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feat: Add V-notch broad-crested weir discharge formula

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# Triangular weir formula
# V-notch weir formula
T1 caracterized by:
![Perspective view of a triangular weir](dever_triang.png)
* \(C_d\): discharge coefficient
* \(\alpha\): half angle at the apex of the triangle
* \(Z_d\): elevation of the tip of the triangle
*Perspective view of a triangular weir (from CETMEF, 2005[^1])*
## Formula
## Free flow formula
$$Q = C_d * tg \frac{\alpha}{2} \left ( Z_{am} - Z_d \right )^{2.5}$$
$$Q = C_d * \tan \left( \frac{\alpha}{2} \right) \left ( Z_{1} - Z_d \right )^{2.5}$$
Thin wall weir: \(C_d\) = 1.37
Avec:
Thick weir without contraction (rounded \(r > 0.1 * h1\)): \(C_d\) = 1.27
* \(C_d\) : discharge coefficient
* \(\alpha / 2\) : half-angle at the apex of the triangle
* \(Z_1\) : upstream water elevation
* \(Z_d\) : spill elevation at the tip of the triangle
Triangular profile weir: (1/2 upstream, 1/2 or 1/5 downstream): \(C_d\) = 1.68 and 1.56
The discharge coefficient \(C_d\) depends, among other things, on the thickness of the weir:
- Sharp-crested weir : \(C_d\) = 1.37
- Broad-crested weir (rounded off \(r > 0.1 * h1\)) : \(C_d\) = 1.27
- triangular profile weir : (1/2 upstream, 1/2 or 1/5 downstream) : \(C_d\) = 1.68 and 1.56
## Submergence of a V-notch sharp-crested weir
The weir is submerged as soon as \(Z_{2} > Z_{d}\) and [the Villemonte reduction coefficient](villemonte_1947.md) is then applied to the discharge calculated in free flow.
## Submergence of a V-notch broad-crested weir
Submergence occurs for \(h_2 / h_1 > 4 / 5\) with \(h_1 = Z_1 - Z_d\) and \(h_2 = Z_2 - Z_d\), and with \(Z_2\) the downstream water elevation.
The reduction coefficient proposed by Bos (1989) [^2] is then applied:
![Submergence reduction factor for a V-notch broad-crested weir (from Bos, 1989 [^2])](dever_triang_abaque_bos.png)
*Submergence reduction factor for a V-notch broad-crested weir (from Bos, 1989 [^2])*
The abacus is approximated by the following formula:
$$K_s = sin(3.9629 (1 - h_2 / h_1)^{0.575})$$
[^1]: CETMEF, 2005. Notice sur les déversoirs : synthèse des lois d’écoulement au droit des seuils et déversoirs. Centre d’Études Techniques Maritimes Et Fluviales, Compiègne.
[^2]: Bos, M.G., 1989. Discharge measurement structures., 3rd edition. ed, Publication. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands.
docs/en/calculators/structures/dever_triang.png

