4 用能量方程計算水閘淹沒出流的過流能力

在式 （3）中，，ζ₁和ζ₂分別為閘孔和門槽的局部水頭損失系數(shù)，包含了收縮斷面前的水頭損失，其值小于1.0。

目前對不同閘孔和門槽局部水頭損失系數(shù)的研究，已足以滿足設計計算的要求。一般來說，計算之φ值變化不大。北京水利水電科學研究院在編號為“灌（65）11”的《長閘身（帶公路橋）不同進口型式試驗報告》中列舉了不同進口型式的φ值（表2）。

為了確定堰上收縮斷面水深h_c，以消力池內(nèi)無消能工的水閘為例，其沿流向剖面如圖4所示。設下游2-2剖面的水流縱向已擴散穩(wěn)定，假沒堰上和閘下游水壓力呈靜水壓力形式分布，堰長度的影響忽略不計，堰上1-1斷面和下游2-2斷面等寬且均為矩形。由動量方程可得

圖4 水閘淹沒出流的縱剖面

式中：b、B分別為斷面1-1和2-2的過水凈寬；h_c為閘孔收縮斷面1-1的水深；α為計算動量的流速分布系數(shù)，一般取1.02～1.05；γ為水的容重；t為斷面2-2的水深；a為從斷面2-2自河底起算的堰高。

因在淹沒出流的條件下式（3）中之β≈1，該式可寫成

對具體工程而言，一般a、b、B均已確定，φ和α亦相對確定。在H₀、t、Q和h_c四個量中，只要知道其中任意兩個，例如已知Q和t時，聯(lián)解式（13）和式（14）即可求得其余的兩個量。經(jīng)初步計算比較，用上述方法的計算成果與《溢流堰水力計算》圖20的М·Д·切爾托烏索夫和Р·Р·朱加也夫的試驗資料基本一致，可以作為較精確的工程計算方法。

對閘下游為其他型式的消力池，只需改變動量方程［式（13）］的形式，亦可進行較精確的過流能力計算。