堰
堰或低頭的大壩是整個河流寬度的障礙，它改變了水的流動特徵，通常會導致河流高度的變化。堰也用於控制湖泊，池塘和水庫的水流的水流。有許多堰的設計，但通常水流在堰頂的頂部，然後層疊到較低的水平。關於什麼構成堰，沒有一個定義，而一個英語詞典只是將堰定義為小水壩。
堰還可以參考大多數地下游泳池中發現的撇油器，該游泳池控制著被拉入過濾系統的水流。
詞源
這個詞可能起源於中英語，是古老的英語，是動詞werian根源的衍生物，意思是“捍衛，大壩”。德國同源是Wehr ，這與英語堰相同。
功能
通常，堰用於防止洪水，測量水排出，並幫助使河流更加行駛。在某些位置，術語DAM和Weir是同義詞，但通常在結構之間有明確的區別。通常，大壩專門設計用於牆壁後面的水，而堰則旨在改變河流的特性。
大壩和堰之間的一個共同區別是，水在堰的頂部或下面的頂部流過至少一定長度。因此，大壩上的溢出溢洪道的波峰可以稱為堰。堰的大小可以水平和垂直變化，最小的高度只有幾厘米的高度，而最大的可能是高達數百米長的數百米。下面概述了一些常見的堰目的。
流量測量
堰症允許水文學家和工程師一種簡單的方法，用於測量中小型溪流/河流或工業排放位置的體積流量。由於已知堰頂的幾何形狀，並且所有水流在堰上，因此堰後面的水深度可以轉化為流動速率。但是，這只能在所有水流過堰頂的頂部（而不是側面或穿過導管或水槽）的位置，而在將流過波峰的水遠離結構的位置。如果不滿足這些條件，則可能使流量測量變得複雜，不准確甚至不可能。
排放計算可以總結為
在哪裡
但是，該計算是一種通用關係，並且可以為許多不同類型的堰提供特定的計算。如果要保持準確性，則必須妥善維護流量測量。
流過V型堰
v-notch堰（在ft 3 /s中）上的流量由Kindsvater-shen方程式給出：
在哪裡
- Q是ft 3 /s中流體的體積流量，
- G是由於ft/s 2 m的重力而引起的加速度
- C E是Shen 1981 ，第1頁中給出的流動校正因子。 B29，圖12，
- θ是v-notch堰的角度，
- h是v-通道底部上方的流體高度，
- K是Shen 1981 ，第1頁中給出的頭部校正因子。 B20，圖4。
侵入物種的控制
由於堰是一個物理障礙，它們可以阻礙魚和其他動物在河上的縱向運動。這可能會對作為其繁殖週期的一部分遷移的魚類產生負面影響（例如，鮭魚），但它也可以作為防止上游侵入性物種的一種方法。例如，大湖地區的堰有助於防止侵入性的海七lamp蟲在上游上游定居。
水車
磨坊池塘是由墓穴創建的，該堰的污垢然後流過結構。然後，由水高度變化產生的能量可以用來為水車和電動鋸木廠，磨輪和其他設備供電。
防洪和改變河流條件
堰通常用於控制高排放期間河流的流速。可以改變閘門門（或在某些情況下，在某些情況下是堰頂的高度），以增加或減少下游流動的水量。為此目的的堰通常是城鎮和村莊上游的，可以自動化或手動操作。通過減慢水的速度甚至略微向下游移動的速度，可能會對洪水的可能性產生不成比例的影響。在較大的河流上，堰還可以改變水路的流動特性，以至於由於極端的電流或渦流而導致的船隻能夠導航以前無法進入的區域。許多較大的堰將具有構造功能，使船隻和河流使用者可以“射擊堰”，並通過向上或向下的溪流導航而無需離開河流。為此目的建造的堰在泰晤士河上尤為常見，大多數位於河的45個鎖附近。
問題
生態
由於堰扣在其背後的水並改變了河流的流動狀態，因此它可能會影響當地的生態學。通常，上游的河流速度降低會導致淤積增加（在河底上的細顆粒和粘土顆粒的沉積），從而減少了水氧含量，而無脊椎動物的棲息地和魚產生的地點。氧氣含量通常一旦水經過堰峰（儘管可以是過高的氧氣），但氧氣含量通常會恢復正常，儘管河流速度的增加可能會掃射河床，從而導致侵蝕和棲息地損失。
魚類遷移
堰可以對魚類遷移產生重大影響。任何超過物種可以跳躍或產生無法繞過的流動條件（例如，由於水速度過高）有效地限制了魚可以遷移的最大點。在某些情況下，這可能意味著大量的繁殖棲息地丟失了，隨著時間的流逝，這可能會對魚類種群產生重大影響。
在許多國家 /地區，現在是一項法律要求，將魚梯子建造成堰的設計，以確保魚可以繞過障礙並進入上游棲息地。與大壩不同，堰通常不會阻止下游魚的遷移（因為水流在頂部並允許魚繞過該水中的結構），儘管它們可以產生傷害幼魚的流動條件。最近的研究表明，導航鎖還有可能為包括貧窮游泳者在內的一系列生物群島提供增加的訪問權限。
安全
即使堰周圍的水通常看起來相對平靜，但它們可能是極其危險的乘船，游泳或涉水的地方，因為下游一側的循環圖案（通常稱為液壓跳躍）可以無限期地淹沒一個人。這一現像是劃獨木舟，皮划艇運動員和其他時間在河流上的其他人眾所周知的，他們甚至在堰上有一個卑鄙的名字：“溺水機器”。俄亥俄州DNR建議受害者應該“將下巴塞在下巴，將膝蓋纏在胸前，雙臂纏繞在胸前。沸騰並由液壓釋放。”賓夕法尼亞州警察還向受害者建議：“ curl縮，向下潛水，下游游泳或爬行”。當液壓跳躍吸入空氣時，大壩和沸騰線之間的水的浮力將降低30％，如果受害者無法漂浮，在大壩的底部逃脫，可能是生存的唯一選擇。
常見類型
有許多不同類型的堰，它們可以從幾乎沒有引人注目的簡單石材結構到需要廣泛管理和維護的精心製作和非常大的結構。
新西蘭沃克沃思的寬闊堰
在英國赫特福德郡的Dobbs Weir上，一系列複雜的寬界和V型堰系列
寬闊
寬闊的堰是一種平坦的結構，水經過覆蓋大部分或所有通道寬度的波峰。這是全球發現的最常見的堰之一。
化合物
一個複合堰是任何將幾種不同設計組成的堰。它們通常是在河流有多個用戶可能需要繞過結構的位置中看到的。一個常見的設計是堰的大部分長度寬寬，但有一個堰停止或“開放”的部分，以便小船和魚可以穿越結構。
v-notch
凹槽堰是任何堰，物理屏障顯著高於水位，除了切入面板的特定缺口（通常為V形）。在正常流動時，所有水都必須穿過凹口，簡化流量計算，在洪水時，水位可以上升並淹沒堰，而不會對結構進行任何改變。
多項式
多項式堰是一種堰，其幾何形狀由任何順序n的多項式方程定義。實際上，大多數堰是低階多項式堰。標準的矩形堰是零階的多項式堰。三角形（V-Notch）和梯形堰是一個順序。高階多項式堰正在提供更廣泛的頭部分離關係，因此可以更好地控制湖泊，池塘和水庫的流量。