大和水闸过闸流量分析_吴门伍
水闸水力计算.
H—上游水深(m)
内河起排水位4.3m（85国际，下同），外江水位取平均高潮位3.99m，闸底板高程1.2m。（图1-1），应用宽顶堰流量公式推算设计流量：
由h/H=(3.99-1.2) / (4.3-1.2) =2.79/3.1=0.9查表得淹没系数为σ=0.83；由于为无坎高宽顶堰，流量系数m取0.385；n=4，b0=6m；侧收缩系数ε由下面三式进行计算：
第一次试算：
不计行近流速，H0=H=4.3-1.2=3.1m
第二次试算：
第三次试算：
满足精度要求，
取B=24m，即4孔6m，中墩宽为1为闸底板高程1.2m（85国标）
二、流量计算
1、设计流量计算
采用宽堰流量公式
式中：σ—淹没系数
ε—侧收缩系数
m—流量系数
ｎ—闸孔数
ｂ0—单孔净宽(m)
—堰顶全水头(m)
式中：σ—淹没系数
ε—侧收缩系数
—堰顶全水头(m)
m—流量系数
Q—过闸流量(m3/s)
v0—上游行近流速
H—上游水深
h/H=(3.99-1.2) / (4.3-1.2) =2.79/3.1=0.9
查表得淹没系数为σ=0.83
侧收缩系数ε定为1
流量系数m一般取0.385
宽顶堰流量公式简化为:
H0和V0都是未知，须进行试算：
εz—中间闸孔侧收缩系数
εb—边闸孔侧收缩系数
dz—中间闸墩厚度
bb—边闸墩顺水流向边向边缘线至上游河道水边线之间的距离
根据初步设计三视图，dz=1m；bb=0m
H0和V0都是未知，须进行试算确定设计流量：
第一次试算：
不计行近流速，H0=H=4.3-1.2=3.1m
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力及结构计算计算说明书审查校核计算***市水利电力勘测设计院2011 年 08 月 29日1、水闸过流能力复核计算水闸的过流能力计算对于平底闸，当为堰流时，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.1规定的水力计算公式：2302H g b m Q s εσ=22'02ϕg bh Q h H c c ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4001171.01ss b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ε 式中：B 0—— 闸孔总净宽，（m ）；Q ——过闸流量，（m 3/s ）；H 0——计入行进流速水头的堰上水深，（m ）； h s ——由堰顶算起的下游水深，（m ）； g ——重力加速度，采用9.81，（m/s 2）； m ——堰流流量系数，采用0.385； ε——堰流侧收缩系数； b 0——闸孔净宽，（m ）；b s ——上游河道一半水深处的深度，（m ）； b ——箱涵过水断面的宽度，m ； hc 进口断面处的水深，m ；sσ——淹没系数，按自由出流考虑，采用1.0；ϕ——流速系数，采用0.95；已知过闸流量Q=5.2（m 3/s ）先假设箱涵过流断面净宽确定箱涵过流断面高度，经试算得：综上，过流断面尺寸为2.5m ×2.0m （宽×高），设计下泄流量Q 为5.2m 3/s ，过流能力满足要求。
2、结构计算**堤防洪闸均为钢筋砼箱涵结构，对防洪闸进行抗滑稳定、抗倾覆稳定和墙基应力计算。
（1）抗滑稳定计1）计算工况及荷载组合工况一：施工完建期，荷载组合为自重+土压力工况二：外河设计洪水位，荷载组合为自重+土压力+扬压力+相应的闸前闸后静水压力+风浪压力2）荷载计算计算中砼强度等级为C20，钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级，保护层厚度梁25mm、板20mm，符号规定：力向下为正，向上为负，力矩逆时针为正，顺时针为负。
闸门重 2.352×9.81=23.07 KN；闸底板重25×4.0×0.7×4.1=287 KN；闸墩重25×0.8×4×2*2=320 KN；平台板，梁25×（0.25×0.45×2+1.05×0.15）×2.5=23.91 KN；柱25×2.82×0.4×0.4×4=45.12 KN；启闭力-100 KN；启闭机重0.56×9.81=5.49 KN；启闭梁25×（0.3×0.5+0.25×0.4+1.35×0.12）×2×3.5=72.1 KN；工作桥25×（5.9×0.12+0.2×0.25×3）×2.0=42.9 KN；25×（6.28×0.13×2×0.13+1.2×0.15×5×0.15）×2=34.73 KN；启闭房砖墙22×0.864×4.1×4=311.73 KN；∑自重=23.07+287+320+23.91+45.12-100+5.49+72.1+38.815+340=1016.98KN；水重10×2.0×2.0×2.5=100 KN；由表可知浪压力为2.35 KN ；有表可知土压力为38.49 KN ；闸前静水压力 （27.7+47.7）×2/2×2.5=188.5 KN ； 离截面形心距离 e=()()377.477.277.477.222⨯++⨯⨯=0.91 扬压力 0.5×2×10×2×2.5=-50KN ；计算工况荷载汇总(对闸室基底面形心求矩)3）抗滑稳定计算公式 []cc K HGf K ≥⋅=∑∑式中：Kc ——为抗滑稳定安全系数；[]c K ——规范要求的抗滑稳定安全系数最小值；∑G ——作用在防洪闸上的全部垂直力总和 ；∑H ——作用在防洪闸上的全部水平力总和；f ——闸室基底面与地基之间的摩擦系数，取0.4 4）计算结果工况一：∑G =951.5 KN ；∑H =33.33 KN ； K c =33.335.9514.0⨯=11.41＞1.2 满足要求；工况二：∑G =1001.5 KN ；∑H =224.18 KNK c =18.2245.10014.0⨯=1.78＞1.2 满足要求。
水闸过流计算
水闸过流计算①开敞式水闸过流计算a.当hs ≤ 0.72H 0时，过闸水流为自由出流，流量公式Q =εmB 2gH 03/2；b.当0.72H 0<hs≤0.9H 0时，过闸水流为淹没出流， 流量公式2/3002H g mB Q σε=单孔闸:ss b b b b 0401171.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=σ 多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时：式中：B 0---闸孔总净宽(m)；Q---过闸流量(m 3/s)；H 0---计入行近流速水头的堰上水头(m)；g---重力加速度，可采用9.81(m/s 2)；m---堰流侧收缩系数；b 0---闸孔净宽(m)；b s ---上游河道一半水深处的宽度(m)；N---闸孔数；εz ---中闸孔侧收缩系数；d z ---中闸墩厚度(m)；εb ---边闸孔侧收缩系数；b b ---边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离(m)；σ---堰流淹没系数；h s ---由堰顶算起的下游水深(m)。
