墩消力墩 輔助消能工輔助消能工目的：加劇擴散，紊動，混摻，目的：加劇擴散，紊動，混摻，方法：趾墩，消能墩，尾檻等方法：趾墩，消能墩，尾檻等 下游防護下游防護組成：護坦，組成：護坦，海漫，齒墻等海漫，齒墻等溢流壩溢流壩水利工程的泄流建筑物水利工程的泄流建筑物 和下游消能設施和下游消能設施消力池消力池2、挑流式消能、挑流式消能( (ski-jump energy dissipation) ) 7-9 挑流消能的水力計算挑流消能的水力計算 主要

30、任務主要任務是：按已知的水力條件選定適宜的挑坎型是：按已知的水力條件選定適宜的挑坎型式，確定挑坎高程、反弧半徑和挑射角，計算挑流射程式，確定挑坎高程、反弧半徑和挑射角，計算挑流射程和下游沖刷坑深度。和下游沖刷坑深度。 一、挑流消能水力計算一、挑流消能水力計算 1）挑流射程的計算挑流射程的計算2）沖坑深度的計算沖坑深度的計算3）挑坎的設計挑坎的設計 挑流消能的挑流消能的優(yōu)點優(yōu)點是：節(jié)約下游護坦，構造簡單，是：節(jié)約下游護坦，構造簡單，便于維修；缺點是霧氣大，尾水波動大。便于維修；缺點是霧氣大，尾水波動大。1）挑流射程的計算挑流射程的計算1、射程射程 L0 的計算公式的計算公式 2211210sin

31、cos2211cossinuhhagguLttan1tshtL2、水下射程、水下射程 L1其中，其中，ts 為沖刷坑的深度。為沖刷坑的深度。 式中：式中：a為坎高，即下為坎高，即下游河床至挑坎頂游河床至挑坎頂部的高差；部的高差；ht為為沖刷坑后的下游沖刷坑后的下游水深；水深；h1為為1-1斷面的水深。斷面的水深。ttshqt75. 0cot175. 01sin5 . 24 . 22）沖刷坑深度的估算）沖刷坑深度的估算（1）對于）對于砂卵石砂卵石河床，可用下式計算：河床，可用下式計算： （2）對于）對于巖石巖石河床，經驗公式為河床，經驗公式為tsshzqkt25. 05 . 0式中：式中：ts為

32、沖刷坑深度，為沖刷坑深度，m； ht為沖刷坑后的下游水深，為沖刷坑后的下游水深，m； 為反映流速脈動的某一系數值，可取為反映流速脈動的某一系數值，可取1.52.0； vt為水舌進入下游水面的流速（單位為為水舌進入下游水面的流速（單位為m/s）；）； z為上下游水位差，為上下游水位差，m； q為單寬流量。為單寬流量。3）挑坎型式及尺寸的選擇挑坎型式及尺寸的選擇常用的挑坎有連續(xù)式和差動式。常用的挑坎有連續(xù)式和差動式。采用較多的是連續(xù)式挑坎。采用較多的是連續(xù)式挑坎。 (1) 挑坎高程挑坎高程 挑坎高程愈低，出口斷面流速愈大，射程愈遠。挑坎高程愈低，出口斷面流速愈大，射程愈遠。 (2) 反弧半徑反弧半

33、徑r0 反弧半徑愈小，離心力愈大，挑坎內水流壓能增大反弧半徑愈小，離心力愈大，挑坎內水流壓能增大，動能減小，射程也減小。為保證較好挑流條件，動能減小，射程也減小。為保證較好挑流條件，反弧半徑反弧半徑r0至少應大于反弧最低點水深至少應大于反弧最低點水深 h c的的4倍。倍。 (3) 挑角挑角 挑角愈大挑角愈大 （ /4），射程），射程 L0 愈大。但挑角增愈大。但挑角增大，入水角大，入水角也增大，入水角增大后，沖刷坑深度也增大，入水角增大后，沖刷坑深度增加。增加。（1）面流消能面流消能面流及消能戽消能簡介面流及消能戽消能簡介（了解）（了解） 利用設置在溢流壩末端利用設置在溢流壩末端的垂直鼻坎，將

34、自壩頂下泄的垂直鼻坎，將自壩頂下泄的高速主流導致下游水流表的高速主流導致下游水流表層，主要通過底部旋滾和表層，主要通過底部旋滾和表面旋滾的總用消能。面旋滾的總用消能。 面流消能對河床防沖要面流消能對河床防沖要求較低；有利飄木及泄冰。求較低；有利飄木及泄冰。面流流態(tài)隨鼻坎布置型式、面流流態(tài)隨鼻坎布置型式、q、ht，沖淤后河床變化情，沖淤后河床變化情況而變。況而變。（2）消能戽消能消能戽消能 利用泄水建筑物出流部利用泄水建筑物出流部分造成具有一定反弧半徑和分造成具有一定反弧半徑和較大挑角所形成的挑坎（戽較大挑角所形成的挑坎（戽斗），在下游尾水淹沒挑坎斗），在下游尾水淹沒挑坎條件下，使從建筑物下泄的條件下，使從建筑物下泄的高速水流在戽斗內產生激烈高速水流在戽斗內產生激烈的表面旋滾，并通過戽后的的表面旋滾，并通過戽后的涌浪及底部旋滾而獲得較大涌浪及底部旋滾而獲得較大的消能效果。的消能效果。 結合底流、面流特點的結合底流、面流特點的一種綜合的消能方式。一種綜合的消能方式。 優(yōu)點：優(yōu)點： 缺點：缺點： 理解理解泄水建筑物下游水流銜接特征和泄水建筑物下游水流銜接特征和消能方式消能方式，了解底流消能種類；了解底流消