堰闸布置方案对天然分汊河道水流特性的影响
拦河坝设计规范中的水力特性分析及泄洪设计
拦河坝设计规范中的水力特性分析及泄洪设计拦河坝是一种用于控制河流水位，防止洪水泛滥的重要工程设施。
在拦河坝的设计规范中，水力特性分析及泄洪设计是非常重要的环节。
水力特性分析主要是研究坝体内、外水流的特点和行为规律，以确定合适的泄洪方式和坝体结构的尺寸。
首先，水力特性分析需要进行坝体内水流的计算和分析。
通过建立数学模型，分析坝体内水流的流速、流量等参数的分布和变化规律。
这些参数与拦河坝的结构尺寸、坝体几何形状以及泄洪方式等因素密切相关。
水流流速和流量的分析可以帮助工程师确定泄洪通道的尺寸和形状，以保证在洪峰期间能够将足够的洪水顺利泄放出来。
其次，水力特性分析还需要考虑坝体外水流的行为。
这主要涉及洪水水位的变化、波浪的生成和传播等。
通过分析洪水水位的变化规律，可以确定坝体的最大承载能力和抗洪能力，以保证坝体结构的安全稳定。
同时，波浪的生成和传播对于坝体结构的设计也有重要影响。
工程师需要合理设计坝体的形状和材料，以减小洪水波浪对坝体的冲击和破坏。
在水力特性分析的基础上，泄洪设计起着关键的作用。
泄洪设计主要是确定合适的泄洪通道和泄洪设备，以有效地控制洪水的流量和水位。
泄洪通道的设计应考虑坝体的结构特点和周围地形的限制。
通过合理地设置泄洪孔、泄洪闸等设施，可以实现洪水的流量调节和泄洪主动控制。
此外，泄洪设计还需要充分考虑洪水的冲击力和扬程等因素，以保证泄洪设施的可靠性和稳定性。
总之，在拦河坝的设计规范中，水力特性分析及泄洪设计是工程师十分重视的内容。
水力特性分析包括了坝体内、外的水流行为的计算和分析，通过确定水流参数的分布和变化规律，可以为泄洪设计提供参考依据。
泄洪设计则是考虑洪水的流量、水位和冲击力等因素，通过合理地设计泄洪通道和设施，实现对洪水的有效控制。
通过科学地进行水力特性分析及泄洪设计，可以确保拦河坝的安全可靠性，实现对洪水的有效防控。
导流墙对闸后三元水流特性的影响
第4期 水利水运工程学报No.4 2018 年 8 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Aug. 2018D O I：10.16198/ki.l009-640X.2018.04.010梁晓，郄志红，吴鑫淼，等.导流墙对闸后三元水流特性的影响[J].水利水运工程学报，2018(4): 68-74. (LIANG Xia〇, QIE Zhihong, W U Xinmiao, et a l. Influences of training wall on 3D flow property behind sluice[ J]. Hydro-Science and Engineering, 2018 (4) ： 68-74. (in Chinese))导流墙对闸后三元水流特性的影响梁晓，郄志红，吴鑫淼，冉彦立(河北农业大学城乡建设学院，河北保定071001)主商要：为避免或减轻多孔水闸少数孔开启时产生的突扩式三元水跃及次生二次水跃对闸后防冲设施及河道的冲刷破坏，针对平板闸门单孔开启和连续3孔开启情况，在消力池中分别设置4种不同长度导流墙，通过物理模型试验和三维数值模拟研究了相应水跃特性及流速、流态特征。
模型比尺采用1 :100,数值模拟采用R N G A x紊流模型和V O F方法。
结果表明:在连续3孔闸门开启，闸门开度为1 m的试验条件下，导流墙长度为消力池长度的50%, 60%, 75%和100%时与未加导流墙情况相比，跃后水深分别降低了 4. 16%, 1.66%, 1.94%和2.22%;二次水跃距离分别缩短了 17. 14%，14.29%, 2.86%和1.43%。
导流墙长度为消力池长度的50%时跃后水深与二次水跃距离降幅最大，海漫上流速分布更加均匀。
试验结果可为闸下消能设计和工程运行管理应用提供借鉴和参考。
关键词：三元水流；二次水跃；导流墙；数值模拟；流场分析中图分类号：TV653 文献标志码：A文章编号：1009-640X(2018)04-0068-07北方缺水地区平原河道上的多孔节制闸或蓄排兼用水闸，除在汛期可能全部开闸放水外，多数情况为少 数孔局部开启运用，闸后为流态复杂的三元水流，但现行的水闸设计规范仍推荐按二元水跃问题计算和设计 消能设施[1]，河北吴桥，山东辛集、庆云等不少水闸工程均因这种二元设计三元运行受到冲刷破坏[2-3]。
闸坝调控对河流水生态环境影响特征分析
闸坝调控对河流水生态环境影响特征分析闸坝调控是指通过建设水利设施（如水闸、防洪堤、堰坝等）对河流水流进行调节，以实现合理利用水资源、防洪抗旱、发电、航运等目的。
然而，闸坝调控也会对河流的水生态环境产生一定的影响。
本文就闸坝调控对河流水生态环境的影响特征进行分析。
首先，闸坝调控对河流生态环境的影响主要表现在水文变化方面。
由于闸坝的建设，河流水文过程会发生变化，比如水位变化、流速变化、水温变化等。
这些变化对河流的水生态环境会带来巨大的影响。
比如，水位上涨会导致水中的氧气减少，对水生生物的生存和繁殖产生影响；水温的变化也会对水生生物的生存和繁殖产生影响。
此外，由于水文变化还会引起水体中营养物质和污染物质的扩散、改变水体的流动形态，进而影响水生生物的生存和繁殖。
其次，建设闸坝会破坏河流的生态系统。
闸坝建设需要开发河道两侧的土地，可能会破坏当地的自然环境，导致生态系统失衡。
比如，河道两侧的植被会被破坏，对当地的植被生态环境形成一定的影响；建设闸坝还可能会影响河流的洄游鱼类的生存和繁殖，破坏河流的生态系统。
第三，长期的闸坝调控还可能会导致水土流失加重、河床淤积等问题。
由于闸坝调控，河流的水势被限制，流速下降，水体中的泥沙和砾石会逐渐沉积在河床上，导致河床淤积。
