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水景中的跌水水景设计算法

发布日期:2018-05-31 10:05???浏览次数:???行业资讯

水景中的跌水水景设计算法

水景中的跌水水景设计算法

跌水水景水量过大则能耗大,长期运转费用高;跌水水景水量过小则达不到预期的设计效果。

在水景设计中,跌水水景是构成溪流、叠流、瀑布等水景的基本单元,具有动态和声响的效果,因而应用较广。

与静态水景不同,动态水景的水是流动的,其流动性一般用循环水泵来维持,水量过大则能耗大,长期运转费用高;

水量过小则达不到预期的设计效果。

因此,根据水景的规模确定适当的水流量十分重要。

1跌水水景的水力学特征及计算

跌水水景实际上是水力学中的堰流和跌水在实际生活中的应用,

跌水水景设计中常用的堰流形式为溢流堰。

根据δ和H的相对尺寸,堰流流态一般分为薄壁堰流、实用堰流、宽顶堰流等三种形式:

当δ/H<0.67,为薄壁堰流;0.67<δ/H<2.5,为实用堰流;2.5<δ/H<10,为宽顶堰流;δ/H>10,为明渠水流,不是堰流。

跌水水景设计中,常用堰流形态为宽顶堰流。

当跌水水景的土建尺寸确定以后,首先要确定跌水水景流量Q,

当水流从堰顶以一定的初速度v0落下时,它会产生一个长度为ld的水舌。

若ld大于跌水台阶宽度lt,则水景水流会跃过跌水台阶;

若ld太小,则有可能出现水景水舌贴着水景跌水墙而形成壁流。

这两种情况的出现主要与跌水水景流量Q的大小有关,

设计时应尽量选择一个恰当的跌水水景流量以避免上述现象的发生。

1.1跌水水景流量计算

跌水水景流量计算

水景根据水力学计算公式,一般宽顶堰自由出流的流量计算式为:

Q=σc·m·b·(2g)0.5·H1.5=σc·M·b·H1.5式中b--堰口净宽H--包括行进流速水头的堰前水头,

H=H0+υ02/2g式中υ0--行进流速关σc--侧收缩系数m--自由溢流的流量系数,与堰型、堰高等边界条件有M=m·(2g)0.5

当堰口为矩形时,侧收缩系数σc为1,

上述计算式即简化为《给水排水设计手册》中的流量计算式:

Q=m·b·(2g)0.5·H1.5=M·b·H1.5

上式中,M(或m)为流量系数,与堰的进口边缘形式有关;

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