c.9.0/0≥H h s 当时，为高淹没出流，其流量计算公式：式中：μ0---淹没堰流的综合流量系数；其它符号意义同前。
对于平底闸，当设有胸墙时为孔流，流量计算公式： 式中：h e ---孔口高度(m)；μ---孔流流量系数；φ---孔流流速系数，采用1.0；ε′---孔流垂直收缩系数；λ---计算系数，适用于25.00<<e h r 范围； r---胸墙底圆弧半径(m)； σ′---孔流淹没系数，由规范表中查得。
②涵闸过流计算按半有压涵洞的过流能力计算式中：m 1---半压力流时的流量系数；A---涵洞断面面积(m 2)；β1---修正系数；D---涵洞高度(m)。
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力计算水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制和调节河流、水渠等水体的水位和流量。
水闸的过流能力计算是设计和运行水闸的重要环节，它能帮助工程师了解水闸的性能和能否满足流量要求。
本文将介绍水闸过流能力计算的基本原理和方法。
一、水闸过流能力的定义水闸的过流能力是指水闸在特定的流量条件下能够承受的水流量。
水闸的过流能力通常由设计流量来确定，该设计流量是根据该水闸所在水体的流量特征以及相关工程需求来确定的。
二、水闸过流能力计算的基本原理水闸的过流能力计算一般采用流量方程来进行，该方程描述了水流通过水闸的流动情况。
根据连续性方程和水力学基本原理，可以得到如下方程：Q=CHH^b其中，Q表示流量，C表示局部阻力系数，H表示水头，b表示方程中的指数。
该方程根据实际情况和经验关系，可以选择不同的局部阻力系数和方程指数，从而适应不同的水闸类型和工程要求。
三、水闸过流能力计算的方法1.经验公式法经验公式法是一种常用的水闸过流能力计算方法，根据水闸的类型和结构特点，选择相应的经验公式进行计算。
这些经验公式的形式多种多样，如：勒库泽公式、鲁多尔夫公式等。
这些公式一般是基于实际水利工程的试验数据得出的，因此在一些情况下可以提供相对准确的结果。
2.物理模型试验法物理模型试验法是通过建立具有相似关系的模型，对水闸的过流能力进行试验来计算。
该方法需要进行大量的试验和测量工作，因此在实际工程中一般用于对特殊或关键水闸的过流能力进行验证和确认。
3.数值模拟法数值模拟法是通过使用计算机模拟水流在水闸中的运动过程，来计算水闸的过流能力。
该方法基于数学模型和流体力学原理，通过对水流进行网格离散和边界条件设定，采用数值方法求解流动方程，从而得到相应的流量计算结果。
数值模拟法在计算精度和计算效率方面较高，因此在现代水利工程计算中得到了广泛应用。
四、水闸过流能力计算的影响因素水闸的过流能力计算受到多种因素的影响，如：水闸的几何形状、槽型、过水坡降、阻力系数、运行状况等。
水闸工程量计算案例
水闸工程量计算案例水闸工程量计算是指对水闸工程的各项工程量进行测算和计算，以确定工程所需的材料、人工和设备的数量，为工程的设计、施工和投资提供依据。
下面是水闸工程量计算案例的十个实例：1. 泄流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的泄流量。
泄流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
2. 进水流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的进水流量。
进水流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
3. 水闸尺寸计算：根据设计要求和水闸的功能，计算水闸的尺寸。
水闸尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门尺寸等因素。
4. 闸门数量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸所需的闸门数量。
闸门数量的计算需要考虑水闸的功能、流量要求等因素。
5. 闸门尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的尺寸。
闸门尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门数量等因素。
6. 闸室尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸室的尺寸。
闸室尺寸的计算需要考虑水闸的功能、闸门尺寸、闸门数量等因素。
7. 闸门重量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的重量。
闸门重量的计算需要考虑水闸的材料、尺寸、密度等因素。
8. 闸门运行力计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的运行力。
闸门运行力的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门重量等因素。
9. 闸门启闭时间计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的启闭时间。
闸门启闭时间的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门运行力等因素。
10. 水闸总工程量计算：根据水闸的各项工程量计算结果，计算水闸的总工程量。
水闸总工程量的计算需要考虑水闸的各项工程量计算结果以及其他相关因素。
通过对水闸工程量的计算，可以有效地指导水闸的设计、施工和投资，确保水闸工程的质量和安全。
同时，水闸工程量计算的准确性和严谨性也是保证水闸工程顺利进行的重要因素。
水闸设计过水流量和水闸设计规范毕业论文
水闸设计过水流量和水闸设计规范毕业论文1 工程概况1.1 基本资料新东港闸是一座拦河闸，防洪保护农田45万亩。
设计灌溉面积5.3万亩。
设计排涝面积40万亩。
起着引水灌溉和防洪排涝的重要作用。
1.1.1 建筑物级别根据水闸设计过水流量和水闸设计规范（SL-265-2001）的平原区水闸枢纽工程分等指标知本工程规模属于中型，其建筑物级别为3级。
1.1.2 孔口设计水位孔口设计水位组合见表1-1。
表1-1 孔口设计水位组合表1.1.3 消能防冲设计消能防冲设计水位组合见表1-2。
表1-2 消能防冲设计水位组合表1.1.4 闸室稳定计算闸室稳定计算水位组合见表1-3。
表1-3 闸室稳定计算水位组合表1.1.5 地质资料本拦河闸持力层为局部含砂砾，含铁锰质结核及砂礓的棕黄夹灰色粘土、粉质粘土，可塑—硬塑状态，中压缩性，直接快剪c=55kPa ，φ=17°。