河床淤积对河流生态环境的影响很大，由于淤积物阻挡了水流的流动，会导致河床变窄，流量减少，河流水质受到影响。
同时，河床淤积还会导致底部生态环境的变化，如枯枝败叶等生物残渣对河床生态的影响。
此外，长期的闸坝调控还可能导致河岸和河床的水土流失加重，破坏当地自然生态环境。
最后，闸坝调控对河流的河型变幻也会造成一定的影响。
闸坝建设会改变河流的其他物理特征，如河道的宽度和深度，河道的形态也会发生变化。
河道的形态是河流生态环境的重要组成部分，变化对河流的生态环境形成不良的影响。
堰流和闸下出流
图8-1所示，表征堰流的特征量有：堰宽b，即水流漫过堰顶的宽度；堰，即堰上游水位在堰顶上的最大超高；堰壁厚度δ和它的剖面形状；下及下游水位高出堰顶的高度Δ；堰上、下游高P及P′；δ的大小将堰划分为三种基本类型。
根据堰流的水力特点，可按Hδ＜0.67，水流越过堰顶时，堰顶厚度(Sharp_Crested Weir) H不影响水流的特性，如图8-2a所示。
薄壁堰根据堰口的形状，一般有矩形堰、三角堰和梯形堰等。
薄壁堰主要用作量测流量的一种设备。
δ＜2.5，堰顶厚度δ对水舌的形状已有(Practical Weir) 0.67＜H图8-2H＞10时，沿程水头损失逐渐起主要作用，不再属于堰流的范畴。
堰流形式虽多，但其流动却具有一些共同特征。
水流趋近堰顶时，流股断面收缩，流速增大，动能增加而势能减小，故水面有明显降落。
从作用力方面看，重力作用是主要的；堰顶流速变化大，且流线弯曲，属于急变流动，惯性力作用也显著；在曲率大的情况下有时表面张力也有影响；因溢流在堰顶上的流程短H)，粘性阻力作用小。
在能量损失上主要是局部水头损失，沿程水头损失可忽略不计(如宽顶堰和实用堰)，或无沿程水头损失(如薄壁堰)。
由于上述共同特征，堰流基本公式可具有同样的形式。
δ以外，堰流与下游水位的联接关系也是一个重影响堰流性质的因素除了H图8-3及堰顶断面1-1列出能量方程，以通过堰顶的水平面为基准断面为渐变流；而1-1断面由于流线弯曲属急变流，过水断面上测压管水头不为常数，故用(p z γ+)表示1-1断面上测压管水头平均值。
由此可得2002v H g α+=(p z γ+)+()2112v gαζ+图8-4测量流量用的矩形薄壁堰，一般都做得和上游进水槽一样宽，这样，水流通过堰口时，不会产生侧向收缩。
堰顶必须做成向下游倾斜的锐角薄壁角薄壁，以便水流过堰后就不再和堰壁接触，溢流水舌有稳定的外形。
同时，应在紧靠堰板下游侧墙内埋设通气孔，使水舌内外缘空气压强相等，以保证通过水舌内缘最高点的铅直断面上也能具有稳定的流速分布和压强分布，从而有稳定的矩形薄壁堰无侧向收缩自由溢流的水舌形状矩形薄壁堰稳定水舌的轮廓，巴赞(H.E.Bazin)做了富有意义的观测。
泄水闸开启方式对通航水流条件的影响
泄水闸开启方式对通航水流条件的影响伍志元;蒋昌波;陈杰;邓斌;杨武【摘要】The sluice gates of the Baishiyao Hydro-Junction in the Beijiang River were selected to study the influence of the sluice gate opening mode on flow features and navigation flow conditions in the entrance area of an approaching channel downstream of the hydro-junction. Three-dimensional ( 3D ) numerical simulation was conducted on the influence of different sluice gate opening modes on the navigation flow conditions in the entrance area of the downstream approaching channel. The results show that the influence of sluice gate opening modes on the navigation conditions is small when the flow is low, and the influence of sluice gate opening modes on the navigation conditions is large when the flow is high. For the sluice gates of the Baishiyao Hydro-Junction, a single opening of the left sluice gate or intensive opening of the left sluice gate with opening at intervals of the right sluice gate will prevent the navigation flow conditions of the right side of the first-line ship lock from meeting the requirements in the entrance area of the downstream approaching channel. To ensure the safety of navigation, it is suggested that the right sluice gate of the Baishiyao Hydro-Junction be opened or else all the sluice gates be opened during flood drainage.%为研究闸门开启方式对枢纽下游引航道口门区水流特征及通航水流条件的影响，以北江白石窑枢纽泄水闸为例，针对不同闸门开启方式对下游引航道口门区通航水流条件的影响开展三维数值模拟研究。
