1 矮堰的流量系數(shù)

為方便起見(jiàn)，先討論如圖1所示的寬頂堰^［1］。假定為無(wú)淹沒(méi)的平面問(wèn)題，由堰前0-0斷面和1-1收縮斷面的能量方程得

圖1 寬頂堰過(guò)流能力計(jì)算圖

式中：η為收縮斷面測(cè)壓管水頭與水深的差值。

令β=（1±η），，得

即流量系數(shù)

可得在無(wú)淹沒(méi)和無(wú)側(cè)向約束作用情況下寬頂堰過(guò)流能力的計(jì)算式：

若再考慮有側(cè)向收縮和下游淹沒(méi)的影響，式（5）就變成式（1）。對(duì)于其他曲線型堰，亦可用相同方法導(dǎo)出形式與式（4）相同的流量系數(shù)表達(dá)式。由式（4）可見(jiàn)，堰的流量系數(shù)不僅與過(guò)堰的水頭損失（φ值）有關(guān)，與導(dǎo)致堰頂出現(xiàn)垂直方向收縮及壓力產(chǎn)生變化的堰邊界輪廓的形狀也密切相關(guān)。高堰固然如此，矮堰亦不例外。圖2為某些矮堰的流量系數(shù)與堰前相對(duì)水頭H₀/P關(guān)系的試驗(yàn)成果^［2］。由圖2可見(jiàn)，當(dāng)堰前相對(duì)水頭H₀/P較小時(shí)，堰長(zhǎng)變得相對(duì)較大，所起制約作用較小，流量系數(shù)m會(huì)接近于寬頂堰之值；當(dāng)堰前相對(duì)水頭H₀/P較大時(shí)，堰型對(duì)流線的屈曲作用亦已變得不明顯，流量系數(shù)m亦趨近于縱向輪廓接近的寬頂堰之值。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)H₀/P≈3.0時(shí)m達(dá)最大值。

圖2 幾種矮堰的m與H₀/P關(guān)系