地基允许承载力220kPa 。
1.1.6 回填土资料回填土采用粉砂土，其内摩擦角17,0c ϕ==，湿容重3/18m kN ，饱和容重为3/20m kN ，浮容重3/10'm kN =γ。
1.1.7 地震设计烈度地震设计烈度：7。
1.1.8 其他上下游河道断面相同均为梯形，河底宽分别为40.0m ，河底高程4.2m ，边坡1:2.6。
河道堤顶高程与最高水位相适应。
两岸路面高程相同8.2m 。
交通桥标准：公路Ⅱ；双车道。
1.2 工程概况东新港闸主要作用是引水灌溉和防洪排涝。
该闸为开敞式钢筋混凝土结构，共5孔，每孔净宽 6.0m 。
闸墩为钢筋砼结构，边墩和中墩厚为 1.0m ，缝墩厚 1.2m ，闸室总宽36.40m 。
闸底板为砼结构整体式平底板，顺水流方向长16.0m ，底板厚1.5m ，顶高程与河底同高为▽4.20m 。
钢筋砼铺盖长18.0m ，厚0.5m ，顶高程▽4.20m ；下游消力池为钢筋砼结构，厚0.8m ，池长19.0m ，顶高程▽3.5m 。
过闸水流的特点
过闸水流的特点
主讲人陈
诚
专业带头人 副 教 授
监理工程师 造价工程师
2014.09
复新河节制闸
姜唐湖分洪闸
城西湖退水闸
荆江分洪闸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
哈灵水道挡潮闸
引滦入津进水闸
过闸水流的特点
1.水流形式复杂 初始泄流时→闸下水流流量小，水深浅，过闸水流为孔流，闸后水流
一般为自由出流； 开度增大→闸下出流由孔流过度到堰流，自由出流过度到淹没出流。 孔流时闸门会产生严重振动 he/H<0.1，门体振动最为强烈, 应避免停留在这个位置 he/H<0.15，门前出现强度不大的凹陷漩涡 he/H≈0.2，形成脉动的吸气漏斗 he/H≈0.3，开始形成串通吸气、垂直漩涡，应避免闸门停留在这个位置 he/H≈0.4～0.5，门前形成激烈的主轴漩涡和吸气漏斗
谢谢各位！
主持单位:
黄河水利职业技术学院 福建水利电力职业技术学院 湖南水利水电职业技术学院
参建单位:
杨凌职业技术学院 四川水利职业技术学院 山西水利职业技术学院 长江工程职业技术学院 重庆水利电力职业技术学院
宽顶堰 实用堰
堰流 堰流
e/H=0.65 e/H=0.75
孔流 孔流
hc hs 自由出流
hc hs
淹没孔流
2.闸下波状水跃
原因 条件 特点
措施
水闸上、下游水位差小
当出闸水流的佛汝德数Fr=1~1.7 水跃无明显旋滚，呈一系列逐渐消失的波浪形态的水流，消 能效果差。主流集中，产生侧向回流，单宽流量增加，对下 游产生严重冲刷。
延长闸底板，设在底板末端设置小槛
动画
动画
3. 闸下折冲水流 折冲水流 出闸水流不能均匀扩散，主流集中，蜿蜒蛇行，左冲右撞， 形成折冲水流 原 因 工程布置不当，操作运行不当
浅谈淹没出流过闸流量
浅谈淹没出流过闸流量防汛是一个经久不衰的话题，防汛调度的正确与否直接关系着人民财产、城市建设的安危。
本文通过计算得出过闸流量希望可以为防汛调度提供参考。
控泄，即闸门部分开启，水流由闸门下缘的孔口流出，这种水流的状态叫做闸孔出流。
敞泄，闸门完全开启，闸门对水流不起控制作用，水流自由下泄，这种水流状态称为堰流。
闸孔出流由于受到了闸门的控制，闸孔上下游的水面是不连续的。
堰流由于闸门对水流不起作用，水面线为一条光滑的降落曲线。
而且由于水闸壅高了上游水位，在重力作用下形成的水流运动。
但实际中，对于同一过流闸门，在某种条件下属于闸孔出流，在另外的条件下又属于堰流。
其转化条件主要跟闸孔的相对开度、闸门型式、上游涨水等有关。
计算过闸流量时，需先判断水流状态：≤0.65 为闸孔出流；>0.65 为堰流。
以某闸为例，共25孔工作闸门（其中中孔23扇，边孔2扇，每孔净宽9.5m），闸底板与河道齐平，闸门为平板钢闸门，根据调度预案，当水位达到3.5m（大沽）时，开始提闸泄水，闸前水深约为2.5m。
假设闸前水深为5m，闸孔开度为1m，试求下游水深为3.5m时通过闸孔的流量。
首先，判断水流状态：因为= =0.2<0.65，故判断水流状态为闸孔出流。
然后，判别闸孔出流的性质：当水流行进闸孔时，在闸门的约束下流线发生急剧弯曲，出闸后，流线继续收缩，约在（0.5～1）处出现水深最小的收缩断面。
收缩断面的水深一般比临界水深小，水流为急流状态。
闸后河道中的下游水深一般大于临界水深，水流呈缓流状态。
水流从激流到缓流时，要发生水跃，水跃的位置随下游水深而变。
假设收缩水深的跃后水深为，则有：当≤ ，水跃发生在收缩断面处或者收缩断面下游，此时下游水深的大小不影响闸孔出流，称为闸孔自由出流。
当> ，水跃发生在收缩断面上游，水跃旋滚覆盖了收缩断面，此时通过闸孔的流量随下游水深的增大而减小，称为闸孔淹没出流。
根据诺科夫斯基应用理论分析方法，求得在无侧收缩的条件下，平底无坎平板钢闸门的垂直收缩系数与闸孔相对开度的关系：随着相对开度的增加而加大，如表1所示。
水闸运行中安全问题分析及有效处理措施——以中山市中顺大围西河水闸为例
Scie n ee and Tech no l ogy&Inno v ati o n I科技与创新|2021年第05期］---------------文章编号：2095-6835(2021)05-0147-02水闸运行中安全问题分析及有效处理措施——以中山市中顺大围西河水闸为例吴小军（中山市中顺大围工程管理处，广东中山528400）摘要：水利工程历来是保障工农业生产和民众生活安全的重要设施。
由于水闸受诸多因素的影响，在运行管理过程中存在着很多安全隐患，分析问题的性质、制定防范和处理的方法是保证水闸运行安全的重要手段。
以中山市中顺大围西河水闸为例，对运行中存在的问题进行分析，重点提出预防和处理的具体措施。
关键词：水利工程；水闸；防洪；船闸中图分类号：TV698文献标志码：A水闸工程在保护民众生命财产安全、提升水利工程的效益、促进社会生活稳定和发展中发挥重要的作用，由此，在水利工程的建设和日常维护中，怎样保证水闸工程安全、稳定地运行是水利工程管理的重点任务［1］。
所以，深挖问题形成的因素，改进和完善水闸的安全管理措施，将安全隐患消灭在萌芽中，杜绝安全事故的发生，是确保水闸的安全运行，真正发挥工程效益的关键保障［2］。
1中山市中顺大围西河水闸工程简介中山市中顺大围西河水闸是中顺大围重要控制性大型水闸工程，具备灌溉、防洪、防涝、水运以及改善水环境的综合功能，整体工程由水闸和船闸两部分组成。
1.1水闸部分水闸设计为10孔，每孔为15m的净宽，水闸设计最大过闸流量为1414m3/s;闸顶的梁式交通桥为7m宽，水闸 钢闸门的设计模式为平面滑动提升式，单扇门的质量大约40t，闸门的启闭方式是行程数字化陶瓷杆液压启闭机，在桥侧的油泵房内布置油泵。
闸底高程为-4.20m（珠基，下同），闸顶设计为3.10m的高程，洪水位设计为1.95m,设计最高洪水位2.75m,其防洪能力标准为一百年一遇的洪水加风暴潮。
