基于闸堰联调的明渠水力特性与流量调控模型 被引量：2

1

作者 高原源 韩兴 +3 位作者 杨逸飞 冯康尧 胡踊跃 魏新华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期115-123,共9页

针对西北干旱地区明渠灌溉过程中下游流量调控不精准造成水资源利用率低、农作物减产等问题,该研究提出一种基于闸堰串联的明渠流量调控方法。首先通过对明渠中闸门与堰的水力特性和流量公式进行理论分析,结合FLUENT流体仿真与单因素试... 针对西北干旱地区明渠灌溉过程中下游流量调控不精准造成水资源利用率低、农作物减产等问题,该研究提出一种基于闸堰串联的明渠流量调控方法。首先通过对明渠中闸门与堰的水力特性和流量公式进行理论分析,结合FLUENT流体仿真与单因素试验探明了影响闸堰联调下明渠流量的关键参数为闸前水位、闸前流速、闸门开度和堰前水位,且闸前水位、闸前流速和闸门开度与下游流量呈正相关,而堰前水位与下游流量呈负相关。进一步探究因素间交互作用并构建精准流量调控模型,选取上述4个关键参数为试验因素,以下游流量为评价指标,开展box-behnken design(BBD)响应面试验。仿真试验结果表明,闸门开度与闸前水位、闸门开度与堰前水位的交互项对下游流量影响显著,增加闸门开度和闸前水位,降低闸前流速和堰前水位,可提高下游液位和流量的稳定性;基于响应面建立的明渠流量调控模型决定系数R^(2)=0.9905,具有较好的预测精度。最后通过对现有手动闸门进行自动化改造,搭建了用于明渠流量调控的田间试验平台。田间试验结果表明,基于闸堰联调的明渠流量调控模型控制误差小于12%。研究可为灌区明渠流量调控提供思路。 展开更多

关键词 灌溉 明渠 水力特性 闸堰联调 流量控制

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感潮河段港闸流量动态变化计算方法研究

2

作者 俞悦 张天舒 +3 位作者 方立超 王船海 韦浩 陈钢 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第5期135-143,共9页

沿海感潮河段港闸排水受潮汐、上游来水及调度等因素影响显著,传统堰流公式难以准确反映非恒定流条件下的实际排水过程。为提升流量计算精度,提出一种基于趋势变化特征的三层BP神经网络模型,选取闸上水位、闸下水位及其变化率、水位差... 沿海感潮河段港闸排水受潮汐、上游来水及调度等因素影响显著,传统堰流公式难以准确反映非恒定流条件下的实际排水过程。为提升流量计算精度,提出一种基于趋势变化特征的三层BP神经网络模型,选取闸上水位、闸下水位及其变化率、水位差变化率以及过闸流量变化率等时间序列指标作为输入,模拟港闸出流过程。以里下河地区4座主要港闸的实测数据为例,对比分析了传统堰流公式法与趋势变化法的模拟结果。结果表明:传统方法误差较大,而所提神经网络模型在典型开关闸时段的相关系数均高于0.75,平均误差控制在3%以内,具有更高的拟合精度和适用性。该方法能有效捕捉港闸运行过程中流量与水位的动态关系,为复杂水文条件下港闸排水量模拟提供了新思路和技术支撑。 展开更多

关键词 堰闸过流 非恒定流 趋势变化 BP神经网络 时间序列 流量计算 感潮河段 里下河地区

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高拱坝表孔宽尾墩收缩比对流态的影响研究

3

作者 马玉晨 张法星 +2 位作者 喻泽 郭帆 孙宇佳 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期169-180,共12页