46.2 KiB

docs/en/calculators/structures/dever_triang_abaque_bos.png

100 KiB

# Formule du déversoir triangulaire
T1 caractérisé par :
![Vue en perspective d'un déversoir triangulaire](dever_triang.png)
*Vue en perspective d'un déversoir triangulaire (d'après CETMEF, 2005[^1])*
## Formule du déversoir dénoyé
$$Q = C_d * \tan \left( \frac{\alpha}{2} \right) \left ( Z_{1} - Z_d \right )^{2.5}$$
Avec:
* \(C_d\) : coefficient de débit
* \(\alpha\) : demi-angle au sommet du triangle
* \(\alpha / 2\) : le demi-angle au sommet du triangle
* \(Z_1\) : cote de l'eau à l'amont du seuil
* \(Z_d\) : cote de déversement de la pointe du triangle
## Formule
Le coefficient de débit \(C_d\) dépend notamment de l'épaisseur du déversoir:
- Déversoir en mince paroi : \(C_d\) = 1.37
- Déversoir épais sans contraction (arrondi \(r > 0.1 * h1\)) : \(C_d\) = 1.27
- Déversoir à profil triangulaire : (1/2 amont, 1/2 ou 1/5 aval) : \(C_d\) = 1.68 et 1.56
## Ennoiement d'un seuil triangulaire mince
Le seuil est noyé dès que \(Z_{2} > Z_{d}\) et [le coefficient de réduction de Villemonte](villemonte_1947.md) est alors appliqué sur le débit calculé en régime dénoyé.
## Ennoiement d'un seuil triangulaire épais
L'ennoiement a lieu pour \(h_2 / h_1 > 4 / 5\) avec \(h_1 = Z_1 - Z_d\) et \(h_2 = Z_2 - Z_d\), et avec \(Z_2\) la cote de l'eau à l'aval du seuil.
Le coefficient de réduction proposé par Bos (1989)[^2] est alors appliqué:
![Coefficient d'ennoiement pour un déversoir triangulaire à crête épaisse (d'après Bos, 1989 [^2])](dever_triang_abaque_bos.png)
*Coefficient d'ennoiement pour un déversoir triangulaire à crête épaisse (extrait de Bos, 1989 [^2])*
$$Q = C_d * tg \frac{\alpha}{2} \left ( Z_{am} - Z_d \right )^{2.5}$$
L'abaque est approché par la formule suivante :
Déversoir en mince paroi : \(C_d\) = 1.37
$$K_s = sin(3.9629 (1 - h_2 / h_1)^{0.575})$$
Déversoir épais sans contraction (arrondi \(r > 0.1 * h1\)) : \(C_d\) = 1.27
[^1]: CETMEF, 2005. Notice sur les déversoirs : synthèse des lois d’écoulement au droit des seuils et déversoirs. Centre d’Études Techniques Maritimes Et Fluviales, Compiègne.
Déversoir à profil triangulaire : (1/2 amont, 1/2 ou 1/5 aval) : \(C_d\) = 1.68 et 1.56
[^2]: Bos, M.G., 1989. Discharge measurement structures., 3rd edition. ed, Publication. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands.
docs/fr/calculators/structures/dever_triang.png

46.2 KiB

docs/fr/calculators/structures/dever_triang_abaque_bos.png

100 KiB

......@@ -35,6 +35,7 @@
"SeuilRectangulaire_WeirVillemonte": "structures/kivi.html",
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"SeuilTriangulaire_TriangularWeirFree": "structures/dever_triang.html",
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}
},
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"select_loidebit_SeuilRectangulaire_WeirSubmergedLarinier": "Submerged slot (Larinier 1992)",
"select_loidebit_SeuilRectangulaire_WeirVillemonte": "Villemonte 1947",
"select_loidebit_SeuilTriangulaire_TriangularWeirFree": "Triangular weir (Villemonte)",
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"select_loidebit_SeuilRectangulaire_WeirSubmergedLarinier": "Fente noyée (Larinier 1992)",
"select_loidebit_SeuilRectangulaire_WeirVillemonte": "Villemonte 1947",
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......
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"SeuilRectangulaire_WeirSubmerged": "structures/seuil_noye.html",
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"select_loidebit_VanneRectangulaire_RectangularOrificeFree": "Vanne dénoyée",
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"INFO_LOIDEBIT_WeirSubmergedLarinier": "Submerged slot (Larinier 1992)",
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"INFO_LOIDEBIT_TriangularWeirFree": "Triangular weir (Villemonte)",
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"INFO_LOIDEBIT_WeirSubmergedLarinier": "Fente noyée (Larinier 1992)",
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"INFO_LOIDEBIT_TriangularWeirFree": "Déversoir triangulaire mince (Villemonte)",
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"INFO_LOIDEBIT_GateCem88d": "Déversoir/Orifice Cemagref 88",
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......
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