1.2船闸部分船闸在河道的左岸布置，设计标准为四级航道，通航船舶最大量为5001级，最大年通航能力为1000万t,属于单级单线的形式，船闸首净宽度为16m,船室长180m,净宽23m,船闸基础为混凝土预制桩，其结构也是钢筋混凝土，船闸上、下闸首闸门是平面提升整体平移式钢门，启闭设备为台车式整体移动卷扬机，采用钢结构的输水廊道平板门，启闭控制设备为电动螺杆式启闭机。
水闸过流计算范文
水闸过流计算范文水闸过流计算是水利工程中非常重要的一部分，它涉及到水闸运行的安全性和效益，对于水利工程、水电工程以及防洪工程等都具有重要意义。
在水闸工程的设计和运行过程中，需要对水闸过流进行计算，以确保水闸的正常运行和安全性。
首先，水闸的过流能力计算是指通过对水流的流量进行计算，来确定水闸的过流能力。
过流能力是指水闸在一定条件下，能够通过的最大流量。
有几种常用的过流能力计算方法，包括公式法、模型试验法和数值模拟法等。
公式法是通过利用一些经验公式，根据水流的特性和水闸的几何参数，来计算水闸的过流能力。
模型试验法是利用物理模型来进行试验，通过观察水流的流动情况，来确定水闸的过流能力。
数值模拟法是通过计算机模拟水流的流动过程，来计算水闸的过流能力。
这些方法可以根据需求选择使用，但都需要针对具体的水闸工程进行调整和验证。
其次，流量的测量和调整是水闸过流计算中的关键环节。
流量的测量是通过安装在水闸上的流量计来进行的，常见的流量计有垂流管、独立测流站和超声波流量计等。
流量的调整是通过设置水闸上的闸门或堰板的开度来进行的，通过调整闸门或堰板的开度，可以控制流量的大小。
流量的测量和调整需要准确地获取流量数据，并根据实际情况进行调整，以保证水闸过流的安全和稳定。
流量的控制和调节是水闸过流计算的重要内容，它与水闸的安全运行和水流的合理利用密切相关。
水闸的控制和调节主要包括以下几个方面：根据水位的变化，及时调整闸门或堰板的开度，以保证流量的控制和调节；根据水流的特性，调整水闸的过流能力，以适应不同的流量需要；根据水力计算和水力特性，调整水闸的流量，以达到最佳的调节效果；根据水流的特性和水闸的结构，调整闸门或堰板的位置和形状，以达到最佳的过流效果。
这些控制和调节措施需要根据实际情况进行调整和修改，以确保水闸的过流安全和效益。
最后，水闸结构的稳定性计算是水闸过流计算中重要的一环。
水闸结构的稳定性是指水闸在过流过程中不会受到破坏或变形。
加强大型水闸维护管理的探讨
加强大型水闸维护管理的探讨作者：傅金温少林陈江云来源：《珠江水运》2017年第19期摘要：水闸对防洪、航运、供水、灌溉和发电等行业有较为深远的影响，对水闸进行维护管理是保证其积极作用正常发挥的重要保障，笔者结合三河闸的实际情况谈谈大型水闸的维护管理问题。
关键词：大型水闸维护管理三河闸水闸是用于河流水位的调节、流量控制的低水头建筑物，水闸对于与河流相关的产业具有较大的积极作用，当水闸处于关闭状态时可以起到阻挡洪水、拦截潮水或者抬高上游水位的作用，当闸门开启，可以宣泄洪水或废水，还可以为下游河道供水。
所以，在河流聚集的地区都很重视水闸的利用与管理。
水闸由闸室’上游连接段和下游连接段组成，闸室是水闸的主体。
水闸分为大、中、小三种类型大型水闸的最大过流量超过每秒1000立方米，所以加强维护管理意义重大。
三河闸就属于大[l]型水闸，其最大过流量超过每秒5000立方米，所以其维护管理工作是值得我们加以重视。
1.三河闸基本概况三河闸是淮河下游入江水道的控制口门，是淮河的流域性骨干工程。
它是建国初期我国自行设计自行施工的大型水闸。
三河闸工程的建成，极大地减轻了淮河下游的防洪压力，保证里下河地区不再受到淮河洪水灾害之苦。
建成以来，抗御了1954年、1991年、2003年、2007年等大洪水，充分发挥了骨干水利工程效益。
年均泄洪近200亿立方米，为保证里下河地区3000万亩农田和2000多万人民生命财产的安全作出了卓越贡献。
三河闸工程拦蓄淮河上、中游来水，使洪泽湖成为一个巨型平原水库，为苏北地区的工农业、人民生活用水提供了丰富的水源。
三河闸于1952年10月1日动工兴建，1953年7月26日建成放水，属大（Ⅰ）型水闸。
三河闸工程管理范围主要以三河闸为主体，左岸上游北至上游水位站，下游东至中渡水文站；右岸上游南至堆头涵洞，下游右岸堤防670m（不包含水轮泵站）及上述范围内沿湖沿河堤防等。
引河水域安全警戒区上游为1000m，下游为300m。
排水流量常用计算方法综合分析
排水流量常用计算方法综合分析王青梅;曹越;吴明官【摘要】目前在防洪排涝工程规划设计工作中,黑龙江省内大家最常用,而且问题最多,争议也最大的方法就是组合方法Ⅰ,即设计排水区内的不同类型排水分区,采用不同的方法,单独计算排水流量后,直接相加的流量作为整个排水区的设计排水流量.因此,文章重点对组合方法Ⅰ在基本假定、适用条件、应用范围、参数内含及计算精度等诸方面进行了综合分析,并提出了解决方法.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】9页(P1-9)【关键词】平原区;山丘区;城区;洪水组合;排水流量;设计频率【作者】王青梅;曹越;吴明官【作者单位】黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080;黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080;黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TV872目前，黑龙江省在防洪排涝工程规划设计工作中，大家常用的排水流量计算方法，大多数人对采用公式的基本假定、适用条件、应用范围、参数内含及计算精度等，并不全面了解或概念模糊。
因此，为了便于开展今后这一方面的规划设计工作，有利于计算成果合理可靠有效，计算精度满足有关规范要求，另外，培养年轻的专业技术人员角度，特对排水流量常用计算方法进行综合分析和研究。
1 基本公式一个排水区里往往遇到既有平原区，又有山丘区的情况，甚至还有城区的组合情况，而且平原区、坡地和城区的设计流量计算方法完全不同，因此，需要考虑多种方法计算的设计流量进行组合问题，下面简单介绍具体的计算方法。
1.1 方法1单纯的平原区常采用排水模数法计算平原区设计排水流量，具体的计算公式：Qp=qp×F(1)设计标准一般取P=10%、20%、25%、33.33%、50%等。
式中：Qp为设计排水流量，m3/s；qp为设计排水模数，m3/s/km2，可以分水田、旱田、草原等；F为平原区排水面积，km2，可以分水田、旱田、草原等。
水闸外流实验报告总结
水闸外流实验报告总结1. 实验目的本实验旨在通过对水闸外流的实验研究，探讨流体力学方面的原理和应用，以及水力学的相关概念和方法。
2. 实验原理水闸外流是指流体从水闸上游流向下游的过程。
实验主要利用流体的守恒方程和比例关系，通过测量流量、水位和时间等参数，以求解外流量和流速的变化规律。