【目的】窄河谷高拱坝常采用表孔宽尾收缩射流技术以实现高拱坝表深孔无碰撞泄洪消能。宽尾墩收缩比过大时,水舌纵向拉伸不充分,会导致入水集中加剧下游冲刷;收缩比过小时,流道内发生壅水,可能降低表孔泄流能力同时会恶化挑流水舌流态... 【目的】窄河谷高拱坝常采用表孔宽尾收缩射流技术以实现高拱坝表深孔无碰撞泄洪消能。宽尾墩收缩比过大时,水舌纵向拉伸不充分,会导致入水集中加剧下游冲刷;收缩比过小时,流道内发生壅水,可能降低表孔泄流能力同时会恶化挑流水舌流态。找到壅水发生的收缩比临界值可为宽尾墩体型设计提供依据。【方法】采用水工模型试验和三维数值模拟计算相结合的方法,研究了宽尾墩收缩比、始折点、收缩段长、堰面俯角和堰顶水头对流态的影响。【结果】结果表明:在其他参数相同仅改变收缩比的条件下,随着宽尾墩收缩比的缩小,存在一个临界收缩比,当收缩比小于临界收缩比时,表孔内出现壅水流态;基于360多种计算体型工况试验,得到了48组临界收缩比试验数据。【结论】给出了临界收缩比与堰顶水头、堰面曲线定型设计水头、堰顶与闸墩始折点高差、收缩段长和堰面俯角的定量关系式,经验证该公式具有较高精度,可为高拱坝表孔宽尾墩体型设计提供参考。 展开更多

关键词 表孔 宽尾墩 模型试验 数值模拟 堰顶水头 收缩比

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乐昌峡水利枢纽工程溢流坝泄洪消能研究 被引量：12

4

作者 黄智敏 何小惠 +2 位作者 钟勇明 陈卓英 付波 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第5期18-22,共5页

乐昌峡水利枢纽工程坝址处河道狭窄,溢流坝的泄洪落差和单宽流量较大,且电站尾水出水口靠近溢流坝,因此,溢流坝泄洪安全是枢纽工程的关键技术问题。通过溢流坝泄洪消能模型试验研究,对溢流坝堰面曲线、两侧收缩边墙、闸墩、挑流鼻坎等... 乐昌峡水利枢纽工程坝址处河道狭窄,溢流坝的泄洪落差和单宽流量较大,且电站尾水出水口靠近溢流坝,因此,溢流坝泄洪安全是枢纽工程的关键技术问题。通过溢流坝泄洪消能模型试验研究,对溢流坝堰面曲线、两侧收缩边墙、闸墩、挑流鼻坎等布置和体型进行了优化,改善了其运行水力特性,妥善解决了溢流坝泄洪消能防冲的问题。 展开更多

关键词 溢流坝 溢流堰 宽尾墩 差动式挑流鼻坎 消能 模型试验 乐昌峡水利枢纽工程

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改进河道洪水演进模型在漳卫河的应用 被引量：3

5

作者 张大伟 雷晓辉 +2 位作者 蒋云钟 赵士鹏 易钟 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期176-179,共4页

在一维非恒定流水动力模型的基础上耦合堰闸水动力模型,采用三级解法构建了一维水动力河网模型,并把改进的模型应用到漳卫河中,进行历史洪水重现模拟。结果显示,模型适用性强,能够很好的处理河流交叉、堰闸过流等问题,可以为漳卫河的防... 在一维非恒定流水动力模型的基础上耦合堰闸水动力模型,采用三级解法构建了一维水动力河网模型,并把改进的模型应用到漳卫河中,进行历史洪水重现模拟。结果显示,模型适用性强,能够很好的处理河流交叉、堰闸过流等问题,可以为漳卫河的防洪调度提供技术支持。 展开更多

关键词 非恒定流 三级解法 一维水动力模型 堰闸

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翻板闸流量系数变化特性试验研究 被引量：3

6

作者 杨磊 彭涛 +1 位作者 郑路 王协康 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第3期54-59,共6页

