第109集丨堰的防洪原理
在河流中修建简单的挡水结构——堰,就能起到防洪作用,这是为什么呢?原理在于:雨季大量降水导致河流水位上涨,易淹没沿岸居民;若在河流适当位置修建堰,就能降低下游水位,从而减少洪水发生概率。这其中的原理可通过流体力学解释。根据流体力学中的伯努利原理,流体的总能量在流动过程中是守恒的。当水流经过堰时,上游水位升高,水的动能转化为势能;而下游水流则由势能转化为动能,导致流速加快。由于总能量保持守恒,上游水位升高后,下游水流速度增加,水位便会降低。通过实验可见:从堰上流过的水位高度为2厘米,而其下游水位仅为4毫米,下游水位较上游上涨高度减少了近80%。堰的顶部通常设计为锯齿形状,相比直线型堰,锯齿结构能成倍提升过水能力。生活中,你还在哪些地方见过堰的应用呢?