3. 实验设备与材料实验中主要使用的设备和材料有：- 水闸模型：用于模拟水闸的一段水流通道，具有一定的长宽比和流道宽度。
- 测量仪器：包括流量计、液位计、计时器等，用于测量流体的流量、水位和时间等参数。
- 计算机与数据采集系统：用于记录和分析实验数据。
4. 实验步骤（此处列出实验步骤，包括准备工作、实验操作和数据记录等）5. 数据处理与分析根据实验得到的数据，我们进行了如下的数据处理和分析：首先，我们绘制了外流量随时间的变化曲线图。
可以看出，外流量在初始时刻较小，随着时间的增加逐渐增大，最后趋于一个稳定的值。
这表明水闸外流是一个渐进过程，并且可以通过一定的时间来达到稳定状态。
其次，我们根据实验数据计算了不同时间点的平均流速，并绘制了平均流速随时间的变化曲线图。
可以看出，平均流速在初始时刻较高，随着时间的增加逐渐减小，最后趋于一个稳定的值。
这说明随着外流量的增大，流速逐渐降低。
最后，我们对实验数据进行了回归分析，得到了水闸外流的数学模型。
通过模型可以预测不同流量和水位条件下的外流量和流速，并进行相关的工程设计和优化。
6. 实验结论通过水闸外流实验的研究，我们得出了以下结论：1. 水闸外流是一个渐进过程，需要一定的时间来达到稳定状态。
2. 外流量和流速在初期较大，随着时间的增加逐渐趋于稳定。
3. 外流量和流速之间存在一定的负相关关系。
7. 心得体会通过本次实验，我们对水闸外流的原理和规律有了更深入的了解。
实验过程中，我们学会了正确使用实验设备和仪器，并通过数据处理和分析，得到了一些有价值的结论。
实验不仅培养了我们的实践操作能力，还锻炼了我们的团队合作和问题解决能力。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制河流或运河的水位，以保证安全和管理水资源。
水闸的水力计算是评估水闸性能并确定其设计参数的重要步骤。
下面将介绍一个水闸的水力计算实例。
假设其中一水闸位于一条宽度为10米，深度为4米的河流中。
设计要求该水闸能够在最大流量为100立方米/秒的情况下保持河流水位在一定范围内变化。
根据这些设计要求，需要进行水闸的水力计算。
首先，我们需要估计水闸的有效面积。
有效面积是指水闸开启时真正控制水流的面积。
假设水闸的开启宽度为6米，根据几何学原理可以计算出水闸的有效面积为24平方米。
接下来，我们需要计算水闸的流量特性。
流量特性是指水闸在不同开启条件下的流量变化规律。
根据流体力学原理，流量与水头差呈线性关系。
当水闸完全关闭时，水头差为最大，流量为0。
当水闸完全开放时，水头差为最小，流量为最大。
假设水闸的流量特性满足一个线性关系，我们可以使用公式Q=KA√2gH来计算在不同开启条件下的流量。
其中，Q为流量，K为系数，A为水闸的有效面积，g为加速度重力常数，H为水头差。
假设水闸完全关闭时，水头差为4米。
代入公式，可以计算出此时的流量为0。
假设水闸完全开放时，水头差为0.5米。
代入公式，可以计算出此时的流量为100立方米/秒。
接下来，我们可以根据流量特性计算水闸在其他开启条件下的流量。
假设水闸开启宽度为3米，根据几何学原理可以计算出此时的有效面积为12平方米。
代入公式，可以计算出此时的流量为50立方米/秒。
根据以上计算，我们可以得到水闸在不同开启条件下的流量。
然后，我们可以根据设计要求评估水闸的性能。
在最大流量为100立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为6米，流量为100立方米/秒，满足设计要求。
在最小流量为0立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为0米，流量为0立方米/秒，满足设计要求。
在其他流量条件下的计算结果也在设计要求范围内。
综上所述，通过水闸的水力计算，我们可以确定水闸的设计参数，以满足设计要求。
大型(过闸流量1000m3s)及中型(过闸流量1001000
附件2、
大型（过闸流量≥1000m3/s）及中型（过闸流量100～1000 m3/s）收资目录。
（1）提供水闸工程近期照片；
（2）对98版《浙江省大中型水闸基本资料汇编》中大型及中型水闸资料与今年上报的水闸注册登记资料（邮寄材料）进行复核，查漏补缺，并填写水闸工程特性表（见表1）；（3）对水闸工程概况，施工、运行中发生的主要问题及处理情况，目前存在的问题，尤其是运行年数较长水闸的稳定性、过水能力、混凝土结构、闸门启闭机及电气设备、观测设施等方面做出较为详实说明，填写文字说明（见表2）；
（4）提供工程布置图复印件或电子版。
大和水闸过闸流量分析_吴门伍
收稿日期:2002-07-29作者简介:吴门伍(1976-),男,四川安岳人,硕士研究生,从事水力学及河流动力学研究.文章编号:1671-8844(2003)05-051-04大和水闸过闸流量分析吴门伍,陈 立,周家俞(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉 430072)摘要:着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在此基础上,根据实验结果,给出了修正的计算公式,检验结果表明所建立的修正公式较适用大和水闸过闸流量的计算.关键词:水闸;闸孔出流;回流;过闸流量中图分类号:T V132+.13 文献标识码:AAnalysis of water discharge through Dahe sluiceWU Men -w u ,CHEN Li ,ZHOU Jia -yu(State K ey Labo rato ry of Water Resources and Hydropower Engineering Science ,W uhan U niversity ,Wuhan 430072,China )A bstract :The influence of the channel forms near the sluice 's upperstrem and dow n stream on the flow struc -ture is mainly considered ,i .e .,w hen flows direction of the progressive flow departure the sluice log nitudinal axis ,back flow and asymmetry of the flow throug h the sluice w ill decrease the w ater discharge .The law s of the back flow and its asymmetry that influences the discharge have been analyzed based on the experimental data of Dahe sluice at the Guanlan River .The experimental results show that the modified calc ulation formula of the w ater discharge of Dahe sluice is reasonable and has enough accurac y .Key words :sluice ;flow out of gate ;back flow ;w ater discharge through sluice 水闸在引水工程、泄水工程、水位流量控制工程中应用广泛.