水力自动翻板闸门过闸流量公式

1、文章编号:100727596(2001 0120065203水力自动翻板闸门过闸流量公式于国兴1, 刘玉霞1, 李孟黎2(1. 佳木斯市水利勘测设计研究院, 黑龙江佳木斯,154000;2. 黑龙江省水利水电勘测设计研究院, 黑龙江哈尔滨150080摘要:应用水力自动翻板闸门的模型实验数据, 提出了其运行过程中过闸流量计算公式, 并对已有的全开后过闸流量公式进行了验证。关键词:翻板闸门; 薄壁堰流; 闸下孔流; 过闸流量中图分类号:T V66文献标识码:A收稿日期:2000-10-31作者简介:于国兴, 男, 工程师水力自动翻板闸门是一种借水力和自重作用随流量的变化, 在一定条件下自动启闭的门

2、型。自50年代以来, 在我国广西、湖南、浙江、内蒙、江苏、山东、辽宁、吉林和黑龙江等20多个省区均有应用, 目前其设计理论及故障分析处理处于发展完善阶段; 对于该种门型的流量公式, 文献1开情况, 进行研究。因此, 1闸门运行过程中过闸流量计算闸门在开启和关闭的整个过程中, 均在门上和门下同时泄流, 因此, 可以把该闸门过流流态归结为闸门上部薄壁堰流和闸下孔流的叠加。111薄壁堰流因下游水位远小于上游水位, 故其流量按非淹没状态计算, 计算公式2为:Q 堰=m 0B (2g 015h 115(1 式中:Q 过堰流量,m 3s ; B 堰宽,m ; h 堰上水深, m ; m 0流量系数, m

3、0=01403+01053h P +010007h ; P 堰高,m 。112闸下孔流。按平板闸下孔流量公式3计算:Q 孔=s u 0BeGH 0(2 式中:s 淹没系数; B 闸净宽,m ; H 闸前水深,m ; e 闸门开度,m ; H 0闸前水头,m ;u 0流量系数, u 0=016-01176e H 。113过闸流量计算Q =Q 堰+Q 孔(3式中:、正常数, (3 式, 且(2 式中H 0用H :Q =CB H115(4式中:C =b 0u 0e H +b 1m 0(h H 115b 0=g b 1=g系数b 0和b 1可根据数理统计原理, 利用上游来流量, 闸门开度及门前水深等实

4、测数据回归分析求出, 试验数据见表2。114回归分析过程411411建立一元线性回归方程Y =b 0+b 1X(5式中:Y =Q (Bu 0e X =m 0h 115(u 0e H 11412求解一元线性回归方程编制程序经电算得:b 0=1341331(s 或412479(s b 1=751202(s 或213781(s 11413线性回归的显著性检验经过计算得方差分析表(见表1因为F =2861335µ6185, 因此, 变量X 和Y 有极显著的线性影响, 可以说建立的回归方程是有效的。闸门全开后过闸流量计算:(下转第68页562001年第1期1,2001黑龙江水利科技Heilon

5、gjiang Science and T echnology of W ater C onservancy3其它几个问题311关于切向冻胀力的防治措施无论是埋深法换置法或是封闭法, 若基础尺寸较小, 还存在有切向冻胀力, 见图一、二、三中的。因为基座外侧的土还存在冻胀变形, 因此处理平面范围(特别是保温法 要扩大至基座以外的一个H 值, 才能最终消除切向冻胀力, 见图6 。图6基座平面处理范围312根据最大法向、切向冻胀应力的位置决定处理深度h根据有关资料实测表明12, 冻胀应力沿冻深分布是不均匀的, 最大值发生在冻渠23的位置。如当地冻渠为118m , 则最大冻胀应力在地面下110112m

6、左右, 许多野外堪探冻土坑可见, 此处的冰晶体集聚得最多, 春季翻浆路基探坑也表明此处含水量接近液限。相对而言冻深底部的13土壤中冰晶体少, 故其冻胀应力也就小。因此在各种处理措施中, 其换置深度、埋砌深度、封闭包裹深度(均用h 表示 可采用23冻深H 值, 即h =23H , 就可达到防治冻胀的目的。参考文献:1“渠系工程抗冻胀设计规范”年水利水电出版社2“, 洪有纬,1996(上接第65页表1变差来源均方F 值F 回归160130596160剩余1111511010618562861335F 0101(1,110 =61854235075111采用文献中的流量计算公式:Q =s c 闸mB

7、2gH 115(6式中:s 淹没系数; c 侧收缩系数; 闸闸门潜卧于水中的影响系数; m 流量系数, m =0132+0101(3-P H (0146+0175P H , 其于符号意义同前。公式计算结果见表2:表2闸门全开时过闸流量实测与计算比较表组号门前水深实际过闸流量公式计算流量误差(mm -3m 3s-3m 3s(% 1116151315912191-510211915141671513441631151314138141591144121111519115163-1185120131518215149-2116119171515815138-1137125121619316138-3128124141615016124-1169116131513614177-31810116181512414186-215应用此公式, 流量计算误差在5%以内, 平均误差1128%, 所以闸门在全开状态下应用此公式计算过闸流量是合适的。综上所述, 水力自动翻板闸门在运行过程中, 采用本文提出的公式(4 式计算过闸流量, 当闸门全开后, 采用已有公式(6 计算过闸流量, 应该是适宜的。参考文献:1莫导贤等. 水力自控翻板闸门广西人民出版社,19852吴持恭. 水力学(下册 高等教育出版社,19913清华大学水力学教研组. 水力学(下册