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<，为薄壁堰流；<δ/H<，为实用堰流；<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。

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。

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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=σc·m·b·(2g)·=σc·M·b·

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m——自由溢流的流量系数，与堰型、堰高等边界条件有关σc——侧收缩系数

M=m·(2g)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)·=M·b·

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～kPa，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。

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：

ld=

式中D=q2/(g·p3)

q--堰口单宽流量，q=Q/b，m3/(s·m)

p--跌水墙高度，m

g--重力加速度，m/s2

上式中各参数已知，可计算出跌水水舌长度ld，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～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 m，堰口为弧线形，长度b= m，堰顶宽δ= m，跌水台阶宽度l t=。

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= kPa，根据堰流的出口形式，流量系数M=1 ，因此试算流量：

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=×10-3 m3/(s·m)

由此得

D=q2/(g·p3)= 3×10-7

跌水水舌长度：

l d=××P=