8第八章 堰流和闸孔出流
H
二、闸孔出流
• 水流受闸门控制而 从建筑物顶部与闸 门下缘间孔口流出 时，这种水流状态 叫做闸孔出流。
当顶部闸门完全开启，闸门下缘脱离水面， 闸门对水流不起控制作用时，水流从建筑 物顶部自由下泄，这种水流状态称为堰流。
三、堰流和闸孔出流的共同点
(1)从力的角度，堰流和闸孔出流都是因水闸或溢流 坝等建筑物壅高了上游水位，在重力作用下形成 的水流运动。 (2)从能量的观点来看，出流的过程都是一种势能转 化为动能的过程。 (3)这两种水流都是在较短的距离内流线发生急剧弯 曲，离心惯性力对建筑物表面的压强分布及建筑 物的过水能力均有一定影响。 (4)都属于明渠急变流,其出流过程的能量损失主要 是局部损失。
• 特征：小桥的底板一般与河床底板齐平。由于桥 墩受侧向收缩的影响，使水流的过水断面变小， 形成局部阻力。水流在桥孔前水位壅高，进入桥 孔后，流速增加，造成水面一次跌落；当水流流 出桥孔后，由于水面变宽，又产生局部阻力，使 水面再一次跌落。 • 计算特点：运用宽顶堰流的理论，水力现象与宽 顶堰水流过程相似。
§8-6 闸孔出流
当闸门对过堰水流有控制作用时为闸孔出流
一、闸门的分类
平板闸门
弧型闸门
实际工程中的水闸，闸底坎一般为宽顶堰或曲 线型实用堰。而且有分为自由出流和淹没出流
二、宽顶堰闸孔出流
闸孔出流受水跃位置的影响可分为自由出流及淹 没出流二种。如图
设收缩水深hc的跃后水深为hc’’。 若ht≤hc’’，则水跃发生在收缩断面处或收缩断面下 游。下游水深的大小不影响闸孔出流，称做闸孔 自由出流 若ht＞hc’’ ，则水跃发生在收缩断面上游，水跃旋 滚覆盖了收缩断面，称为闸孔淹没出流。通过闸 孔的流量随下游水深ht的增大而减小。
水利工程中水闸设计的要点及注意事项分析帕合尔
水利工程中水闸设计的要点及注意事项分析帕合尔•阿合买提发布时间：2021-09-25T11:30:16.618Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：帕合尔•阿合买提[导读] 在当前社会经济快速发展的背景下，我国水利工程建设取得了一定的进步，为我国国民经济发展以及公共服务事业做出了突出贡献，其得益于水利水电工程的科学合理设计。
而在实际中，水闸设计是其关键要点之一，对水利水电工程的功能发挥具有积极影响。
本文主要阐述水闸的分类，论述水闸设计的重要性，并分析当前水闸设计工作中存在的问题，提出相关应对措施，旨在进一步提高水闸设计质量，为水利工程建设提供借鉴和参考新疆金沟河流域管理局水利管理中心新疆 832100摘要：在当前社会经济快速发展的背景下，我国水利工程建设取得了一定的进步，为我国国民经济发展以及公共服务事业做出了突出贡献，其得益于水利水电工程的科学合理设计。
而在实际中，水闸设计是其关键要点之一，对水利水电工程的功能发挥具有积极影响。
本文主要阐述水闸的分类，论述水闸设计的重要性，并分析当前水闸设计工作中存在的问题，提出相关应对措施，旨在进一步提高水闸设计质量，为水利工程建设提供借鉴和参考。
关键词:水利工程；水闸设计；要点；注意事项引言水利工程在水闸的设计上，要顾及到很多因素条件的制约和带来的影响。
例如水闸的选址于水流的渗透，预防水闸本身出现的裂缝或对地基进行加固等方面，都会对水闸施工造成影响。
所以，水闸的设计人员需要充分考虑到实际因素的制约，整理出完善的设计思路，把握设计的要点，最终决定水闸的设计与具体施工工艺。
1水闸的重要性水闸设施是水利水电工程中的一个重要设施，其关系到工程作用的发挥效果。
因此设计人员与施工技术人员要加强联系和沟通，结合工程实际需求以及条件，全面分析水闸设计方案，促使生产质量与我国相关的硬件设备标准规范相符合，以提高水闸的使用价值，有效控制水利水电工程的硬件生产质量，满足现代化水利水电工程设计要求。
心滩守护工程影响航道水流特性的数值模拟_闫军
及2.5 m共3个纵剖面上计算值与实测值的比较。从 图上可以看出，不同试验条件下，不同纵剖面上模
图3～5分别为工况 1～3条件下在y=0.5 m,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.5 m
( 1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
YAN Jun1, 2, LIU Huai-han2, YUE Zhi-yuan2, CAO Zhi-xian1, ZHENG Li2, FU Zhong-min2 2. Yangtze River Waterway Research Institute, Wuhan 430011, China)
第7期
闫
军，等：心滩守护工程影响航道水流特性的数值模拟*
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ӬЊᓫཁ ӬЊ˖ॶ ndi,2 ci,1 ni,1 L i,1 ci,2 L i,2 ci ci,3 ndi,3 Li,3 ndi,1
于模型建立的细节可以参考文献[9]。 模型在时间上的离散采用的是显示格式，为 了保证模型的稳定性，需要满足 CFL （ CourantFriedrichs-Levy）线性稳定条件：
（7）
式中： U i和 S fi为体积平均值，存储在网格中心； E 为单元界面的法向通量，n=(nx, ny)为界面法向单 位向量；ΔLi,j为第i个单元对应的第j条边的长度。
* *
