迷宫堰水力特性综合研究及其应用
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摘要
迷宫堰作为一种实用高效的特殊堰型，它在不改变泄水宽度的情况下，可大幅度提高过流能力。因此，迷宫堰特别适用于泄水宽度受限，但又需提高泄流能力的泄水建筑物中。
本文将迷宫堰分为直线型迷宫堰和曲线型迷宫堰。系统讨论了直线型迷宫堰流态特征、过流能力及其影响因素；推导了直线型迷宫堰流量公式，并在前人研究的基础上拟合出综合流量系数的计算公式；讨论了直线型迷宫堰的效率问题。通过物理模型试验，观测了曲线型迷宫堰的流态特征，根据实测资料，分析研究了该堰型的过流能力及其影响过流能力的主要因素，并提出了曲线型迷宫堰的流量计算方法。同时，试验成果表明，曲线型迷宫堰比直线型迷宫堰具有更好的过流效率。此外，本文还在上述研究成果的基础上，提出了较为实用的迷宫式溢洪道水力设计方法，列举了算例，在实际应用中可供参考。
The labyrinth weir is a special kind of practical and effective weir patterns. It can evidently increase the discharge for a given outflow width. So the labyrinth weir is particularly suited for use where the discharge structure need to enlarge the ability of outflow but the width is restricted
The labyrinth weir could be divided into straight-labyrinth weir and curve-labyrinth weir in this paper. As for the straight-labyrinth weir, the flow pattern character, the discharge capacity and its effecting factors are discussed; the flow formula is deduced; a set of discharge coefficient formulas are given basing on the former study; and the efficiency is discussed. Then, a series of physical model experimentations are made to research the flow pattern character and the discharge capacity of curve-labyrinth weir. In this process, the major effect factors of outletcapacity are discussed and a new calculated method of discharge is given. At the same time, the research shows that curve-labyrinth weir precede straight-labyrinth weir in the sight of efficiency. Furthermore, an practical method about the labyrinth-crest spillway hydraulic design is brought out and the design example for reference is presented.
本文将迷宫堰分为直线型迷宫堰和曲线型迷宫堰。系统讨论了直线型迷宫堰流态特征、过流能力及其影响因素；推导了直线型迷宫堰流量公式，并在前人研究的基础上拟合出综合流量系数的计算公式；讨论了直线型迷宫堰的效率问题。通过物理模型试验，观测了曲线型迷宫堰的流态特征，根据实测资料，分析研究了该堰型的过流能力及其影响过流能力的主要因素，并提出了曲线型迷宫堰的流量计算方法。同时，试验成果表明，曲线型迷宫堰比直线型迷宫堰具有更好的过流效率。此外，本文还在上述研究成果的基础上，提出了较为实用的迷宫式溢洪道水力设计方法，列举了算例，在实际应用中可供参考。
The labyrinth weir is a special kind of practical and effective weir patterns. It can evidently increase the discharge for a given outflow width. So the labyrinth weir is particularly suited for use where the discharge structure need to enlarge the ability of outflow but the width is restricted
The labyrinth weir could be divided into straight-labyrinth weir and curve-labyrinth weir in this paper. As for the straight-labyrinth weir, the flow pattern character, the discharge capacity and its effecting factors are discussed; the flow formula is deduced; a set of discharge coefficient formulas are given basing on the former study; and the efficiency is discussed. Then, a series of physical model experimentations are made to research the flow pattern character and the discharge capacity of curve-labyrinth weir. In this process, the major effect factors of outletcapacity are discussed and a new calculated method of discharge is given. At the same time, the research shows that curve-labyrinth weir precede straight-labyrinth weir in the sight of efficiency. Furthermore, an practical method about the labyrinth-crest spillway hydraulic design is brought out and the design example for reference is presented.
引文
[1] 清华大学水力学教研组编，水力学(1980年修订版)，人民教育出版社，1981，7。
[2] 陈肇和，溢流堰水力计算，华北水利水电学院北京研究生部科技情报室，1983，12。
[3] 刘广胜，王世夏，翼形堰和驼峰堰水力特性的研究，1998，9。
[4] 郭子中，迷宫堰的水力特性及其设计，砌石坝技术，1984，(3)。
[5] 张志军，何建京，迷宫堰水力特性的试验研究，中小型工程水力学讨论会文集，1985。
[6] F．Lemperiere(法国)，无闸溢洪道和迷宫堰，湖南水利水电，2002，(5)。
[7] 王仕筠，舒以安，迷宫堰水力设计方法的修正，江西水利科技，1989，(2)。
[8] 张绍芳，堰闸水力设计，水利电力出版社，1987，12。
[9] 马法三，迷宫堰研究成果综述，河海科技进展，1994，3。
[10] A．P马哥西，迷宫堰溢洪道，山东水利专科学校学报，1990，8。
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[14] Tullis, J. Paul, and Amanian, Nosratoliah,"Design methodology of labyrinth weirs," Journal of Hydraulic Engineering, v121, n3, Mar, 1995, pp. 247-255.
