跌水水景流量设计

跌水水景在小区水景中为常见的一种表现形式，水量控制是其中的一个关健点•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。

关健字:水景？?跌水跌水水景

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S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S /HvO.67为薄壁堰流；0.67< S /H<2.5为实用堰流；2.5< S /H<10为宽顶堰流；

S /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vO落下时，它会产生一个长度为Id的水舌。若Id大于跌水台阶宽度It，则水景水流会跃过跌水台阶；若Id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。

水景中的跌水水景设计(二)

跌水水景在小区水景中为常见的一种表现形式，水量控制是其中的一个关健点•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。

关健字:水景？?跌水跌水水景

1.1跌水水景流量计算

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=c c • m- b • (2g)0.5 • H1.5= c c • 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=H0u 02/2g

式中u 0―-亍进流速m――自由溢流的流量系数，与堰型、堰高等边界条件有关 c c艸攵缩系数

M=m (2g)0.5当堰口为矩形时，侧收缩系数cc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 H-1.5=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；b为堰口净宽，为已知，因此要求出水景流量Q,关键要确定出堰前水景水头H，堰前水景水头一般先凭经验选定、试算。通常H的初试值可选为0.2〜0.4kPa,当水景堰口为直角时宜取上限，堰口为斜角或圆角时取下限。H初值选定后，根据上述计算式算出跌水水景流量Q,由于Q值为试算结果，还须根据跌水水景水舌的长度对Q 的大小作进一步的校核和调整。

1.2校核水景水舌长度

根据水力学的计算公式，溢流堰的跌落水景水舌长度为：

式中D=q2/(g p3)

q--堰口单宽流量，q=Q/b，m3/(s m)

p--跌水墙咼度，m

g--重力加速度，9.81m/s2

上式中各参数已知，可计算出跌水水舌长度Id，为了防止水舌跃过跌水台阶或贴着跌水墙，同时考虑到水舌落到跌水台阶(宽度为lt)上引起溅射，一般ld应在0.1〜2/3lt(m)之间，如计算的ld不在此范围内，则应调整堰前水深，重新试算流量Q,并按上述步骤校核ld直至满足要求。

一般情况下，跌水水景流量越小则ld越小，消耗的动力越小，对降低水景的长期运转费用十分有利。有时，当计算出的ld较小，又不想增大Q时，可以

在溢流堰的出口增加一段檐口，以改善堰流的出流条件，防止水流贴壁。

跌水水景中的计算实例

某宾馆根据其地形条件在大堂内设计一溢流式跌水景，为扇形结构，第一级跌水高度P为2.1m,堰口为弧线形，长度b=14.65m,堰顶宽S =0.15m,跌水台阶宽度l

t=0.7m。

2.1计算跌水流量Q

根据宾馆大堂环境的要求，跌水流量不须太大，因此，初始选定堰前水头

H=0.2kPa,根据堰流的出口形式，流量系数M=1417.4,因此试算流量：2.2校核跌水水舌

l d根据试算流量Q可求出跌水景溢流口的单宽流量：

q=Q/b=4.007 x 10-3m/(s - m)

由此得

D=6/(g ・p 3)=1.7673 x 10-7

跌水水舌长度：

l d=4.30 XD0.27x P=0.136m

0.1

流量可作为选用跌水景循环水泵的依据。