宽顶堰平板闸门闸孔出流水力计算的实验研究

在水闸运行中经常会遇到各种实际问题,如准确计算下泄流量、流态判别、确定已知泄流量下的上下游水位等。为使平板闸门过闸流量计算准确又方便,根据平板闸门下宽顶堰模型实测数据,对闸孔出流的不同流态进行分析,提出了闸孔淹没出流的简易判别方法并用数学回归分析得到精度较高的自由出流、淹没出流流量计算公式,可供工程水力计算参考。更多还原     

浅谈淹没宽顶堰的流量计算

本文研究了常用的两个淹没宽顶堰流量公式，说明采用具有淹没系数的公式计算流量的合理性，并据苏联Ａ．Ｐ．别列金斯基试验测定的淹没系数δ与淹没度ｈ下／Ｈｏ关系表，建立了切近的表达式，利用该表达工妈阿作淹没宽顶堰的流量计算。     

蚌埠闸扩建工程高淹没堰流问题分析

本文通过对蚌埠闸扩建工程中新老闸泄流能力的计算分析，对常用的淹没堰流计算公式[《水闸设计规范》（SD133－84）]和考虑逆向落差的淹没堰流计算公式进行了对比分析，指出了规范公式在计算高淹没堰流时误差较大的原因，提出了对高没堰流计算的意见和建议。     

高淹没度下低堰泄流能力初步研究

在宽河谷低水头水利工程中,溢流坝广泛采用了低堰作为泄流建筑物.其泄流能力比高堰低,尤其在较大淹没情况下,随淹没度的增加,流量系数加剧降低.结合湖南几个低水头工程的模型试验资料和实际运行资料,初步探讨了高淹没度下临界淹没度、淹没度、下游堰高等因素对低堰泄流能力的影响.提出了一定条件下高淹没度与低堰淹没系数的经验公式,并验证了公式的计算精度和适用范围.     

平底闸扩孔后堰流流量系数变化初探

本文依据安徽省巢湖闸扩孔前后淹没堰流的实测流量资料，分析扩孔前后淹没堰流流量系数的变化，初步得出平底闸扩孔后淹没式堰流在同一水力条件下流量系数变化的一般规律，供有关部门在防洪调度时参考。     

小河新闸闸孔淹没出流流量计算方法研究

通过对常州沿江口门的调查分析,发现现有的大型口门均设站监测,但小口门缺少实测水文资料,不能掌握其实际引水量。为了能以简便实用的方法计算出小口门的水量,对小河新闸过水情况进行分析,通过在一潮推流法的基础上开展淹没堰闸流量公式计算的研究,掌握其计算原理及方法,并对结果进行合理性分析。     

三河闸淹没式堰流水位流量关系初探

三河闸节制闸作为洪泽湖洪水出流的主要水利工程,在其控制运行中多次出现淹没式堰流流态,为了能够更合理地掌握水工建筑物的出流规律,使流量推求更加精确,根据三河闸淹没式堰流流态下的历年实测流量资料,对其测验数据进行分析并率定出三河闸淹没式堰流的水位流量关系曲线。     

基于流态辨识的弧形闸门过流计算

过闸流量的精确计算是实现调水工程闸门自动控制、调度运行系统仿真和工程适时、适量供水的重要前提。在闸后收缩断面为低弗劳德数(约Fr1.7)的淹没孔流条件下,现有弧形闸门过流计算的经验系数模型和量纲分析模型流量预测误差较大。基于已有试验数据分析,研究提出了闸孔淹没出流的高Fr区和低Fr区的流态辨识参数——综合能耗系数Er,定义为相对开度e/H和潜流比Xr之和,即Er=e/H+Xr,相应的流态辨识方法为:Er1为高Fr的部分淹没孔流,Er≥1为低Fr的完全淹没孔流。针对闸孔出流的不同流态,即自由孔流、部分淹没孔流和完全淹没孔流,分别建立相应的流量计算模型,采用最小二乘辨识进行模型参数的估计,实例验证表明流态辨识模型整体的预测精度较高,80%预测流量的相对误差|EQ|±10%,且EQ近似呈正态分布。本文提出的流态辨识方法和计算模型为过闸流量的精确计算提供了新的思路和方法。     

淹没丁坝群壅水试验研究

根据流体力学理论，将非淹没丁坝的研究成果应用于淹没丁坝。结合试验资料，应用因次分析方法及动量方程，导得了对不同间距的淹没丁坝群的壅水计算式。计算结果与水槽中淹没丁坝群的实测资料相符合。     

淹没丁坝群壅水试验研究

根据流体力学理论，将非淹没丁坝的研究成果应用于淹没丁坝。结合试验资料，应用因次分析方法及动量方程，导得了对不同间距的淹没丁坝群的壅水计算式。计算结果与水槽中淹没丁坝群的实测资料相符合。     

无坎宽顶堰水噪声产生机理物理模型试验研究

为降低城市水利景观设施给人们生活带来的水噪声影响,利用物理模型试实验,研究了无坎宽顶堰在不同上游流量、不同下游水深、不同堰高的条件下水噪声的产生机理。对下泄水流产生的水噪声及堰趾产生的水压力进行测量,分析了水噪声和水压力的产生规律及二者之间的关系。结果表明：噪声值与压力值均会随上游流量和堰高的增加而增加,随下游水深的增加而减少。通过对试验数据进行分析,推测城市水利景观设施的水噪声主要是由两部分组成：一部分为下泄水流对堰趾冲击作用产生的水噪声;另一部分为水流自身紊动产生的水噪声。今后将分别对冲击水噪声及紊动水噪声展开研究,找出针对无坎宽顶堰的水噪声主动降噪措施。     