翻板闸门开启后,门上门下两层泄流,为堰、孔混合流,复杂的流态给工程的水力设计带来了难度,现有研究均是以求得综合流量系数为目标。为分开讨论在堰、孔独立出流时的相互影响,通过开展模型试验,基于翻板闸最大开度工况下的过流特性,研... 翻板闸门开启后,门上门下两层泄流,为堰、孔混合流,复杂的流态给工程的水力设计带来了难度,现有研究均是以求得综合流量系数为目标。为分开讨论在堰、孔独立出流时的相互影响,通过开展模型试验,基于翻板闸最大开度工况下的过流特性,研究来流量大小和下游水深对翻板闸过流能力的影响。试验来流量分别为0.06、0.08、0.10、0.12 m^3/s,下游水深分别为0.50、0.55、0.60、0.65 m的工况组合,共16种工况进行试验。试验结果表明下游水深一定时,流量系数与来流量呈正相关关系;来流量一定时,流量系数与下游水深呈负相关关系。该研究成果基于大开度工况,可进一步研究其他工况的流量系数。 展开更多

关键词 翻板闸 堰流 闸孔出流 流量系数

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低水头折线型实用堰泥沙淤积影响研究 被引量：1

7

作者 刘晓平 扈世龙 +1 位作者 任启明 赵江 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期136-140,共5页

采用物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,研究了上游堰高对折线型实用堰堰面泥沙淤积的影响。结果表明:上游堰高为3 m时,由于上游堰高值较大,且堰顶高程未高于上游河床高程,堰面检修门槽处的底流速和紊动能较大,泥沙不易淤积停留,... 采用物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,研究了上游堰高对折线型实用堰堰面泥沙淤积的影响。结果表明:上游堰高为3 m时,由于上游堰高值较大,且堰顶高程未高于上游河床高程,堰面检修门槽处的底流速和紊动能较大,泥沙不易淤积停留,对检修闸门正常启闭的影响较小。试验结果对类似工程设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 折线型实用堰 上游堰高 检修门槽 泥沙淤积

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长距离明渠调水工程数值仿真平台研究 被引量：8

8

作者 郭晓晨 陈文学 +1 位作者 吴一红 刘之平 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2009年第5期15-19,共5页

大型跨流域调水工程,通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点,建模过程复杂。文章提出的虚拟连接模块的概念,解决了各模块间的连接问题,实现了自适应建模,在此基础上建立了具有自适应建模的、图形化输入和数据库输入相... 大型跨流域调水工程,通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点,建模过程复杂。文章提出的虚拟连接模块的概念,解决了各模块间的连接问题,实现了自适应建模,在此基础上建立了具有自适应建模的、图形化输入和数据库输入相结合的数值仿真平台。该模拟平台可以减少建模错误的发生,提高建模工作效率。鉴于过闸流态的多样性及其流态之间的过渡,给出了堰闸过渡态模拟的处理方法,实现了输水明渠水力过渡过程中水位、流量大幅度变化的无间断连续模拟。模型应用于南水北调中线工程总干渠京石段应急工况的特性研究,分析表明该模型模拟结果与原型观测结果吻合甚好,因此,文章提出的模拟平台能够模拟复杂输水渠道的水力响应过程,可作为南水北调中线工程等跨流域大型明渠输水工程的模拟仿真平台。 展开更多

关键词 图形化建模 自适应建模 孔堰流过渡 数值仿真 水力学模型

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Hydroplus——一种新型的防洪挡水式自溃堰 被引量：1

9

作者 郭军 孙双科 +1 位作者 耿运生 高季章 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期13-16,共4页

介绍了一种新型的防洪挡水式自溃堰———Hydroplus的结构特点、工作原理、适用条件,以及目前在国内外水利工程中的应用情况,并与其他几种常规闸门结构形式,包括弧形闸门、平板闸门、水力翻板门、橡胶坝等,进行了经济和安全可靠度对比.... 介绍了一种新型的防洪挡水式自溃堰———Hydroplus的结构特点、工作原理、适用条件,以及目前在国内外水利工程中的应用情况,并与其他几种常规闸门结构形式,包括弧形闸门、平板闸门、水力翻板门、橡胶坝等,进行了经济和安全可靠度对比.研究表明,Hydroplus是一种可用于中小型水库泄洪设施设计或改造的理想方案,具有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 Hydroplus 闸门 自溃堰 泄洪设施