[15] 王仕筠，林剑青，迷宫堰的水力计算与应用，长江科学院院报，2003，6。
[16] 胡玉棠，徐庆华，迷宫堰的应用，浙江水利科技，1991，(3)。
[17] 刘云，黄同水库迷宫堰溢洪道水力设计及试验验证，人民黄河，1997，6。
[18] 巢淼江，中小型水库挖潜增效的好途经，江西水利科技，1997，6。
[19] 苏同，李进峰，迷宫堰在石路水库扩建中的应用，江西水利科技，1997，3。
[20] 山东水科所，用迷宫堰改造已建水库溢洪道提高兴利库容研究(成果汇编)，1992，7。
[21] 花立峰，三角形迷宫堰宫室水力特性的的试验研究，硕士论文，西北农业大学，1997，5。
[22] 花立峰，沙际德，三角形迷宫堰的宫室流态及阻力分析，西北水资源与水工程，1998，(4)。
[23] Wormleaton, Peter. R, and Soufiani, Ebrahim,"Aeration performance of triangular planform labyrinth weirs," Journal of Environmental Engineering, August, 1998, pp. 709-719.
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[26] 山东水利专科学校力学教研室，迷宫堰应力分析初探，山东水利专科学校学报，1998，(1)。
[27] 段青英，张立新，加劲迷宫堰及工程实例，山东水利科技，1991，(1)。
[28] 张绍芳，刘云，迷宫堰结构设计问题，水利水电技术，1993，(7)。
[29] 田成武，砌石迷宫堰的设计及其在山丘区的应用，中国水土保持SWCC，2002，(5)。
[30] F．L．III，D．L．欣奇里夫，迷宫式溢洪道的设计和施工，江西水利科技，1988，(1)。
[31] Wise, John R., 萨姆雷伯恩大坝迷宫型溢洪道的设计与施工，国外水电技术，2000，(2)。
[32] Falvey, Heury T., and Treille Philippe, "Hydraulics and design of Fusegates," Journal of hydraulic engineering, July, 1995, pp. 512-518.
[33] P．布朗，迷宫式溢洪道的应用前景，水利水电快报，2002，3。
[34] Frederick LUX III, and HINCHLIFF David L.,"Design and construction of labyrinth spillways," Commission Internationale Des Grands Barrages, Q. 59, R. 15, pp. 249-274.
[35] 马法三，崔延庆，LW下游流态及流速分布规律性的试验研究，94全国水动力学研讨会文集，pp．902-908。
[36] 左东启等，模型试验的理论与方法，水利电力出版社，1984，8。
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[39] 马法三，崔延庆，厚壁(圬工)水力特性的试验研究，94全国水动力学研讨会文集，pp．909-913。
[40] 张绍芳，杜宝芝等，迷宫堰水力特性的试验研究，水利水电技术，1993，(7)。
[41] Balmforth, D.J, and Sarginson E.J,"An experimental investigation of the discharge capacity of side weirs," Hydraulic aspects of floods & flood control, sep, 1983, pp171-181.
[42] 刘金贵，对迷宫堰流量公式的新探索，山西水利科技，1997，8。
[43] 张子珍，花家疃水库迷宫堰溢洪道水力模拟试验分析，山东水利专科学校学报，1994，8。
[44] 韩瑜，李德惠等，曲线形布置溢流堰的应用及其过流能力的分析，西北水资源与水工程，1997，(2)。
[45] 施仁浦，提高溢流堰溢流能力的研究，水利水电技术，1997，(2)。
[46] 张绍芳，堰闸水力设计几个问题综述，水利水电技术，1997，(8)。
[47] 戴荣法等，溢流堰流量系数验证分析，水文，1997，(2)。
[48] 江行久，张国辉等，优选多项式法拟合堰闸流量系数的应用，水利水电科技进展，1998，(5)。
[49] 郝红伟，施光凯，Origin 6.0实例教程，中国电力出版社，2000。
[50] 王世夏，杨万涛，论墨西哥式溢洪道控制段的水力设计，河海大学学报，1993，(2)。
[51] 任德林，张志军，水工建筑物，河海大学出版社，2001，8。
[52] 李家星，陈立德，水力学，河海大学出版社，1996，2。
[53] D．伊尔第兹，E．尤诸塞克，迷宫溢洪道水力特性模型试验研究，水利水电快报，1996，11。
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