水力自控翻板闸门二维数值模拟研究

通过二维数值模拟研究了水力自控翻板闸门门顶门底同时淹没出流时的泄流能力,并结合以往翻板闸门工程水槽试验成果对计算结果进行分析。结果表明,计算结果拟合公式计算值和试验值较接近,可为翻板闸门的设计和运行中流量的估算提供参考。     

堰闸隧洞的泄流能力计算公式商榷

泄流能力是决定泄水建筑物尺寸大小的关键性问题，虽有设计手册可供查算，但很多模型试验的结果与设计差距很大。同样，大孔径隧洞的泄流能力也常发生较大设计误差。本文从水力学基本原理追索计算公式的合理性，并以模型试验资料验证，说明有些公式应加修正，测流控制断面应加明确，消能流态及其水头损失均应加考虑。最后还给出了堰闸淹没泄流的流量系数表达式和大孔径隧洞泄洪流量的计算公式。     

再论圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式

在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程设计规范的要求,并考虑工程实际情况,确定计算公式的工程适用范围。误差分析和计算实例表明:该公式形式简捷,精度较高,在工程适用范围内最大相对误差小于0.72%,可以方便工程设计人员在设计中直接使用。     

低地坪高潮位地区的雨水管道淹没出流计算

根据水力学理论,阐述了重力流雨水管道淹没出流的水力计算方法,并结合工程实例,介绍了低地坪高潮位地区雨水管道淹没出流的简化计算方法。提出低地坪高潮位地区的重力流雨水管道应优先采用小坡降、低流速、大管径系统,以尽可能降低水位壅高对管道的不利影响。     

高坝消力戽消能跃后共轭水深的计算

针对现有高坝消力戽消能计算十分繁琐的问题,考虑底挑圆弧离心力对收缩水深的影响,基于无量纲化理论、水力学基本理论和数学理论推导,给出了高坝消力戽消能计算基本方程。利用一元三次方程的卡当公式解分别给出了坎底收缩水深和跃后共轭水深的解析计算公式,并采用MatLab计算软件对跃后共轭水深与无量纲单宽流量、无量纲总水头以及消力戽底坎挑角的影响关系进行了计算研究。最后通过工程实例计算比较,认为推导的坎底收缩水深和跃后共轭水深计算式精度可靠,方便快捷,便于工程实际应用。     

沙质河床推移质输沙率计算研究

沙质河床推移质输沙计算无论在河流动力学的基本理论研究,还是在工程应用方面都有重要意义。本文回顾了前人主要研究成果,认为因推移质输沙率测验精度低而使现有公式多不适用于典型沙质河床,故在阐明推移质与悬移质泥沙交换运动机理基础上,借助因测验精度较高而在学科研究较成熟的悬移质含沙量垂线分布公式,通过向河底外延推求出推移质泥沙输沙率,并充分考虑泥沙粒径、水流强度及水力摩阻特性对沙质推移质输沙厚度的影响,得到了物理概念清晰、形式较为简明的沙质推移质输沙率公式。通过黄河细沙河床实测资料验证结果表明,本文建立的公式比前人推移质输沙率公式具有较高计算精度,可以应用到推移质输沙率测验精度不能保证的沙质河段的河床变形计算。     

静止浅水环境中铅垂紊动射流的试验研究

对静止均匀浅水域中的铅垂紊动射流进行了试验研究，得到了水面的隆起高度与射流出口单位能量和相对水深的函数关系，验证了隆起高度满足高斯分布，具有自相似性，并给出了统一表达式；借助于三维测速仪，得到了射流中心平面流场，结果表明射流中线流速的衰减比自由射流为快，随着射流出口流量的增加，射流出口处涡量亦增大。     

Numerical modeling of earthen dam breach due to piping failure

Based on model tests of earthen dam breach due to piping failure,a numerical model was developed.A key difference from previous research is the assumption that the cross-section of the pipe channel is an arch,with a rectangle at the bottom and a semicircle at the top before the collapse of the pipe roof,rather than a rectangular or circular cross-section.A shear stress-based erosion rate formula was utilized,and the arched pipe tunnel was assumed to enlarge along its length and width until the overlying soil could no longer maintain stability.Orifice flow and open channel flow were adopted to calculate the breach flow discharge for pressure and free surface flows,respectively.The collapse of the pipe roof was determined by comparing the weight of the overlying soil and the cohesion of the soil on the two sidewalls of the pipe.After the collapse,overtopping failure dominated,and the limit equilibrium method was adopted to estimate the stability of the breach slope when the water flow overtopped.In addition,incomplete and base erosion,as well as one-and two-sided breaches were taken into account.The USDAARS-HERU model test P1,with detailed measured data,was used as a case study,and two artificially filled earthen dam failure cases were studied to verify the model.Feedback analysis demonstrates that the proposed model can provide satisfactory results for modeling the breach flow discharge and breach development process.Sensitivity analysis shows that the soil erodibility and initial piping position significantly affect the prediction of the breach flow discharge.Furthermore,a comparison with a well-known numerical model shows that the proposed model performs better than the NWS BREACH model.