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天然河道分汊口闸段过流水流特性的试验研究 被引量：1

10

作者 郭维东 杨梓 +4 位作者 林洋 金明星 李艳朋 刘从坦 张邀丹 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期188-196,共9页

鉴于天然河道分汊口地形、水力条件复杂,流量分配不易控制,在实际工程中,拟建堰闸横向组合型拦河建筑物来调节侧汊流量。采用物理模型方法,在不同流量及闸门开度条件下,研究了新型拦河建筑物闸段过流对分汊河道水流特性的影响,利用经验... 鉴于天然河道分汊口地形、水力条件复杂,流量分配不易控制,在实际工程中,拟建堰闸横向组合型拦河建筑物来调节侧汊流量。采用物理模型方法,在不同流量及闸门开度条件下,研究了新型拦河建筑物闸段过流对分汊河道水流特性的影响,利用经验公式对闸门流量系数进行了计算,并且与实测值进行比较。结果表明:闸段过流时侧汊分流比明显小于全断面过流,且闸门开度和来流流量均影响分流比大小。随闸门开度增大,侧汊分流比增大,且流量越小,增幅越大;当闸门开度相同时,流量越大,侧汊分流比越小。由于水力因素复杂性和拦河建筑物非对称性,拦河建筑物上游水位、流速分布不均,闸门开度相同,流量增大,上游水位最高点向闸段侧偏移;流量增大,闸门开度增大,上游流速峰值向闸段侧偏移;在总流量为3000m3·s-1附近,上游水位不随闸门开度变化。闸门开度一定时,流量越大,闸后消力池内Fr越大,消能效果越好。总流量为4600m3·s-1时,Fr在2.5～4.5之间,产生不稳定水跃;总流量为3000m3·s-1和1500m3·s-1时,Fr在1.0～1.7之间,产生波状水跃。利用三种现行公式计算的流量系数与实测值相比误差较大,现行公式对流量系数的影响因素考虑欠缺,本研究引入闸孔侧收缩系数ε对现行公式进行修正,该修正公式的计算值均在±10%误差范围内,结果较为精确。本试验结果不仅丰富了新型拦河建筑物附近的水流运动理论,也对河道整治、新型拦河建筑物设计等相关工程提供理论支撑。 展开更多

关键词 分汊河道 堰闸组合 拦河建筑物 闸门 水流特性 流量系数

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整体式液压驱动堰门设计

11

作者 王中琪 王成端 +2 位作者 张清东 向迎洪 潘成君 《环境污染治理技术与设备》 CSCD 北大核心 2004年第12期90-92,共3页

针对电动堰门在安装和使用方面存在的问题,阐述了一种新型整体式液压驱动堰门的设计。

关键词 堰门 氧化沟工艺 水污染 水处理设备 曝气反应池

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曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数 被引量：2

12

作者 齐清兰 孟庆才 张力霆 《西北水电》 2002年第4期47-48,共2页

通过曲线拟合的方法 ,重新得到了曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数的计算公式 ,与现有公式比较 ,其计算简单 ,而且精度高 。

关键词 曲线型实用堰 弧形闸门 流量系数 最小二乘法

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庙子头水电站两种堰型选择水闸断面模型试验研究 被引量：4

13

作者 费文才 《水电站设计》 2002年第2期101-104,共4页

通过庙子头水电站两种堰型选择水闸断面模型试验研究 ,获得了宽顶堰与驼峰堰的泄流能力曲线和综合流量系数等试验成果。经综合比较分析表明 ,在平底泄水闸上做成较小的曲线型剖面堰型式的驼峰堰 ,可获得较宽顶堰大的流量系数 ,提高了泄... 通过庙子头水电站两种堰型选择水闸断面模型试验研究 ,获得了宽顶堰与驼峰堰的泄流能力曲线和综合流量系数等试验成果。经综合比较分析表明 ,在平底泄水闸上做成较小的曲线型剖面堰型式的驼峰堰 ,可获得较宽顶堰大的流量系数 ,提高了泄水闸的泄流能力 ,从而可减少闸孔数目 。 展开更多

