闸底板不等高堰闸的率定方法技术

闸孔堰高不同，引起上游水头差异、致开高不等权，用堰高差对开高进行抵偿，可使开高同效；选流量最大的堰高作为基准堰高，其水头作为公用水头h，其开高作为其它开高的比较标准：乘以堰高差折算系数：μ

【技术实现步骤摘要】
闸底板不等高堰闸的率定方法
[0001]

‑
：水文测验学

技术介绍
：
[0002]堰闸测流是水利部水文司，大力倡导的科学测流方法。依据是：堰闸对水流构成动态控制，是很好的量水建筑物；利用水力学公式，率定流量系数与相关水力因素(开高、水头)的关系曲线，就可据之直接推算流量，其优越性如下：
[0003]1、精度高：等于流速仪实测流量的平均精度；
[0004]2、速度快：可显示实时流量；
[0005]3、经济、安全、省力，除按规定进行极少量的校测外，无需再进行断面测流；全面推广应用，可节省大量人、财、物力；
[0006]4、与水调紧密配合，可进行精准调度。
[0007]八十年代初，全国首次“堰闸测流试验研究协作会议”上，就有数省市提出了“不等高堰闸”的率定问题，一致回答是：否！；因为现行公式中的“平均开高”不能用；单独率定合起来行吗？不行！；因为单独运用与联合运行，水流边界条件有很大差异；无论怎样试错、调整，合成流量，都难以与“流量比”变化莫测的联合运用的流量契合。
[0008]河套灌区总干渠第二大闸：一闸(节)，有三种底板高，即属于这类堰闸。前些年，该闸花几十万元，引进了“雷达测流”，因它只能测水面流速，本来精度就低，还怕大风干扰，而这里的大风远近闻名；每遇大风，还得靠人工测流。

技术实现思路
：
[0009]1、创新公式
[0010]堰高不等，上游实际水头不同，致开高的过水能力不同；能否用堰高差对开高进行抵偿，使开高有相同的“权重”或“效能”，能进行统计计算？
[0011]首先，选取流量最大的堰高，作为基准堰高，其观测水头将作为公用水头，其开高，将作为其他开高的比对标准。
[0012]设：某闸为自由流，有甲、乙、丙三种堰高：甲比乙高Δz1，乙比丙高Δz3；乙堰高流量最大，作为基准堰高；甲、乙、丙三者的单宽率定公式分别为：
[0013]q1＝m1e1h
10.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]q2＝m2e2h
20.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0015]q3＝m3e3h
30.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0016]若甲、丙也用乙式率定，需：q1＝q3＝q2；m1＝m3＝m2；即：
[0017]e1h
10.5
＝e3h
30.5
＝e2h
20.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0018]h1＝h2‑
Δz1，h3＝h2+Δz3[0019]e1(1
‑
Δz1/h2)
0.5
＝e3(1+Δz3/h2)
0.5
＝e2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0020]上式表明：若甲、丙开高，与乙开高同效，需分别乘以系数：
[0021]μ1＝(1
‑
Δz1/h2)
0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0022]μ3＝(1+Δz3/h2)
0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0023]设三者开高为：e
i
、e
j
、e
k
；单孔宽：b
i
、b
j
、b
k
；孔数：n1、n2、n3；合计净宽为B1、B2、B3；总净宽为b，实际的孔宽加
[0024]权平均折算开高为：
[0025][0026]若三者各自的孔宽相同，则它们的折算平均开高为：
[0027][0028]令：B1/b＝c1，B2/b＝c2，B3/b＝c3[0029]则：全闸孔宽加权折算平均开高为：
[0030]e＝c1μ1E1+c2E2+c3μ3E3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0031]率定公式：
[0032]q＝mbeh
0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0033]式中：h
‑
对基准堰高，为上游观测水头；对其它堰高，为折算水头；e为全闸折算平均开高。
具体实施方式：
[0034]实测几十次大中小均匀分布的流量、及相应的各孔闸门开高、上游水位资料，用(11)式及相关各式，率定：e/h～m关系线；将此关系线拟合为插值多项式：
[0035]m＝f(e/h)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0036]由闸门开高记录及远传自记水位资料，即可直接计算并显示实时流量。
[0037]底板不等高堰闸率定方法，急待在总干渠三闸进行成果转化试验，以期早日发挥其社会经济效益。
[0038]应指出：基准堰高的上游水头，将作为其它堰高开高的抵偿因子，其上游水位断面要符合最优原则，即：要经过作者提出的“闸上游最优水位断面确定方法”的检验。
[0039]说明：1、底板不等高限定范围，尚待实践检验；
[0040]2、本法原理适用于，全为淹没流堰闸。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通过分析开高、水头、堰高差三者间关系，用堰高差对开高进行抵偿，使其具有可比性。2.选取过水流量最大的堰高为基准堰高：其上游观测水头h，将作为公用水头；其开高e将作为其它开高的比对标准。3.公式推导：设：基准堰高的单宽率定公式为：q＝meh
0.5
，其它堰高与基准堰高的高差为Δz
j
，单宽率定公式为：q
j
＝m
j
e
j
h
j0.5
，j＝1、2、
…
n(n
‑
堰高数)；若其它堰高，也用基准堰高公式率定，则需：q
j
＝q，m
j
＝m；即：e
j
h
j0.5
＝eh
0.5
；h
j
＝h
±
Δz
j
：(高于基准取
“‑
，低于取“+”)则：(1
±
Δz
j
/h)
0.5
e
j
＝e上式表明，其它堰高的开高，要与基准堰高的开高同效，需乘...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子华，
申请(专利权)人：杨俊玉，
类型：发明
国别省市：