水力自动翻板闸门泄量计算方法的探讨_图文

1、第期年月广东水利水电水力自动翻板闸门泄量计算方法的探讨周永门，蔡红波（江西省水利科学研究院，江西南昌）摘要：针对安装有水力自动翻板闸门溢流坝（溢洪道）的泄量计算分析，提出一种较为筒便的水力自动翻板闸门泄量计算方法。关键词：水力自动翻扳闸门；溢流坝（溢洪道）；泄量计算；水力计算方法中圉分类号：文献标识码：文章编号：旬（）旬概述水力自动翻板闸门是利用水力和闸门重量平衡的原理，增设阻尼反馈系统来达到闸门随游水位升高而逐渐开启泄流；上游水位下降时，逐渐回关蓄水。它具有原理独特、作用微妙、结构简单、制造方便；施工简便、造价合理；自动起闭、运行时稳定性良好和管理方便安全、省人、省事、省时、省力等特点，许多

2、水库工程都采用水力自动翻板闸门进行泄洪。安装有水力自动翻板闸门的溢流坝（溢洪道）在进行泄量计算时由于水流过闸门后又混合在一起，相互影响，计算比较复杂，一般是通过水工模型试验来确定库水位与泄量的关系。本文通过分析比较，探讨一种较简单可行的水力自动翻板闸门泄量计算方法。泄量计算分析水力自动翻板闸门过水时，水流的流态很复杂。当库水位超过闸门顶一定水头后，闸门开启过水。过闸水流分为两部分，第一部分是通过闸门顶部的水流；第二部分是从闸底部通过的水流。过闸后，这两部分水流叉相互混合，很难将其截然分开，这样就无法直接套用实用堰、宽顶堰或薄壁堰上的闸孔出流公式进行泄量计算。为了计算简便，可将第一部分水流近似地

3、看作堰流，此部分流量可按矩形薄壁堰自由出流公式进行计算；第二部分水流近似地看作为孔流，此部分流量可按宽顶堰闸孔自由出流进行计算（见图）。矩形薄壁堰泄量计算公式为：，。嚣日，（）式中为过流净宽，；为堰上水头，；。为包括行近流速影响在内的薄壁堰流量系数，可按雷保克（）公式计算：“。却寻而而责丽（）为上游堰高，。宽顶堰闸孔自由出流泄量计算公式为：仉妒（矾一）式中占为过流净宽，；为流速系数；为平面闸门的垂向收缩系数；为闸门开启高度，；以为计人行近流速水头的堰上总水文，！，将相应库水位下的两部分泄量相加即可得到溢流坝（溢洪道）的总泄量，即，：，由此可算出库水位与泄量的关系。泄流量计算实例螺滩水库溢流坝泄

4、流量计算螺滩水库位于江西省吉水县富滩镇螺滩村，距吉水县城，坐落于赣江水系赣江支流孤江下游。水库正常蓄水位为，控制流域面积为总库容为万，年发电量为万，是一座以灌溉、防洪、发电为主，兼有养殖、旅游等综合效益的中型水库。枢纽工程建筑物有浆砌石溢流式重力坝、溢洪道、发电引水系统、电站、右岸灌溉引水渠和灌区渠系丁程建筑物等。其中溢流式重力坝堰顶高程为，堰顶厚度为，溢流净宽为，堰顶设有扇钢筋混凝土水力自动翻板闸门，尺寸为时（比正常蓄水位×（宽×高）。当库水位为高），闸门开始翻转，库水位为时（比正常蓄水位高），闸门全开。闸门全开时，闸门顶高程为，底高程为。分别用式（）和式（）计算溢流坝堰

5、流的泄量和流的泄量，。式（）中，过流净宽，上游堰高，假设一个库水位，则可由雷保克公式计算流量系，图水力自动闸门泄量计算示意闸门开启高度数。，再由式（）计算出泄量，；式（）叶，过流净宽，流速系数查表取，底部为锐缘的平面闸门的垂向收缩系数町根据比值收稿日期：）；修回日期：）D）Private Sub Text1_KeyPress(KeyAscii As Integer楼梯磴水库位于江西省莲花县西南部神泉乡瑶口村，距县城，坐落在禾水上游文汇江大沙洲水上，坝址以上控制流域面积为，正常蓄水位为净宽为，南水力自动翻板闸门控制，闸门高，闸门顶高程为。当水位超过正常水位（）时，闸门开始翻转，溢洪道泄洪；当水位

