闸孔出流定线方法浅谈

万福闸淹没孔流历年来一直采用堰闸流量系数法推流,由于受到闸门开启高度和下游潮汐涨落影响,关系曲线点据下部密集,上部稀少,点据分布极不均匀。笔者通过对堰闸流量定线方法的简要综述,详细介绍堰闸流量系数法与堰闸过水平均流速法在万福闸孔流推流中的具体应用,并通过误差精度和相关关系的分析比较,判别出适合万福闸孔流推流的定线方法。     

刘家道口节制闸泄流曲线研究

根据刘家道口闸开闸泄水以来2008—2011年积累的实测水文资料,利用水工建筑物测流SL20—1992规范公式对刘家道口闸泄流量进行分析计算,分别计算包括行近流速的过闸流量和不计行近流速的过闸流量,两者进行对比,得出考虑行近流速水头计算的过闸流量偏大,结合实际情况考虑李庄闸回水影响得出了比较适合刘家道口节制闸运行情况下的堰流、孔流流量系数计算公式。结合ADCP实测流量点据,绘出了刘家道口节制闸自由式孔、堰流泄流曲线,淹没式孔、堰流泄流曲线。     

闸孔出流流量推算方法研究

针对传统的孔流情况下流量系数关系曲线受闸门开启高度影响及关系曲线底部点据密集,上部稀少,点据分布极不均匀,不利于中上部系数分析等特点,提出了用闸上下水位差(或闸上水头)与闸孔过水断面平均流速建立相关关系来定线推流.所定关系曲线具有上下点据分布均匀,相关关系较高,无系统性偏差,且不受闸门变化的影响等优点,且此方法计算方便,推流简单,可推广应用于同类型无流量系数的拦河闸推求其孔流情况下的流量及过水量.     

调水工程输水渠道堰闸流量计算方法探讨

调水工程输水渠道堰闸流量计算方法的准确性是运行调度数字化、信息化的关键水力条件。传统的堰闸流量计算方法是先进行孔流、堰流判别,再根据相应的经验公式进行计算,其孔、堰流判断条件为闸门的相对开度e/H。经试验研究及理论分析论证认为:传统计算公式中以e/H=0.65作为宽顶堰孔流与堰流的判断条件,仅适用于自由出流状态。调水工程输水渠道堰闸工程正常运行条件一般为大淹没孔流,传统方法计算流量误差较大。通过系列模型试验数据的拟合,提出了特定条件下调水工程堰闸流量计算方法。     

逐步图解法淹没式堰流公式推流的使用范围

堰闸水文站出现淹没式堰流时可以使用逐步图解法定线推流,但小水位差时用自记水位推流,计算流量的误差可能很大。通过对淹没式堰流计算流量的不确定度的分析计算,得到水位差的百分不确定度XΔz,根据计算流量的不确定度要求,推算得到满足计算流量不确定度要求的水位差的范围:对于开宽大于2.0 m、下游水头大于0.5 m的堰闸站出现淹没式堰流时,只有水位差大于0.14 m时,才能使用自记水位推流。     

淹没式堰流逐步图解法定线推流自记水位的使用范围

堰闸水文站出现淹没式堰流时可以使用逐步图解法定线推流,但小水位差时用自记水位推流,计算流量的误差可能很大.通过对淹没式堰流计算流量的不确定度的分析计算,得到水位差的百分不确定度,根据计算流量的不确定度要求,推算得到满足计算流量不确定度要求的水位差的范围:对于开宽大于2.0m、下游水头大于0.5m的堰闸站出现淹没式堰流时,只有水位差大于0.14m时,才能使用自记水位推流.     

平底闸及闸室驼峰堰的水力特性

从理论上论证平底闸的水力特性及闸室中驼峰堰、驼峰堰的相对位置对流量系数的影响,分析各种计算泄流能力(只考虑自由出流情形)的常用方法,并对这些计算方法进行比较。结果表明:布置合理的闸型,可提高闸的泄流能力;平底闸闸室内加设驼峰堰,对提高流量系数的作用很大,但驼峰堰在闸室中所处的位置对提高流量系数的作用是不同的;驼峰堰加在闸室中部靠前的部位是最佳的布置形式。     

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。     

弧形闸门开启过程非恒定流流量系数研究

为探究非恒定流流量系数特点,采用RNG k-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y形宽尾墩表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究,根据过闸流量滞后的特点,将闸后水流分为滞后式、过渡式和平稳式3种流态。分析了闸门开启过程中水流流态及非恒定流流量系数与闸门开启速度和溢流堰顶水头的关系,指出非恒定流流量系数随闸门开启速度的加快及堰顶水头的降低而减小,并给出不同开启速度和堰顶水头情况下适于过渡式及平稳式水流的流量系数经验公式。部分结果与试验结果进行对比,吻合良好,验证了数值方法的可靠性。     

堰闸自由孔流流量计算的一种间接方法

以自由孔流、自由堰流同流量闸上游水头差为参数，并根据水力学原理推导出孔流上游水民其参数之间成直线关系，从而可和堰流公式推求孔流流量闸上游水头差为经实测验证，精度较高，为自由孔流流量推求提供一条间接计算途径。