文模型采用HLLC 近似黎曼算子计算界面通量[6]。 为了实现模型的二阶精度，在空间上采用 MUSCL 数据重构，在时间上采用预测-校正步。方程 （6）的源项由底坡项和阻力项组成，采用Valiani 和Begnudelli 提出的DFB方法处理底坡项，为了避
分水口运用对渠道水力特性的影响研究
分水口运用对渠道水力特性的影响研究作者：穆祥鹏郭晓晨陈文学崔巍王琦来源：《南水北调与水利科技》2008年第06期摘要：正确分析与研究渠系在非恒定流工况下的水流特性，对于渠道的设计、运行方案制定以及控制方式选择都具有重要意义。
现以南水北调中线总干渠为研究对象，通过构建一维的非恒定流仿真模型，对表征分水口流量变化的特征参数进行敏感性分析，研究其对渠道水力响应的影响程度以及规律，研究表明，分水流量增加（减小）幅度与渠道的水位降落（升高）速率呈线性正比关系，分水流量的变化幅度是影响渠道水位变化速率的敏感因素；最后对相邻分水口取水流量配合变化的模式进行研究，指出在可能的情况下，相邻分水口的流量分配可以按照相互补充的方式进行调节。
关键词：南水北调中线；分水口；水力特性；流量；水位中图分类号：TV133.2文献标识码：A文章编号：1672-1683（2008）06-0001-05Study on the Effect of Diversions on the Flow Characteristics in ChannelMU Xiang-peng, GUO Xiao-chen, CHEN Wen-xue, CUI Wei, WANG Qi(China Institute of water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China)Abstract: The study on the flow characteristics of unsteady flow in channel systems is important to the design, operation and control of the water transfer channel. Based on the middle route of South-to-North Water Transfer Project, the sensitivity analysis to the characteristic parameters that reflect the variations in diversion discharge is done and then the effect of these parameters on hydraulic response of channel is researched by mathematical model. The results show that the variations range in diversion discharge is the sensitive factor to the water level in channel and the lowering (or raising) rateof water level in channel is linear direct proportion to the increase (or decrease)range of diversion discharge. Finally the cooperation pattern of adjacent diversions is analyzed and it is showed that the adjacent diversions can be operated in mutual complementation pattern when condition allowed.Key words: middle route of South-to-North Water Transfer Project; diversions; hydraulic characteristics; discharge; water level1 研究背景渠道运行控制的要求是：在输水任务调整时，渠道水位稳定，水位变率控制在安全范围内，并且尽快实现过渡过程的转换。
堰流、闸孔出流及泄水建筑物下游的消能与衔接
1.曲线型实用堰的剖面形状
曲线型实用堰比较合理的剖面形状应当具有 下列几个优点： (1) 过水能力大(2)堰面不出现 过大的负压(3) 经济、稳定
目前我国采用较多的剖面 是：美国水道试验站WES 型剖面堰。见图
WES剖面如图
堰顶曲线BC对水流特性的影响最大，是设 计曲线实用堰剖面形状的关键。国内外设计堰 剖面形状有许多方法，主要区别在于曲线段BC 如何确定。
▪研究闸堰过流主要解决的问题是： ✓过流时的水流流态 ✓过流能力的计算
1.定义
闸孔出流 水流受到闸门的控制。闸前水位壅高，水
流从闸门底缘与闸底板间的孔口（闸孔）出 流，其过水断面受到闸门开启尺寸大小的限 制，其自由水面在闸门后处断开，闸门上下 游水位是不连续的。
堰顶溢流 当顶部闸门完全开启，闸门下缘脱离水面
解：
e 1 0.20.75 为闸孔出流 H5
0.685 0.19 e 0.685 0.19 0.2 0.647
H
通过闸孔的流量为
Q be 2gH 0.6475714.43 5 244.17m3 / s
第六节 泄水建筑物下游的消能与衔接
天然河道中水流一般属缓流，但当河道中修 建了闸、坝等泄水建筑物后，抬高水位，上下游 形成落差ΔH，下泄水流往往具有很高的流速，
舌扩散，流速 分布调整及底 部旋滚与主流 的相互作用而 消除。
（4）戽流式消能
水利工程中有时需结合具体工程的需要， 将三种消能方式结合应用。下图采用消能戽 就是一种底流和面流结合应用的实例。