关键词 庙子头水电站 水闸 断面 模型 试验 宽顶堰 驼峰堰 闸坝 湖北

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撤堰改闸方案对河道水量水质的影响评估 被引量：1

14

作者 王川涛 黄纪萍 +2 位作者 牛宇琛 王俊佳 黄丽娇 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2022年第21期57-63,共7页

城市水系的环境综合治理是改善生态的关键,以东莞市生态园南畲朗-大圳埔排水分区为例,针对汇入南畲朗、大圳埔排渠的9条支渠运行水位较高导致溢流堰失效的问题,构建MIKE11一维水动力水质耦合模型,研究了撤堰改闸方案对南畲朗、大圳埔排... 城市水系的环境综合治理是改善生态的关键,以东莞市生态园南畲朗-大圳埔排水分区为例,针对汇入南畲朗、大圳埔排渠的9条支渠运行水位较高导致溢流堰失效的问题,构建MIKE11一维水动力水质耦合模型,研究了撤堰改闸方案对南畲朗、大圳埔排渠水量水质的影响。结果表明,撤堰改闸方案实施后,可以减少污染负荷,并能有效改善东莞生态园的水环境,其中南畲朗排渠COD削减率为58.4%、氨氮削减率为51.5%、总磷削减率为46.4%;大圳埔排渠COD削减率为51.2%、氨氮削减率为48.8%、总磷削减率为42.3%,这为高密度开发区域污染河道的治理提供了思路。 展开更多

关键词 MIKE11模型 撤堰改闸 水量水质 水动力水质耦合模型

原文传递

旧实用堰闸改造加固施工仿真计算

15

作者 彭宣茂 陈显春 林炳局 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期279-282,共4页

探讨了一种简单实用的数值方法,可以模拟旧实用堰拆除时的应力释放和内力重分布,对旧闸改造加固的整个施工过程进行仿真计算,求出各施工阶段的地基反力以及结构的位移、应力和内力.

关键词 实用堰闸 加固 工程施工 仿真计算 地基反力

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大源渡枢纽泄水闸堰前冲沙减淤试验研究

16

作者 刘晓平 周小玲 +4 位作者 赵江 任启明 黄琼 谭威 扈世龙 《交通科学与工程》 2013年第3期54-57,共4页

针对大源渡航电枢纽泄水闸堰前淤积导致的检修闸门不能正常使用这一问题,采用运行调度冲沙试验,分析泄水闸堰前冲沙效果,从而得出合理的冲沙减淤措施.试验结果表明:该枢纽实际运行过程中,通过泄水闸运行调度冲沙的方法,能够有效减少粒... 针对大源渡航电枢纽泄水闸堰前淤积导致的检修闸门不能正常使用这一问题,采用运行调度冲沙试验,分析泄水闸堰前冲沙效果,从而得出合理的冲沙减淤措施.试验结果表明:该枢纽实际运行过程中,通过泄水闸运行调度冲沙的方法,能够有效减少粒径小于4cm推移质泥沙引起的淤积;且隔孔开启泄水闸方式的冲沙效果比连续开启泄水闸方式的冲沙效果更好. 展开更多

关键词 泄水闸 堰前淤积 模型试验 冲沙效果 减淤措施

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基于浸没边界—格子Boltzmann方法的带自由液面的水力学问题模拟

