随着水利工程的发展,在改造或新建水工建筑物的过程中,由于地势、地形条件、河床演变及来、泄水要求的约束,就堰的布置形式来说,出现了一些新型堰,斜交堰是其中一种,且分流堰大多为斜交堰。河道中宽顶堰应用广泛,但目前对于斜交堰的研究大多为薄壁堰,针对宽顶堰的很少,因此对斜交宽顶堰水力特性的研究十分必要。为增加宽顶堰的自身调流性能,提出了V型堰面,来调节过堰水流分布情况。本文通过物模试验,对比分析正交宽顶堰、正交V型宽顶堰、斜交宽顶堰、斜交V型宽顶堰的水流特性及过流能力,丰富了新堰型过流的水流运动理论,同时拟合了新堰型的流量系数公式,为相关工程提供一定参考价值。本研究采用物模试验方法,观测各堰型的水流流态,利用PIV测流技术、流速仪及测针对堰前、堰顶、堰后流速及水位进行测量,对比分析各堰型水位及流场的分布规律和过流能力。本试验按堰型分为四组,每组按堰高、流量和下游水深分为20个工况,共计80个。分析试验结果,得到成果如下:(1)在自由出流条件下,流量相同时,下游水跃淹没系数:斜交V型宽顶堰>斜交宽顶堰;斜交V型宽顶堰<正交宽顶堰<正交V型宽顶堰。与正交堰相比,斜交堰下游水跃淹没系数较小,而V型堰面的设计提高了下游水跃淹没系数。(2)斜交V型宽顶堰过流时,堰前水流主流线偏向于水槽左侧,横向存在水位差,上游至堰顶消落水头左岸大于右岸,堰后右岸水位高于左岸,且波动较大。在流量一定时,斜交V型宽顶堰下游水位随堰高的增加而减小。(3)斜交V型宽顶堰流速分布不均匀,堰前流速从左到右逐渐减小,最大流速出现在左侧;堰高越小,流量越大,堰前三角区域各垂直断面流速分布越均匀;与斜交宽顶堰相比,堰后流态较为平稳,仅在单宽流量较大时,右侧跃后水流处于急流状态,对岸边及河床具有一定威胁性。(4)斜交V型宽顶堰的上游流线与水槽宽度方向垂直,在堰前三角区域内,流线开始发生偏转,堰高越大,流量越小,偏转角度越大。各工况下流线的偏转角度均小于堰角,并未与堰轴线相垂直。(5)淹没度在0～0.8范围内,各堰型的过流能力随淹没度的增加基本保持不变,过流能力:斜交V型宽顶堰>正交宽顶堰。淹没度超过0.8时,各堰型过流能力减小,斜交V型宽顶堰的减幅小于正交宽顶堰。在淹没度为0且流量较小时,斜交宽顶堰的过流能力小于正交宽顶堰,发生失效;在本试验流量范围,斜交V型宽顶堰相对于正交V型宽顶堰未发生失效,过流能力:斜交V型宽顶堰>正交V型宽顶堰>正交宽顶堰。(6)随相对堰高的增加,斜交V型宽顶堰的流量系数总体上呈减小趋势,且变幅随之减小。(7)利用数学方法分别拟合了正交V型宽顶堰和斜交V型宽顶堰的流量系数公式,计算值均在±5%的误差范围内,拟合效果较好。