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宽顶堰

宽顶堰(Wide crest weir)是指堰的厚度为2.5~10倍堰上水头、堰顶水面线有一段近似为水平段的堰。

宽顶堰是指堰壁厚度大于堰顶水头2.5倍但小于10倍堰顶水头的堰。这种堰的堰壁厚度对水流有明显的顶托作用。堰的厚度为2.5~10倍堰上水头、顶水面线有一段近似为水平段的堰。 [1]

进入宽顶堰顶部的水流因受堰在垂直方向的约束及进口局部水头损失的影响,形成进口处第一次水面降落;之后由于堰顶对水流的顶托作用,有一段水面与堰顶几乎平行,此堰顶平段水深h一般是未知的。实验得出,h小于堰顶处临界水深。宽顶堰流的水头损失仍以局部水头损失为主,沿程水头损失可以忽略不计。此外,水流经桥墩之间、施工围堰及无压隧洞或涵洞时,也会形成宽顶堰流现象,并称之为无坎宽顶堰流。水流进入桥孔、涵洞及围堰时,进口附近一般发生纵向收缩,此收缩断面水深hc小于临界水深,即hc<hk,呈急流状态, 一般取hc=ψhk。 [2]

宽顶堰是平原地区水闸常采用的泄水建筑物,它的泄水能力计算是水利工程设计和工程管理中的重要问题。平原地区上下游水位差比较小,宽顶堰的泄流常处于高淹没泄流状态,淹没度对泄流能力有重要的影响。在高淹没度条件下过堰流流态复杂,流量计算受淹没度、流量系数、上下游水位的影响,过堰流量不易准确计算。高淹没度条件下,平底宽顶堰流量有2个常用的计算公式,一些研究和实测数据表明,在相同条件,2个公式计算出的过堰流量相差10-以上,与实测资料有较大的误差。因此,有必要对平底宽顶堰高淹没条件下的流量计算进行深入的研究,以提高过堰流量计算的精度,保证过流建筑物的安全。 [3]

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