宽顶堰的淹没系数 s 表
hs/H0 0.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 σs 1.00 0.995 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.93 0.90 0.87
拦河坝设计中的水力特性考虑与优化分析
拦河坝设计中的水力特性考虑与优化分析水利工程的设计中，拦河坝起到了调节水流、蓄水、供水等重要作用。
在拦河坝设计过程中，考虑水力特性是必不可少的。
本文将分析拦河坝设计中的水力特性，并提出相应的优化措施。
1. 水力特性分析拦河坝设计涉及到水流的稳定性、坝体受力分布、洪水控制等因素的考虑。
首先，需要对水流的水位、流速、流量进行详细的测算和分析。
根据实际情况，确定坝体所受水流的最大能力，从而保证坝体的安全性和稳定性。
2. 水力特性优化分析（1）坝底流速分析：在拦河坝设计中，坝底流速是一个重要的考量指标。
通过对坝底流速的分析，可以评估水流对坝体的冲刷和侵蚀程度。
可以采用物理试验、数值模拟等方法，对水流在坝体下游的流速进行测算和分析。
如果坝底流速超过了设计范围，则需要调整坝体的形状，使其能够更好地抵御水流的冲击和侵蚀。
（2）洪水控制分析：在拦河坝的设计中，洪水控制是一个重要的考虑因素。
需要确定坝体的拦洪水位和洪峰流量，并根据这些参数进行设计。
通过对洪水控制分析，可以合理地规划拦河坝的坝身高度和宽度，以及泄洪设施的设计，确保在洪水期间能够安全地控制洪水，减轻附近地区的灾害风险。
（3）坝体受力分析：在拦河坝设计中，坝体的受力分析是必不可少的。
通过对坝体受力的分析，可以确定坝体的结构形式和材料。
要考虑到坝体承受的水压力、水流力以及地震力等因素，并根据这些力的大小和方向进行设计。
坝体结构的合理设计可以保证坝体的安全性和长期稳定性。
3. 水力特性考虑的优化措施（1）改变坝型设计：当存在坝底流速过大的情况时，可以采取改变坝型设计的方法。
例如，可以增加坝体的长度和曲线度，减小坝体的坡度，从而减小水流冲击和侵蚀的可能性。
（2）设置泄洪设施：在拦河坝设计中，设置合适的泄洪设施是非常重要的。
通过合理设置泄洪设施，可以有效地控制洪水，减轻对坝体的压力和影响。
（3）加强结构设计：拦河坝的结构设计需要充分考虑坝体所承受的水压力和水流力。
浅谈分洪闸水力设计
分洪 闸一般 下泄流量集 中 ，单宽 大 于 １。 ， ５ ６ 为 宜 。 ０ 以 。～ 。
４、始放 过 程
闸孔泄流 （ 分洪 ） 能力 ， 下游水流衔接 ， 流量较大 ，以至下泄 的水 流具有更 高 始放 过程等 内容。其 中分流 比 （ 分洪 的流速 ，大 大超过下游河道 所能承受 设计的主要特点 。
太多 ，至今有 理论 分析成果 的报 道不 开收缩断 面向下游移动 ，形 成远离水 状 况 ． 始放 流 量 过 大 ， 若 势必 引 起 下
下游 水 流衔 接形 态 的判 游 河床 的 冲刷 ， 多。但根据水流运动规律 ， 其计算可采 跃 。由此 可 知 ， 如据此 设 计消 能不 仅
， 比较成熟 ，通 常可采用等落差 分流 比 跃 后 水 深 ｈ” 与 闸下 水 深 ｈ 进 行 比 过 程计 算就是要确定 闸 门的初 始开启
计算方法 ，即水 面线计 算方法或 最小 较 ： ｈ”ｈ， 若 则水 跃在 收缩 断 面处发 高度 和始放流量 以及 闸门逐步开启 的 ＝
能耗法。
生， 称之 为临界水 跃 ； ｈ”ｈ， 若 则水跃 适宜次数。 ＜
由于 分洪 闸 闸下 通 常 接 滞 洪 区
对于分洪河道 不再 与原河 流汇合 向前移动 ，将 收缩断面淹没 而涌 向水
常处 于无 水或 水位 很低 的 情况下 的分流 比的计算 由于涉 及因素 闸 ， 形成淹没 水跃 ； ｈ”ｈ， 若 则水跃离 或 分洪 道 ， ＞
不 分 洪时 ， 前也 会 产生 淤积 ； 底 流 ， 之 为 孔 流 。 闸 渠 反
的三 种 主要 形 式 。
也不 宜偏低 ， 若渠底 高程 与 主河道 底
同时 ，闸孔 的泄流能力计 算还 与
淹没孔口出流堰渠设计
淹没孔口出流堰渠设计一、引言淹没孔口出流堰渠设计是水利工程中的重要环节，它涉及到水流流速的控制、水流的导流以及渠道的稳定性等问题。
本文将从以下几个方面对淹没孔口出流堰渠设计进行探讨。
二、淹没孔口出流堰渠的作用淹没孔口出流堰渠通常用于水库泄洪、降低堰下游的洪水位、控制河流水位等。
它通过设置出流堰渠，在水流通过淹没孔口时产生强烈的湍流，减小水流冲击力，达到控制洪水的目的。
三、淹没孔口出流堰渠的设计要求淹没孔口出流堰渠的设计要满足以下几个要求：1. 安全性要求出流堰渠的设计应保证其结构稳定，能够承受洪水冲击力和堰体自重压力。
在设计过程中需要考虑地质条件、堰的高度、坡度等因素，确保堰体的稳固性。
2. 淹没孔口的尺寸与数量淹没孔口的尺寸与数量应根据工程需要进行合理的确定。
尺寸过大会增加工程的投入和建设难度，尺寸过小则无法满足泄洪的要求。
而淹没孔口的数量则取决于出流堰渠的设计流量。
3. 出流能力和排泥能力淹没孔口出流堰渠应具备足够的出流能力，以确保在洪峰期间能够快速泄洪，降低下游的洪水位。
同时，它还应具备一定的排泥能力，防止悬浮物和泥沙对堰内渠道的堵塞。
4. 水流的导流能力淹没孔口出流堰渠的设计还要考虑到水流的导流能力。
在设计过程中需合理选择渠道的形状和尺寸，以确保水流的顺利流动。
此外，还需要考虑渠道的内壁防冲刷和堵塞问题。
四、淹没孔口出流堰渠的设计方法淹没孔口出流堰渠的设计方法根据具体工程条件的不同而有所差异。
但一般可以按照以下步骤进行：1. 数据收集与分析在进行淹没孔口出流堰渠设计之前，需要收集并分析与工程相关的气象、水文、地质等数据。
这些数据将对设计决策和参数确定有重要的指导作用。
