实验六 实用剖面堰与宽顶堰溢流实验报告

实验六实用剖面堰与宽顶堰溢流实验报告
一、实验目的
本实验旨在探究剖面堰和宽顶堰的溢流情况及其与流量、水头等参数的关系，验证经
典堰流公式的适用条件和实用性，提高学生实验操作能力和分析能力。

二、实验原理
1.剖面堰
剖面堰是一种常用的量水装置，用于测量流经河流或泄洪闸的水流流量。

其原理依据
狭口放水原理，其流量计算公式为：
Q=cLH^1.5
其中，Q为流量，L为堰顶宽度，H为均匀水深，c为流量系数。

在宽顶堰中，L符合式(1)，但H不再是均匀水深，而是变量。

所以流量计算公式改为：
其中，b为底宽，H为此处的水深。

2.宽顶堰
宽顶堰是一种特殊形式的剖面堰，其堰顶与下游岸壁夹角较大，使堰顶有效长度增大。

宽顶堰因其较大的流量承载能力，广泛应用于排水和治理河道淤积等工程。

宽顶堰的流量计算与剖面堰的计算类似，但涉及到部分水深不为均匀的问题，需要进
行修正。

三、实验设备和材料
1.剖面堰实验设备：实验槽、剖面堰、导管、加料桶、水表、水箱等。

3.实验材料：自来水或蒸馏水。

四、实验步骤
（1）将实验槽放到实验处理台上，将水箱加满水。

（2）将剖面堰置入实验槽中。

（3）调整加料桶高度，以确定初始水深。

（4）开启水泵，放水到加料桶中，控制其流量为500ml/s左右，然后立即记录此时水深，称量加下料桶所用的时间，再记录流出口的水深。

（5）重复上述步骤，改变流入口水深和流量，记录实验数据。

（5）随着加入的水量的增多，堰底水深逐渐加深，记录不同流量下的水深。

五、实验结果与分析
通过实验数据和经典堰流公式，得到下表。

可见随着流量和水深的增加，流量系数c 减少，符合理论预期。

| 流量/s | L/m | H/m | 时间/s | c |
|--------|------|------|--------|----|
| 505. | 0. | 0.02 | 28.7 | 0.61 |
六、实验结论
实验结果验证了经典堰流公式的适用性，并为实际工程提供可靠的参考信息。

值得注意的是，由于本实验的简化条件，实验结果与实际情况可能有所出入，需要结合实际工程情况进行分析。

本实验通过实验操作练习和数据处理方法的学习，使学生对剖面堰和宽顶堰的溢流特性有了更深入的认识，提高了学生的实验技能和分析能力。

同时也掌握了一定的实用堰流公式的计算方法，对于今后从事水利工程领域的研究、设计和实际应用有着很重要的意义。