17

作者 张春泽 米家杉 +1 位作者 刁伟 侯极 《水电能源科学》 北大核心 2017年第2期108-111,共4页

为了高效、准确地通过数值方法研究涉及自由液面的流固耦合问题,将单相自由液面格子Boltzmann方法与浸没边界法相结合,提出可计算水流的液面波动及其与刚体相互作用的耦合模型,该耦合模型通过对耦合作用力的迭代,可确保浸没边界的无滑... 为了高效、准确地通过数值方法研究涉及自由液面的流固耦合问题,将单相自由液面格子Boltzmann方法与浸没边界法相结合,提出可计算水流的液面波动及其与刚体相互作用的耦合模型,该耦合模型通过对耦合作用力的迭代,可确保浸没边界的无滑移条件的实现,并可提高耦合模型计算的稳定性和准确性。进而通过该耦合模型模拟和分析了宽顶堰溢流和自由拍门过流两种常见的水力学问题,验证了该模型的可行性和正确性。 展开更多

关键词 单项自由液面—格子Boltzmann法 浸没边界法 流固耦合 宽顶堰溢流 自由拍门过流

原文传递

宽顶堰平板压差式量水闸过流规律研究 被引量：5

18

作者 潘志宝 吕宏兴 《中国农村水利水电》 北大核心 2007年第6期86-88,共3页

灌区水量的测量问题正日益受到关注。对于平原灌区,研究利用以淹没出流为主的工作闸门进行渠道量水具有现实意义。基于孔板式流量计的测流原理,提出一种平板压差式量水闸门。选择不同闸门开度e与闸门上游水深H组合,通过室内试验研究分... 灌区水量的测量问题正日益受到关注。对于平原灌区,研究利用以淹没出流为主的工作闸门进行渠道量水具有现实意义。基于孔板式流量计的测流原理,提出一种平板压差式量水闸门。选择不同闸门开度e与闸门上游水深H组合,通过室内试验研究分析了闸孔淹没出流的相关测流规律,得出实用的流量系数经验公式。结果表明,该型闸门结构简单,取压方便,量水精度较高,集水位流量调控与测量为一体,适合应用于平原灌区。 展开更多

关键词 宽顶堰 平板闸门 压差 闸孔出流 淹没出流 闸门量水 流量系数

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平底溢洪闸综合流量系数试验

19

作者 马静 张庆华 +1 位作者 宋学东 崔世彬 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2011年第4期49-51,94,共4页

分析现行平底宽顶堰流量系数确定方法,指出流量系数确定方法存在以下问题:①没有考虑堰上水深;②虽然在侧收缩系数中考虑了水深,但其综合流量系数得到的结果却与实际情况相反。通过对9座水库溢洪道水工模型试验结果的分析,得到平底溢洪... 分析现行平底宽顶堰流量系数确定方法,指出流量系数确定方法存在以下问题:①没有考虑堰上水深;②虽然在侧收缩系数中考虑了水深,但其综合流量系数得到的结果却与实际情况相反。通过对9座水库溢洪道水工模型试验结果的分析,得到平底溢洪闸综合流量系数为0.33～0.37,并利用统计分析方法提出了确定其综合流量系数的经验公式。 展开更多

关键词 平底溢洪闸 宽顶堰 综合流量系数

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太浦闸泄流能力计算探讨 被引量：2

20

作者 王炜 杨洪林 +1 位作者 匡翠萍 刘曙光 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第4期72-75,共4页

本文根据太浦闸自1991年开闸泄水以来积累的实测水文资料,利用《水闸设计规范》中的两个公式对太浦闸泄流量进行计算,与实测泄洪流量相比,公式一的计算值偏大许多,公式二的计算值往往偏小。文中应用三次多项式对由实测泄洪流量推得的堰... 本文根据太浦闸自1991年开闸泄水以来积累的实测水文资料,利用《水闸设计规范》中的两个公式对太浦闸泄流量进行计算,与实测泄洪流量相比,公式一的计算值偏大许多,公式二的计算值往往偏小。文中应用三次多项式对由实测泄洪流量推得的堰流流量系数进行了拟合,得出了比较适合太浦闸运行情况下的堰流流量系数计算公式。 展开更多

关键词 太浦闸 水闸设计规范 平底闸 泄流能力 堰流流量系数

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