闸孔出流流量的精确确定又是保证工程安全运行、发挥应有效益的关键.影响闸孔出流流量的因素很多.闸门类型、闸底坎形式、闸门上下游水深及其差值、出孔水流是否受下游水深影响、闸门宽度、闸门开启度、闸上游行近段的河道形态等都将影响闸孔出流量的大小.对于较为平顺的闸孔出流,文献[1]、[2]等都做了一定研究,得到了一些理论公式.但是由于闸孔出流具有很强的三维特征,特别是受到闸上下游行近段的河道形态的影响时,其能量(水头)损失的机理及规律异常复杂,所以目前的研究成果还不能给出适合所有情形的表达式.本文采用理论分析与模型实验相结合的方法进行研究,找到影响闸孔出流流量偏离与闸门上下游水位、闸门开启度等因子的关系,建立它们之间的定量关系式.在理论分析的基础上,采用模型实验的方法,模拟了水闸及其上游河道,研究了不同闸前水位、闸门开启度、不同流量条件下水闸实际过闸流量,给出了确定水闸过闸流量的方法.1 工程概况大和水闸位于深圳市观澜河上,与提水泵站和观澜水库组成观澜引水工程.由于观澜水库的库容第36卷第5期2003年10月武汉大学学报(工学版)Engineering Journal of W uhan U niversity Vo l .36N o .5Oct .2003不能满足当地工农业用水需要(加高改造后为1800×104m3,改造前仅为900×104m3),因此需要在每年4～10月间,当雨季(暴风雨、台风雨)来临时,根据水质情况水闸下闸蓄水,通过引水渠和提水泵站将水闸内的蓄水抽到观澜水库,为观澜、龙华两镇供水的观澜水厂补充自来水水源.大和水闸为有坎宽顶堰无胸墙4孔弧形门水闸,水闸长70m,最大闸高为10.5m,闸门尺寸(长×高)为10m×5.3m.其工程特性如表1所示.表1 大和水闸工程特性序号名称单位技术指标1水闸以上流域面积km2118.82水闸有效库容104m353.73正常蓄水位m40.5004设计洪水位(P=0.05)m41.0005校核洪水位(P=0.02)m41.7006最大泄洪流量m3/s998.07泄洪闸门尺寸m10×5.38最大闸高m10.5009水闸长度m70.0 在实际调度运行中,由于大和水闸位于观澜河上,因此在满足引水的同时,还必须考虑观澜河的正常泄洪。
水闸水力计算范文
水闸水力计算范文水闸水力计算是指对水流通过水闸的过程中，水流的流量、速度、压力等参数进行计算和分析。
水闸是用来调节河流水位、控制洪水、供水等工程的重要设施之一，而水力计算则是保证水闸正常运行和安全运行的基础。
下面将从水流过水闸的计算方法、水力计算的影响因素、常见计算公式以及安全性考虑等方面进行详细介绍。
一、水流过水闸的计算方法水流过水闸的计算方法主要有闸门过闸流量法、闸门水头损失法和全过程计算法。
1.闸门过闸流量法：这是最常用的计算方法，通过计算水流经过闸门时的流量来确定闸门开度和流量。
计算公式为：Q=Cd×b×h×(2g)1/2其中，Q为闸门过闸流量，Cd为闸门流量系数，b为闸门有效宽度，h为水头落差，g为重力加速度。
2.闸门水头损失法：这个方法是根据闸门开启程度和流量确定水头损失，通过闸门水头损失公式计算出实际流量，并反向推算出闸门开度。
这种方法适用于流量较大时的水闸水力计算。
3.全过程计算法：这是一种综合考虑了水流过程中各种因素的计算方法，通过将水流过闸门的水头损失、水压力变化、能量转换等因素考虑进去，进行全程计算，得出最终的流量和水头。
这种方法较为复杂，适用于需要精确计算的情况。
二、水力计算的影响因素水力计算的结果和影响因素有很大的关系，主要包括：水头落差、闸门开度、闸门类型、流量系数、水位变化等。
1.水头落差：水闸的水头落差即水位的高差，它决定了水流的动力，落差越大，水流的速度和压力越大。
2.闸门开度：水闸的闸门开度直接影响着水流的流通和流量，开度越大，流量越大。
3.闸门类型：闸门的形式和结构对水流的流通和流量也有很大的影响，不同类型的闸门对流量的影响是不同的。
4.流量系数：流量系数是闸门过闸流量公式中的一个参数，它反映了闸门的流量特性，不同的闸门类型和开度对应不同的流量系数。
5.水位变化：水位变化会导致水流的速度和流量发生变化，因此在水力计算中必须考虑水位变化对水流的影响。
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收稿日期:2002-07-29作者简介:吴门伍(1976-),男,四川安岳人,硕士研究生,从事水力学及河流动力学研究.文章编号:1671-8844(2003)05-051-04大和水闸过闸流量分析吴门伍,陈 立,周家俞(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉 430072)摘要:着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在此基础上,根据实验结果,给出了修正的计算公式,检验结果表明所建立的修正公式较适用大和水闸过闸流量的计算.关键词:水闸;闸孔出流;回流;过闸流量中图分类号:T V132+.13 文献标识码:AAnalysis of water discharge through Dahe sluiceWU Men -w u ,CHEN Li ,ZHOU Jia -yu(State K ey Labo rato ry of Water Resources and Hydropower Engineering Science ,W uhan U niversity ,Wuhan 430072,China )A bstract :The influence of the channel forms near the sluice 's upperstrem and dow n stream on the flow struc -ture is mainly considered ,i .e .,w hen flows direction of the progressive flow departure the sluice log nitudinal axis ,back flow and asymmetry of the flow throug h the sluice w ill decrease the w ater discharge .The law s of the back flow and its asymmetry that influences the discharge have been analyzed based on the experimental data of Dahe sluice at the Guanlan River .The experimental results show that the modified calc ulation formula of the w ater discharge of Dahe sluice is reasonable and has enough accurac y .Key words :sluice ;flow out of gate ;back flow ;w ater discharge through sluice 水闸在引水工程、泄水工程、水位流量控制工程中应用广泛.