6、超过正常水位（）时，闸门全开，全开时闸门与与堰面夹角为。，此时闸门顶高程为，总库容为万，年平均发电量为万，是座以灌溉为主，兼顾发电、养殖、防洪等综合效益的中型水库。枢纽丁程主要建筑物包括：主坝、副坝、溢洪道、输水隧洞、输水涵管、放空涵管、电站和渠系建筑物等。溢洪道设置在主坝左端天然垭口处，全长，由进口段、控制段、泄槽段、消能段组成，堰顶高程为，闸门底高程为。同理分别用式（）和式（）计算溢洪道堰流的泄量和孔流的泄量，。式（）中，过流净宽，上游堰高；式（）中，过流净宽，闸门开启高度，流速，溢流系数取由此算出库水位与溢洪道泄量成果见表。表楼梯磴水库库水位一溢洪道泄流量关系计算计算成果分析为分析本次泄

7、流量计算成果的正确性，特将其与水力自动系进行比较。生产厂家水工模型试验的库水位与泄量关系见表和表，计算成果与模型试验成果的差别见图、图和表、表If KeyAscii = 13 Then ' 回车符是 重墨一备删掣，三三玉正巫至王至垂亘二三三二受！圈库水位“图螺滩水库库水位与溢流坝泄量曲线图楼梯磴水库库水位与溢洪道泄量曲线表厂家水工模型试验提供的螺滩水库库水位一溢流坝泄流量关系年月第期广东水利水电表泄流量计算成果差别比较从图、图和表可以看出，螺滩水库泄量中除库水位模型试验时，将通过翻板闸的水流泄量分成堰流和孔流两部分进行计算的方法能够满足一般精度要求，是一个可行的方法。但对于大型或重要工

8、程，出于对程安全性的考虑，建议应进行水工模型试验进复核论证比较。时两者泄量成果相差外，其余泄量误差均在左右；楼梯磴水库中，两者泄量误差均在左右。笔者对江西省内其他一些类似工程进行计算分析比较，也得出同样的结论，由此可以看出，在计算水力自动翻板闸门泄量时，将泄量分成堰流和流两部分进行组合计算的结果可以满足精度要求。结论参考文献：华东水利学院，水力学（第二版下册）北京：科学出版社，通过江西省螺滩水库和楼梯磴水库等水库的溢流坝（溢洪道）泄量计算结果与水力自动闸门生产厂家水工模型试验提供的泄量曲线进行比较，两者的泄量曲线相差不大。因此，对采用水力自动翻板闸门的中小型水库溢洪道，在没有条件进行水工包中进

9、张锦娟水力自动控制闸门的水力特性试验研究：浙江水利科技，（）鳖§§！垒型塑篁犍已生§鲨二鲨§生苎芷§！§望型鎏竖竖望§噬鼙§§§望蔓芷已釜曼鱼型监噬（上接第页）下部结构内力计算采用沿水流向不同部位切单宽的平面框架并考虑节点刚域影响的计算简图，所受外力为地基反力、浮托力、水压力、结构自重、上部结构及设备传来的荷载等。地基反力由整体稳定应力经不平衡剪力处理后求出，并考虑基岩的弹性模量的影响，对地基反力图形做适当调整，因本电站地基岩石较坚硬，故地基反力图形按三角形分布。用程序进行计算并配筋。腔回填碎石

10、并振实。安装间地面直接坐落在回填料上。厂房整体稳定及基础应力丙村水电站主厂房为河床式水电站，按规范应进行整体稳定及应力计算。表厂房整体稳定及应力计算成果水上结构厂房水上结构主要是指流道顶板以上的板梁柱。包括主机间运行层板梁、主机问排架柱、吊车梁、副厂房各层、安装间。厂房水上结构受荷主要为设备荷载，局部受力较大位置采用加密粱、加厚板处理。内力及配筋计算采用程序。水下回填体主机间与安装间之间由于高程差产生一个开挖三角体，此部位除了布置从由表的计算结果可以看到：主厂房在各种况下，各项指标均满足要求，整体是稳定的。结语安装间下游主变基础位置布置一道实体素砼墙，厚（顺水流向）。砼墙底为基坑底部，侧面嵌于边坡岩面。砼墙之间的李 水力自动翻板闸门泄量计算方法的探讨作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次数：周永门， 蔡红波， ZHOU Yong-men， CAI Hong-bo江西省水利科学研究院,江西,南昌