【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及闸门控制技术，具体涉及一种明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法。
技术介绍
1、大型明渠输水工程距离长，每间隔一定距离就会设置节制闸，对水位流量进行调节，相邻节制闸之间的渠段称为渠池。渠池内设有分水口，为沿线城市、农村分配生活、农业、工业等用水；渠池设有退水口，在应急状态下限制渠道内的水位过高，保证渠道的运行安全。
2、大型明渠输水工程运行中，因自然灾害、事故灾难等导致的突发事故不可避免。为快速联调联动，事故段上游通常采用节制闸同步调节的调控方式。不过，渠池两端闸门同步关闭时，渠池内将同时产生相向传播的壅水波与降水波，引发水力振荡，渠池下游闸前尤其易出现漫溢风险(如图1)。
3、为降低闸前壅水，闸门同步关闭具体该如何实施，尚缺少理论指导。在生产实践中，闸门操作人员通常依据自身经验，有的采取一次连续关闸方式，有的采用分次关闸方式。分次关闸时，中间间歇多长时间，目前尚无定论。由于水流变化和其他因素的影响，依靠经验操作难以保证水位控制效果，存在安全风险。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法可利用降水波有效降低闸前壅水峰值，减小漫溢风险。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
4、提供一种明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其包括步骤：
5、s1、当接收到
6、s2、根据节制闸末状态过流流量及对应节制闸上游水位和下游水位，采用节制闸过流公式反算事故渠段上游节制闸在分次关闸时的末状态开度；
7、s3、确定节制闸采用分次关闸时，节制闸间歇起始时间ts和间歇时长，间隙时长的表达式为：
8、t＝k2×tg
9、其中，t为间歇时长；k2为间歇时长修正参数；tg为关闸总历时；
10、s4、根据节制闸的初始开度和末状态开度及间歇时长，计算事故渠段上游节制闸的闸门关闭速度vg；
11、s5、根据闸门关闭速度和间歇时长，确定事故渠段上游节制闸的关闸方案：
12、t～ts：节制闸以vg速度关闭；ts～ts+t：节制闸进入间歇状态，不再运动；ts+t～t+tg：节制闸再次以vg速度关闭直至等于其末状态开度。
13、进一步地，节制闸过流公式的表达式为：
14、
15、he＝zup-zdown
16、其中，ed为节制闸在分次关闸时的末状态开度；m和n分别为与闸门型式和过闸流量有关的经验系数；he为节制闸的上下游水位差；g为重力加速度；zup为节制闸上游的水位；zdowm为节制闸下游的水位；b为闸门宽度。
17、进一步地，步骤s2进一步包括：
18、s21、获取事故渠段上游渠段初始时刻的下游闸前水深、闸前水位、上游入流量、分水流量和下游出流量；
19、s22、根据步骤s21获取的多个数据及基于渠道的一维非恒定流仿真模型，采用恒定流水面线计算方法推求事故渠段上游渠段的初始水面线，并积分得到渠段的水体体积；
20、s23、根据渠段的水体体积、该渠段两端节制闸的末状态过流流量和水面线的关系，得到节制闸关闭后渠段的末状态水面线；
21、s24、根据渠段及其两端相邻渠段的末状态水面线，得到上游节制闸的上游水位与下游水位；
22、s25、根据节制闸的上游、下游水位及节制闸末状态过流流量，采用节制闸过流公式反算得到事故渠段上游节制闸在分次关闸时的末状态开度。
23、进一步地，计算节制闸间歇起始时间的表达式为：
24、
25、其中，t为收到调控指令的时间；k1为间歇起始时间修正参数；g为重力加速度；l为渠池的长度；h为渠池内水的深度；v为渠池内水的流速。
26、进一步地，节制闸的闸门关闭速度vg的计算公式为：
27、vg＝(ec-ed)/(tg-t)
28、其中，ec和ed分别为节制闸的初始开度和末状态开度。
29、进一步地，节制闸末状态过流流量的计算公式为：
30、
31、其中，i＝1，2，…n为闸门编号，n为节制闸的总数量；qi、qi+1分别为通过第i、i+1个闸门的流量；qj为通过第j个渠段分水口流量。
32、进一步地，间歇起始时间修正参数的取值为0.8，间歇时长修正参数的取值为0.43。
33、本专利技术的有益效果为：输水工程应急状态下，采用本方案提供的方法关闭闸门，打断了闸门关闭的连续过程，在间歇时间内，传递至闸前的降水波单独作用于水体，可降低闸前壅水峰值，达到减少渠池弃水，避免了漫溢风险的效果，保障工程的运行安全；同时，闸门关闭所产生的多组壅水波、降水波在渠池内来回传递，相互叠加、相互抵消，使水力振荡振幅更快地消减，可缩短水力振荡时间，使水位在短时间内恢复恒定。
34、采用本方案的分次间歇关闸方案提高了应急状态下闸门对水位的控制能力，能够在中线工程发生污染物应急处置过程中对保护工程安全稳定、经济高效运行起到重要作用。对于闸门操作人员而言，本方案具有理论依据，简单、有效、可执行性强。
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1.明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：节制闸过流公式的表达式为：
3.根据权利要求2所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：步骤S2进一步包括：
4.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：计算节制闸间歇起始时间的表达式为：
5.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：节制闸的闸门关闭速度Vg的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：节制闸末状态过流流量的计算公式为：
7.根据权利要求4所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：间歇起始时间修正参数的取值为0.8，间歇时长修正参数的取值为0.43。
【技术特征摘要】
1.明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：节制闸过流公式的表达式为：
3.根据权利要求2所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：步骤s2进一步包括：
4.根据权利要求1所述的明渠输水工程闸门同步分次关闭的控制方法，其特征在于：计算节制闸间歇起始时间的表达式为...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔巍，雷毓灵，汝楠，陈文学，穆祥鹏，刘慧，胡宏昌，刘丰，陈兴茹，李晓晨，白音包力皋，许凤冉，李想，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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