2. 确定设计流量根据工程的实际需要和排洪要求，确定淹没孔口出流堰渠的设计流量。
设计流量的确定需要综合考虑水文数据、河道形态和洪水频率等因素。
3. 选择出流堰渠的类型和尺寸根据设计流量和工程条件，选择合适的出流堰渠类型，如溢流堰、节流堰等。
宽顶堰上闸门对水流影响分析
宽顶堰上闸门对水流影响分析摘要：在实际工程中，宽顶堰上设置闸门情况应用十分广泛。
因此，分析出宽顶堰上设置闸门对下游水流流态的影响，对实际工程应用和理论研究都具有很大的应用价值。
本文首先陈述了目前的对宽顶堰上设置闸门情况下的闸孔淹没出流问题的计算方法，分析出目前应用的的淹没出流的判别方式是不正确的，即不能直接将水平底板上的闸孔淹没出流判别方式直接应用到宽顶堰上设置闸门情况下。
并提出了引入一个淹没系数修正系数的方法，给出了针对宽顶堰上设置闸门情况下的新的闸孔出流淹没出流的判别方法。
关键词：宽顶堰；闸门；淹没出流；水流流态1、引言在水利工程的应用中，为了更好的控制河道、渠道的引水和泄水，经常在河道、渠道行修建水闸、各种类型的堰等引、泄水建筑物。
堰是一种能够用以阻挡低水位水流、壅高上游水位并能承受水流经其顶部自然下泄的泄水建筑物，堰的主要功能是控制水库和河道、渠道水位和宣泄洪水。
水闸是修建在河道、渠道上利用闸门开闭及开度控制流量、调节水位水工建筑物，主要是用于低水头水位的调节。
与堰不同的是，水闸可以使水流从闸门底缘与闸底板之间的孔口流出，因此，水闸可以更加灵活的控制、调节过闸流量。
水闸在输水洞进口或末端、溢洪道的进口、泄洪洞进口、引水渠渠首等位置得到广泛的应用。
2、淹没出流现状曲线型实用堰上设置闸门情况下的出流方式多为自由出流，其他几种堰的出流方式则可能为自由出流，也可能为淹没出流。
对于宽顶堰上闸孔淹没出流情况，在水力计算中主要涉及两个问题：一个是宽顶堰上闸孔淹没出流的判别方式，另一个是淹没系数的计算方法。
对于水平底板上的闸孔淹没出流，目前水力学计算理论上已经具有很成熟的、应用广泛的、与实际情况吻合良好的淹没出流判别方式和淹没系数的计算方法。
但对于宽顶堰上设置闸门的闸孔淹没出流情况，目前还没有比较成熟的、应用广泛的、与实际情况吻合良好的淹没出流判别方式和淹没系数的计算方法。
目前，在涉及到宽顶堰上设置闸门情况下的闸孔淹没出流的实际工程中，通常是在设计过程，将宽顶堰近似的看做平底板上，按照平底板上的闸孔淹没出流情况进行设计；对于一些大、中型或重要的工程，则需要通过物理模型试验或数值模拟的方法来分析具体工程中的水闸过流流态，再根据理模型试验或数值模拟所得的实验数据和结果，确定只适用于该工程的出淹没系数或包含淹没系数在内的综合流量系数。
河闸工程方案设计论文
河闸工程方案设计论文清晨的阳光透过窗帘，洒在我的书桌上，我开始构思这个河闸工程方案设计论文。
十年的经验让我对这个领域有了深刻的理解，我将用意识流的方式，将我的想法一股脑儿地倾泻出来。
一、项目背景近年来，随着我国经济的快速发展，水资源的需求日益增长。
为了合理利用水资源，保障河流生态环境，提高防洪排涝能力，河闸工程的建设显得尤为重要。
本项目旨在设计一座具有调节水资源、防洪排涝、生态保护等多功能于一体的河闸工程。
二、工程目标1.调节水资源：根据季节性水位变化，合理调配水资源，满足农业、工业、生活等用水需求。
2.防洪排涝：提高河流防洪排涝能力，减轻洪水灾害对周边地区的影响。
3.生态保护：保障河流生态环境，维护生物多样性。
4.旅游观光：充分利用河闸工程景观资源，打造旅游观光景点。
三、工程方案设计1.工程布局河闸工程位于河流交汇处，采用双孔闸门设计，每孔净宽20米，总宽度40米。
工程包括上游蓄水区、下游泄洪区、闸室、引水渠道等部分。
2.闸门设计闸门采用平面钢闸门，门体厚度为16毫米，门叶尺寸为20米×10米。
闸门启闭设备为液压启闭机，具有自动调节功能，可根据水位变化自动启闭。
3.引水渠道设计引水渠道全长5公里，渠道底宽10米，水深3米。
渠道采用混凝土衬砌，两侧设置绿化带，提高渠道生态环境。
4.防洪排涝设计河闸工程上游蓄水区设有一座溢洪道，溢洪道宽度为30米，底宽20米。
溢洪道采用混凝土衬砌，两侧设置绿化带。
下游泄洪区设有一座排洪闸，闸门尺寸为10米×5米，采用液压启闭机。
5.生态保护设计6.旅游观光设计河闸工程周边设置观光区，区内设有观景平台、休息亭等设施。
利用河闸工程景观资源，打造旅游观光景点，吸引游客参观游玩。
四、工程投资及效益分析1.工程投资河闸工程总投资约为2亿元，其中construction费用1.5亿元，设备费用0.3亿元，其他费用0.2亿元。
2.效益分析（1）经济效益：河闸工程可提高水资源利用率，保障农业、工业、生活等用水需求，促进经济发展。
水利水电工程中水闸的设计分析 施恒舟
水利水电工程中水闸的设计分析施恒舟摘要：在水利水电工程中，水闸是具备一定独特性的存在，其自身承担着对水位的调节及对流量控制的作用，在水利水电工程投入使用后，可以通过闸门来进行挡水或泄水。
近些年来，我国的水利行业发展迅速，在水闸的设计环节也是在进行不断的创新，进而实现水利水电工程的经济效益的提高。
水利水电工程中水闸的设计是一项较为复杂的内容，在对其进行设计的过程会受到诸多因素的影响。
基于此，本文对水利水电工程中水闸的设计进行分析与论述。
关键词：水利水电工程；水闸；设计水闸在使用过程可以通过升降闸门来进行挡水与泄水，进而对水流量进行有效的控制与调节，在防洪、排水及发电等领域中都受到了广泛的应用。
一般在平原地区软基间水闸设施的过程中，需要对水流量、地质情况及消能防冲要求等因素进行综合性的考虑。
在正常情况下，水闸布置形式主要包括消力池、海漫及防冲墙。
其中消力池的作用是对水流的能量进行一定程度上的消除，防止水流对下游河床进行冲刷；海漫的作用是降低通过消力池的水流的底部流速，在最大限度上降低紊流，实现水流平稳性的扩散，对于水流的动能进行进一步的消除；而防冲墙的作用就是在海漫的末端进行防护，防止其被水流进行冲刷。
