專業化協作

[拼音]：yanliu

[英文]：flow over weir

明渠緩流溢過建築在渠道中的障礙物的流動。障礙物稱為堰，在工程中，障礙物為壩、橋涵、溢流裝置等，它們使上游水位壅高，對堰流起側向收縮和底坎約束的作用。明渠急流流過障礙物，產生不同於堰流的水力現象。當流經側收縮段時，發生衝擊波。

堰流主要研究水流流經堰的流量 Q與其他特徵量的關係。表示堰流特徵量，除流量外，尚有：堰寬b，即水流漫過堰頂寬度；堰頂水深H，即堰上游水位在堰頂上的最大超高；堰壁厚度δ和它的剖面形狀；下游水深h及下游水位高出底坎的高度墹；H1為堰高；h1為堰下游坎高；ν0為趨近流速。如圖所示。

堰的分類

根據堰壁的相對厚度δ/H的大小分為：薄壁堰(δ/H<0.67)、實用斷面堰(0.67<δ/H<2.5)和寬頂堰(2.5<δ/H<10)。按上游渠寬對過堰水流的收縮作用分為:上游渠寬B大於堰寬b的有側收縮堰，B＝b時的無側收縮堰。按下游水位對過堰水流的淹沒作用分為：自由堰流和淹沒堰流。當一定流量流經堰時，若下游水位較低（墹<0)，下游水位不影響上游水位，稱為自由堰流；若下游水位較高(墹＞0)，下游水位影響上游水位，稱為淹沒堰流。

流量計算

堰流流量公式為

或

式中H0＝H＋v02/2ɡ；m為堰流流量係數，與堰的進口尺寸和δ／H有關，一般分別按薄壁堰、實用斷面堰和寬頂堰通過實驗求得經驗公式或資料；m0為計及趨近流速水頭v02/2ɡ的流量係數；ε為側收縮係數，與引水渠及堰的尺寸有關，亦由實驗求得，當無側收縮時，ε＝1；σ為淹沒係數，一般分別按薄壁堰、實用斷面堰和寬頂堰由實驗求出σ與墹/H0的關係，當為自由堰流時，σ＝1；ɡ為重力加速度。

薄壁堰

主要用作量測流量的裝置，在距離堰壁上游三倍以上水頭的地方測出水頭H，可直接計算流量。堰口為矩形的無側收縮自由薄壁堰的流量公式為

堰口為直角三角形的流量公式為

Q＝1.4H2.5

適用範圍為H1≥2H，B≥(3～4)H。

實用斷面堰

主要作為蓄水擋水構築物的溢流壩和淨水構築物的溢流裝置，用途較廣，形式多樣。低溢流堰的堰身斷面常為折線形；而用混凝土修築的中、高溢流堰的堰身則做成適合水流情況的曲線形。流量係數m，根據堰頂剖面外形而採取不同值。沿用較廣的克-奧曲線型剖面，適用於H1/H≥3～5的高堰，流量係數m＝0.49。美國WES標準剖面，其設計水頭的流量係數m＝0.502。實驗流量計算也要考慮上游收縮和下游淹沒條件。