闸孔出流流量的精确确定又是保证工程安全运行、发挥应有效益的关键.影响闸孔出流流量的因素很多.闸门类型、闸底坎形式、闸门上下游水深及其差值、出孔水流是否受下游水深影响、闸门宽度、闸门开启度、闸上游行近段的河道形态等都将影响闸孔出流量的大小.对于较为平顺的闸孔出流,文献[1]、[2]等都做了一定研究,得到了一些理论公式.但是由于闸孔出流具有很强的三维特征,特别是受到闸上下游行近段的河道形态的影响时,其能量(水头)损失的机理及规律异常复杂,所以目前的研究成果还不能给出适合所有情形的表达式.本文采用理论分析与模型实验相结合的方法进行研究,找到影响闸孔出流流量偏离与闸门上下游水位、闸门开启度等因子的关系,建立它们之间的定量关系式.在理论分析的基础上,采用模型实验的方法,模拟了水闸及其上游河道,研究了不同闸前水位、闸门开启度、不同流量条件下水闸实际过闸流量,给出了确定水闸过闸流量的方法.1 工程概况大和水闸位于深圳市观澜河上,与提水泵站和观澜水库组成观澜引水工程.由于观澜水库的库容第36卷第5期2003年10月武汉大学学报(工学版)Engineering Journal of W uhan U niversity Vo l .36N o .5Oct .2003不能满足当地工农业用水需要(加高改造后为1800×104m3,改造前仅为900×104m3),因此需要在每年4～10月间,当雨季(暴风雨、台风雨)来临时,根据水质情况水闸下闸蓄水,通过引水渠和提水泵站将水闸内的蓄水抽到观澜水库,为观澜、龙华两镇供水的观澜水厂补充自来水水源.大和水闸为有坎宽顶堰无胸墙4孔弧形门水闸,水闸长70m,最大闸高为10.5m,闸门尺寸(长×高)为10m×5.3m.其工程特性如表1所示.表1 大和水闸工程特性序号名称单位技术指标1水闸以上流域面积km2118.82水闸有效库容104m353.73正常蓄水位m40.5004设计洪水位(P=0.05)m41.0005校核洪水位(P=0.02)m41.7006最大泄洪流量m3/s998.07泄洪闸门尺寸m10×5.38最大闸高m10.5009水闸长度m70.0 在实际调度运行中,由于大和水闸位于观澜河上,因此在满足引水的同时,还必须考虑观澜河的正常泄洪。
当上游来流流量超过提水泵站的引水流量时,水闸必须开启闸门泄洪。
闸门的开启度应该在满足泄洪需要的同时,保证提水泵站最大限度地抽水,因此需要准确确定闸门开启度与过闸流量之间的关系,否则就会造成或者水闸开启过大,影响引水工程效率;或者水闸泄洪能力不足,导致洪水漫闸、危及水闸安全及造成水闸上游洪水损失。
考虑到大和水闸的实际运用情况,本文着重研究了大和水闸闸孔自由出流和淹没出流的情况.2 模型设计及实验2.1 模型设计2.1.1 模型设计原则(1)传统的水闸模型属于水工水力学模型,一般不考虑上下游河道的影响.而本河段由于问题的针对性很强:水闸过闸流量的大小受到上游河道影响比较大,所以在进行模型设计及实验时必须考虑上下游河道.(2)由于大和水闸属于河道型水闸,必须考虑河道的泄洪问题.而在一定闸门开启度条件下水闸过流能力还受到下游河道水位的影响,因此进行模型设计及实验时还必须留有足够的下游段以控制闸下游水位.(3)大和水闸总长度为70m,其中过流弧形闸门4个,总宽度为40m;水闸高度为10.50m.考虑到模型制作的精度以及本模型还要考虑上下游河道影响的实际情况,模型应该为正态,河道的河床为定床,其几何比尺确定为50比较合适.2.1.2 模型比尺计算针对水闸的实际情况,采用λl=λh=λ=50.由惯性力重力比相似可以得到流速比尺:λu=λ1/2l=7.07 由水流连续可以得到流量比尺:λQ=λlλhλu=17675其中:λl、λh分别为水平几何比尺和垂直比尺;λ为几何比尺;λu为流速比尺;λQ为流量比尺.水闸模型采用有机玻璃材料制作,现有的研究成果表明:有机玻璃材料制作的水闸能够满足阻力相似.河道模型采用混凝土制作.河道地形按照水闸设计使用的1/1000河道地形资料制作.由于缺乏河道水下地形资料,因此模型制作时在2条水边线之间人为塑造出深槽,深槽的深泓高程取低于水闸底板高程0.5m进行制作.上游河道的模拟范围为包括上游急弯在内的约200m河道.由于缺乏下游河道的地形资料,而且下游主要是控制水位,所以在海漫以下未按照河道地形资料塑造河床,而只是用粗颗粒铺设河床,与尾门一起调节控制下游水位.2.2 实 验根据大和水闸的实际运用情况,本实验对于同时开启2闸和同时开启4闸的两种开启状况,有针对性的做了一系列实验,实验组次如表2.模型由供水系统、流量测量控制系统、河道模型、水闸模型、回水系统组成.模型流量采用精度较高的三角流量堰控制,精度可以达到1%;水位测量采用水位测针,精度为0.01mm(即原型精度为0.5mm);垂线平均流速测量采用M LV-1流速仪.实验时,当闸门开启度较小的时候,控制水闸下游自由出流;当闸门开启度较大时,由自由出流逐渐过渡到淹没出流.2.3 实验结果分析自由出流情况下实际过闸流量与计算值的对比:(1)无论开度如何,也无论流量大小,水闸实际过流能力小于计算值.52武汉大学学报(工学版)2003表2 水闸模型实验组次工况闸门开启度/m闸上水深范围/m闸下水深范围/m过闸流量范围/m3·s闸下游工况4 孔 同 时 启 闭0.154.9～6.4837.5～44.8自由出流0.252.175～8.93537.5～84.2自由出流0.51.85～9.0169.0～171.0自由出流12.175～8.37135.6～304.1自由出流1.52.265～8.675205.7～446.0自由出流22.86～8.7651.605～5.395309.9～570.8自由/淹没出流2.53.805～8.565451.6～702.0自由出流34.25～8.244.095～5.85567.6～766.4自由/淹没出流45.925～8.994.56～6.95793.7～1028.5淹没出流55.9～9.1155.62～7.915793.7～1014.8淹没出流66.935～8.8656.65～8.635820.6～1011.2淹没出流77.3～9.1357.115～8.64777.3～986.0淹没出流2孔同时启闭0.250.511.985～6.9553.055～8.264.075～6.98516.7～34.343.5～77.398.2～137.3自由出流自由出流自由出流 (2)相同开度情况下,水闸实际过流流量与计算值的差别随着水位的升高而增加.