1.水闸的消能防冲设施出现损坏的原因分析1.1设计因素在设计过程中，对于地质条件的勘探不够细致，对水闸基础及河床的土质指标勘测不够全面，就会导致在设计过程中忽视相应的地质问题，进而使水闸基础出现不均匀沉降、消力池倾斜或倒塌等问题。
此外，在枢纽的布置过程中，如果布置不够合理，就会导致出现回流现象或偏向水流，甚至导致上游出现河床淤积问题，进而引起过闸水流量不合理的问题，对水闸消能防冲设施会产生冲刷破坏。
在设计过程中，消能防冲设施如果不能满足消能要求，就会对出闸水流的边界条件产生影响，进而导致消能防冲设施出现磨损或基础出现冲刷等问题。
在水闸设计过程中，防渗排水设计如果不够合理，就会导致水闸基础出现变形，进而引发流土破坏，进而致使下游设施出现损坏。
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D O I： 10.3969/j.issn.1008-1305. 2019.01.063揠闸布置方案对天然分汊河道水流特性的影响刘韶华(抚顺市水利勘测设计研究院有限公司，辽宁抚顺113006)摘要：分流堰作为一种较为有效的分流比调节方式，能够很好地实现调节河道分流比的效果。
以辽宁社河分流工程为例，对分汊河道水流的特性进行了研究分析，分别设计了原址堰闸与新址堰闸两种布置方式，发现当两种方案支汊分流比分别为45%和35?，即堰闸布置在下游时，堰闸调节分流比的能力更强；分汊点处水位分别为17.01m和18.12m，即堰闸处于原址支汊位置时，堰闸壅水作用更加明显；原址堰闸综合流量系数为0.39 ~0.52时，堰闸的过流能力较强，不利于支汊过流量的控制，为今后水利工程的研究提供数据支持。
关键词：分流堰；分汊河道；堰闸；壅水作用中图分类号：T V133文献标识码：B文章编号：1008-1305(2019)01-0218-05随着人类生产、生活水平的提高，自然状态 下各河流分支的流量往往不能满足人类的需求，河道分流建筑在保障下游河道两岸防洪安全以 及控制洪水期支流流量方面发挥的效果愈发显 著[1]%但近年来河道分流建筑的弊病也逐渐增 多，分流堰的分流效果优劣不一以及支汊河道 逐年淤积萎缩等问题严重阻碍水利工程的安全 运行，修建合适的分流堰能够有效解决困扰河 道两岸人类与环境协同发展的难题[2]%国内学者对天然分汊河道水流特性做了大量研究，文经纬[3]等人对不同的河道类型进行了归纳总结，提出了不同河型的形成是地质情况、边界条件 以及河道比降等共同作用的结果；徐芳[4]等人 利用室内试验对分汊河道的地质构造以及局部 耐冲节点间的关系进行了研究，得到了造成分 汊型河流的主要因素；杨玲霞[5]等将水流流态 划分为稳速区、潜流加速区以及滞留区等8个区 域，并对各区域大小和形成原因等进行了分析 研究，得到了分流比与相对流速间的关系。
本 文对不同分流堰闸的分布方式以及河道水流的 特性进行了系统的研究，以辽宁社河河道为试 验研究对象，对堰闸方案进行了设计，并对各 方案堰闸布置对分汊河道水流特性的影响进行 了对比研究，得到了较优的建堰方案，并针对 模型试验中出现的问题对方案进行了优化，为今后河道建筑的发展奠定基础。
1堰阐布置方案1.1堰闸布置方案基于分流建筑物水毁机理及天然河道的水流特 性，设计了两种堰闸建筑物方案[6-]。
1.1.1方案1#原址堰闸建筑物设计方案保留原有的过水土坝两侧堤防，拆除现有的 “U”型槽及下游消能建筑，设计堰顶高程为13.05m，水闸底板高程7.12m，闸室长15.00m，门高5.20m，单孔宽9.25m并在顶部设置胸墙。
沿社河干流上游至下游525m加固土堤，新建W E S实用堰，两侧堤顶宽5m，高程19.36m，堰面为钢筋 混凝土。
堰前左岸布置高程为15. 1m的戗台，与堰后修建的混凝土挡墙及石笼护岸共同作用，削弱 横向水流。
支汊下游左岸考虑斜向水流作用，选用 底流消能的方式修建消能工，消力池深3m，长45m，海漫长40m，斜向设计与堰轴线呈35。
夹角。
1.1.2方案2#新址堰闸建筑物设计方案将堰闸建筑物移至支汊下游550m位置处，将原有的上游堰体拆除，迎水面石笼防护，布置河道 分汊点分水导流戗台，减小进人支汊的流量，缩小 进水断面。
新址堰闸位于原堰体下游600m处，设 计堰顶高程为12.68m，堰上设5.00m宽工作桥，堰面铺设钢筋混凝土，堰闸右侧为净宽为12m的3收稿日期：2018-08-28作者筒介：刘韶华（1985年一），男，工程师。
• 218 •2000 4000 6000 8000 1000012000140001600018000干流流量/(m 3/s )图2方案2主支汊分流2.3各方案分流比综合分析图3为天然河道与两方案分流比的对比图，由 图可知，当干流流量低于10000m 3/s 时，两方案的 分流比相差不大；随着干流流量的增大，两方案的 支汊分流比都呈现逐渐增大的趋势，且方案1的增长幅度较大。
当流量大于16000m 3/s ，小于 18000m 3/S 时，与天然无河道的支流分流比相较， 方案1仅仅降低了 3?;当流量大于18000m 3/s 时， 方案1支汊分流比约为45%，而方案2的支汊分流 比约为35?，降低了 10?，较天然河道下降了 13?。
可见，方案2的限流功能更加明显，堰闸的 最佳布置位置为支汊进口下游，此时调节分流比的0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000干流流量/(m 3/s )图1方案1主支汊分流情况随着干流流量的增大，主支汊分流比逐渐趋于一致。
当干流流量大于4700m 3/s 时，随着干流流量的增 大，分流堰对流量的控制作用逐渐减小，支流的分 流比逐渐增大。
