1 矮堰的流量系数

为方便起见，先讨论如图1所示的宽顶堰^［1］。假定为无淹没的平面问题，由堰前0-0断面和1-1收缩断面的能量方程得

图1 宽顶堰过流能力计算图

式中：η为收缩断面测压管水头与水深的差值。

令β=（1±η），，得

即流量系数

可得在无淹没和无侧向约束作用情况下宽顶堰过流能力的计算式：

若再考虑有侧向收缩和下游淹没的影响，式（5）就变成式（1）。对于其他曲线型堰，亦可用相同方法导出形式与式（4）相同的流量系数表达式。由式（4）可见，堰的流量系数不仅与过堰的水头损失（φ值）有关，与导致堰顶出现垂直方向收缩及压力产生变化的堰边界轮廓的形状也密切相关。高堰固然如此，矮堰亦不例外。图2为某些矮堰的流量系数与堰前相对水头H₀/P关系的试验成果^［2］。由图2可见，当堰前相对水头H₀/P较小时，堰长变得相对较大，所起制约作用较小，流量系数m会接近于宽顶堰之值；当堰前相对水头H₀/P较大时，堰型对流线的屈曲作用亦已变得不明显，流量系数m亦趋近于纵向轮廓接近的宽顶堰之值。一般来说，当H₀/P≈3.0时m达最大值。

图2 几种矮堰的m与H₀/P关系