(3)相同的流量条件下,随着闸门开启度的增加,水闸实际过闸流量与计算值的差别增大.对于淹没出流的情况,也存在着与自由出流的相似情况.图1所示为4闸全开、开度e=1.5m时闸前流速分布图,由图1可知,产生上述现象的原因包括:①由于水闸闸前存在着大范围的回流,回流的存在挤占了过闸水流的有效过流宽度,因此减小了水闸过闸流量.②由于过闸水流的流向与水闸纵向轴线有一定的夹角,所以水流流向与闸墩轴线有一定夹角,从而加强了水流的紊动,增大了过闸水流能量的损失,因此水闸过闸流量减小.结合前面的分析可以得到以下结论:上游河道与水闸纵向轴线的夹角是造成大和水闸实际过流能力下降的主要原因.正是由于夹角的存在,使得过闸水流流向与闸墩轴线之间不重合、不平行,即过闸水流不规顺,增大了过闸水流的紊动强度和能量损失,降低了实际过闸能力.夹角的存在也造成了水闸闸前大范围的回流,回流的形成将减小闸前过流宽度,从而也降低了水闸过流能力.3 大和水闸过闸流量计算公式根据实验结果及以上分析,对自由出流和淹没出流的过流能力计算公式[1]进行了修正,在此基础上,提出了大和水闸过闸流量确定的方法.3.1 淹没出流与自由出流的判别考虑到在实际应用中难以测量行近流速,本文将文献[1]中的淹没出流与自由出流判别公式中的计入行进流速水头时的堰顶水头H0改为堰顶水头H.根据实验,本文确定了判别淹没出流与自由出流的标准:当闸孔自由出流时h th ch th c+1≤4φ2H hc-1(1) 闸孔淹没出流时h th ch th c+1>4φ2H hc-1(2)式中:φ为0.90;h t为下游水深,m;H为堰顶水头,m;h c为εe;e为闸门开启高度,m;ε为垂向收缩系数,由文献[1]拟合为下式.ε=6.0×10-7α3-6.0×10-5α2-0.0028α+0.9325(3)式中,α是指弧形闸门底缘的切线与水平线夹角, (°),由下式计算[1]:cosα=C-3R(4)其中:C为弧形闸门转轴的高度,m,C=4.7m;R 为弧形闸门的半径,m,R=6.1m.3.2 过闸流量计算公式由于实际流量和经验公式的计算结果存在偏差,因而,大和水闸的过闸流量计算公式,主要是对文献[1]中的计算公式进行修正:Q0=53 第5期吴门伍等:大和水闸过闸流量分析图1 e =1.5m 时闸前流速分布图式中:Q 0为过闸流量,m 3/s ;n 为闸门开启孔数,对于大和水闸n =4;b 为闸孔净宽,m ,b =10m ;μ0为流量系数,μ0=0.97-0.258π180α-0.56-0.258π180αeH(6) 根据实测资料拟合得到水闸自由出流时实际过流流量的计算公式:Q Z =k 1Q 0+k 0(7)式中:Q Z 为闸孔自由出流时实际过流流量,m 3/s ;k 1=-0.0364e 5+0.2872e 4-0.84e 3+1.1427e 2-0.7995e +1.0713;(8)k 0=12.837e 5-97.053e 4+262.98e 3-283.85e 2+141.59e -27.043.(9)由此,得到水闸淹没出流时实际过流流量的计算公式:Q Y =C 1δ0Q 0H-C 0(10)式中:Q Y 为闸孔淹没出流时实际过流流量,m 3/s ;C 1=1.7005e 2-19.957e +76.262;(11)C 0=15.16e 3-128.59e 2-137.22e +2435; (12)δ0为淹没系数,δ0=1-h t H1-e εH .(13)3.3 计算公式的验证图2(a )、(b )分别是自由出流和淹没出流时实测值与拟合值的验证图.图2 实测值与拟合值验证图 从验证的结果看,在所提出的确定自由出流情况下,实测值与拟合值的效果比较好,其中流量最大误差只有2%;对于淹没出流情况,由于上下游水(下转第78页)荷载分项系数和可变荷载分项系数.本文建议的γG=1.3,γQ=1.5的荷载分项系数取值方案,不仅可使我国规范的安全度设置水平与国外的安全度设置水平相近,而且可使γQ/γG的比值控制在较合理的范围内.(3)当取γG=1.3,γQ=1.5时,似可不再考虑结构的重要性系数γ0,这不仅方便了设计应用,而且与国外做法相一致,便于与国际先进规范接轨.参考文献:[1] 陈肇元.要大幅度提高建筑结构设计的安全度[J].建筑结构,1999(1):3-6.[2] 蒋莼秋.关于发展和完善结构设计安全度问题的探讨[J].工程建设标准化,1999(3):35-37.[3] 陈基发.如何看待结构的安全度[J].工程建设标准化,1999(6):25-28.[4] 李顺明,胡德炘.我国建筑结构设计可靠度设定水平的分析与改进意见[J].建筑科学,1999(5):26-29. [5] 陈雪庭.要区别对待“大幅度提高我国各种建筑结构设计的安全度”[J].建筑科学,1999(5):32-33,35. [6] 戴国欣,夏正中,黄友明.钢结构规范安全度及相关问题评述[J].建筑科学,1999(5):34-35.[7] 侯建国,李春霞,刘晓华,等.关于荷载分项系数的修订建议[J].工程建设标准化,2000(5):34-36.[8] GBJ17-88,钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,1989.[9] Loads and Resistance Factor Desig n Specification[S].American Institute of Steel Constructions,Chicag o,1993.[10]李进军译.英国钢结构规范BS5950第一部分:热轧钢简支和连续结构设计介绍(Ⅰ)[J].建筑钢结构进展,1999(1):55-60.(上接第54页)位及水位差同时影响水闸过流能力,因此所确定的统一计算公式计算精度较差,相对误差较大,达到了20%.4 结 语闸孔出流虽然有一些经验公式,但是这些公式还不适合所有情形的水闸,特别是对于闸前水流结果比较紊乱时,还没有较好的解决方法.通过实验研究发现,大和水闸过流能力由于上游河道所造成的闸前回流、流向与水闸纵向轴线偏角大于0和流速分布不对称而降低,小于理论值.这偏小是系统性的.通过模型实验可以确定大和水闸自由出流实际过流流量与理论计算值的关系,当过闸水流为自由出流时,可以采用本文建立的自由出流计算模式计算,并且具有很高的精度,最大误差只有2%.当过闸水流为淹没出流时,也可以采用本文建立的淹没出流计算模式进行计算.虽然偏差较大,达到20%,但是计算模型简单,基本上也能够适用于大和水闸.参考文献:[1] 武汉水利电力学院水力学教研室.水力学下册[M].北京:高等教育出版社,1987.[2] 清华大学水力学教研组.水力学下册(1980年修订版)[M].北京:人民教育出版社,1981.。