支流流量为6000m 3/s 时，超过限制 流量不足1?，通过闸门开度的有效配合，能够很好 地控制支流流量，堰高基本满足限流要求。
孔墙式水闸，左侧为W E S新型实用堰，堰闸上游铺盖长15m ，下游选用底流消能方式修建消能池， 池深2m ，池长45m 。
堰闸的闸室长15.00m ，门高 6m ，闸底板顶高程5. 60m ，顶部设胸墙。
1'试验测点布置1. 2.1 方案1 #原址堰闸建筑物设计方案测点 布置试验将整个河道划分为两个主系列桩号，支汊 为一系列桩号，范围为支0 +000—1 +000;干流及 主汊为一系列桩号，范围为干0 +000—干2 +400。
选取支汊8个关键断面，干流12个关键断面，对 河床的各个水力要素进行测量，各断面分别截取 5 ~9个断面测位，测速时，各测位由水深状况布 置1〜5个垂向测点)8_9*。
堰闸附近布置5个测量断 面，并沿堰轴向方向布置2个水闸测位，8个溢流 堰测位。
1. 2.2 方案2 #新址堰闸建筑物设计方案测点 布置试验选取河床支汊与干流各12个关键断面， 对各项水力要素进行测量，并根据断面宽度，截取 5 ~9个断面测位，测量流速时，根据水深情况布 置1 ~5个垂向测点。
堰闸附近布置5个测量断面， 沿堰轴线方向选取5个溢流堰测位，3个水闸 测位。
2堰阐布置方案对天然分汊河道分流比的影响2.1方案1分流比分析方案1主支汊分流情况如图1所示。
由图1可 知， 主支汊分流比随着干流流量的增大而逐渐趋于 一致。
当分流堰未过流，即西支堰前水位未超过堰 顶时，西支过流量仅由闸口控制。
当干流流量由 1500m 3/s 增大至5000m 3/s 时，闸后的流速增大， 堰前的水位升高，此时，需要减小闸门的开度，以 确保消力池后不出现二次水跃等水力现象。
干流流 量由5000m 2/s 增大到15000m 3/s 时，随着干流流 量的增大，支汊分流比逐渐增大，分流堰对流量的 控制作用减弱，总流量增大至17000m 3/s 时，主支 汊分流比相差较小。
通过增加堰高可达到减小支流 流量的目的，但增加堰高又会对上游防洪的要求增 高，增大了工程投资。
2.2方案2分流比分析方案2主支汊分流如图2所示。
由图2可知，-镔余•219 •效果取优。
0.8 r0.6--天然河道支汊分流比 -方案1支汊分流比 -方案2支汊分流比96200 400 600 8001000支汊桩号/m (b )方案2图5两方案支汊断面平均水位图3.2过流能力分析由图6两方案干流断面平均流速折线图可知"-干流流量18000m 3/s (尸=2%) -干流流量16000m 3/s (P ^2%) -干流流量12000m 3/s (P =2%) -干流流量8000m 3/s (P =2%) +干流流量4000m 3/s (P =2%)200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2200干流及支流桩号/m(a )方案12000 4000 6000 8000 10000120001400016000180002000022000干流流量/(m V s )图3分流比对比图3堰阐布置方案对天然分汊河道水位计过流能力的影响3.1河道水位及流速分析图4为两方案干流断面平均水位折线图，由图 可知，当流量低于6000m 3/s 时，两方案的水位沿0 200400 600800支汊桩号/m (a )方案12421桩号的变化基本相同。
分汊口上游水面坡度与河道 坡降抑制，受地形因素影响较大。
当流量大于 6000m 3/+小于12000m &/s 时，水位壅高现象明 显，河道坡降大于水面坡度。
桩号1 +000到1 + 700间均为支汊口门断面，壅水作用明显，两方案 存在明显的水面坡降。
当来流流量较大时，方案1 的支汊分流堰壅水作用更加明显，水面壅高，使得 1 + 300—1 + 500区域出现明显的水位升高状况。
方案2的分流堰建于支汊口下游，并未出现局部水 位升高的现象，受壅水作用影响较小。
由图5两种方案支汊断面平均水位折线图可知，两方案的建堰存在较大差异，方案2建于支汊 口断面下游550m 处，方案1分流堰建于支汊口断 面处，两方案的水面跌落位置不同。
当流量较小 时，两方案的堰前水位保持一致，随着流量的增大 方案1的堰前水位增大速率更大，受到河水的壅水 作用较大。
2115I 12爷9618-16*141210干流流量 16000m 3/s (/^2%)干流流量 12000m 3/s (i ^2%) 干流流量8000m 3/s 〇P =2%) 干流流量4000m 3/s (P =2%) 干流流量3000m 3/s (P =2%)200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2200干流及支流桩号/m(b )方案2图4两方案干流断面平均水位图-干流流量18000m 3/s (P =2%)-千流流量 16000m 3/s ^P =5%) -干流流量 12000m 3/s (P =6%) -干流流量8000m 3/s (P =8%) -干流流量4000m 3/s (P =10%)■4-25 211 11日/餐86 41111日/餐12W•220 •桩号0 +300—0 +500区域断面流速增大，受社河 大桥桥墩影响较明显。
河水进人支汊后，分流建筑 物的壅水作用降低，使得流速增大河道变窄。
桩号 1 +300之后，流速的增幅减小；在桩号1 +500断面位置，方案1的平均流速在2. 15 ~ 3.21m/s范围 内变化，方案2的平均流速在2.92 ~ 3.66m/s范围 内波动。
随着桩号的延伸，流量逐渐下降并趋于稳 定。
受地形、建筑物以及分汊河口的影响，方案1在堰前区域受壅水作用影响较大，流速波动范围 较小。