明渠自由跌水水力特性及其在流量计量上的应用

【目的】明渠跌水作为衔接渠道上下游水流的有效设施,可应用于明渠流量计量,通过简单测量跌坎断面水深即可实现渠道流量的精确计量。为研究明渠自由跌水水力特性及其在流量计上的应用,【方法】采用分析对比法将国内外明渠自由跌水的研究成果进行整理,从自由跌水水力特性、跌水量水试验研究及理论研究3个方面进行了对比分析,【结果】发现明渠自由跌水水力特性的研究多集中在跌坎断面压力分布;明渠跌水量水试验研究集中在he/hc的影响因素(渠道底坡S、糙率n、渠道宽度、渠道断面形式、弗劳德数等),该值可基于能量方程、动量方程、N-S方程及其他数值模拟方法得出。【结论】结果表明:试验中he/hc值在矩形渠道中基本是一个常数,但其他断面形式的渠道中该结论未得到验证;该值与明渠底坡S和糙率n有关,底坡方面的研究主要集中在缓坡(S=0.002 6~0.097 3)渠道,陡坡研究较少而平坡研究更少,糙率n的研究范围在0.009 3~0.045 0,但实际工程中n值变化较大。因此有必要在其他形式渠道上对he/hc值做进一步验证,并在更大范围内研究he/hc值与底坡S和糙率n的关系,这样更有利于明渠跌水量水技术的推广和应用。

溢水坝垂直跌坎水力计算简化

本文以表面水跃第一临界状态基本公式为基础，在伯诺里方程式中拟设比β=a/E0最值，应用泰勒公式特殊条件牛顿二项定理，解得跌坎水深算式，并从工程实践资料拟定β=0.2，将所得跌坎水深代入第一临界状态基本算式，即求得跌坎高度，举出算例，效果良好。