灌区引水口过闸流量计算方法比较研究

灌区中利用水工建筑物量水是一种简便而经济的方法,如何由实测的水位、闸位信息计算出流量是利用建筑物进行量水的关键问题。以某引黄灌区的取水闸为例,研究了3种计算流量的方法：传统的流量系数函数法、平均值法和新兴的人工神经网络方法。经对比发现,基于水位流量关系原理的流量系数函数法计算结果最为准确。     

灌区引水口过闸流量计算方法比较

灌区中利用水工建筑物量水是一种简便而经济的方法，如何由实测的水位、闸位信息计算出流量是利用建筑物进行量水的关键问题。以某引黄灌区的取水闸为例，研究了三种计算流量的方法：传统的流量系数函数法、平均值法和新兴的人工神经网络方法。经对比发现，基于水位流量关系原理的流量系数函数法计算结果最为准确。     

咸宁市牛鼻潭拦河水闸除险加固防渗设计

牛鼻潭拦河水闸运行多年,工程存在严重损坏,下游和两岸发生严重的渗流现象。为了继续发挥水闸的经济效益,需对水闸进行除险加固及防渗处理。本次防渗设计在原建工程的基础上,结合工程最新勘察地质资料,对闸室段基础采取灌浆帷幕防渗;拦河水闸两岸分别开挖素填土层和砂卵石层,回填粘土,形成截渗堤,并在左岸进行闸肩充填灌浆处理。采用改进阻力系数法对水闸防渗效果的分析表明,防渗措施降低了闸室的渗流和闸肩的绕流,保证了防渗系统的完整性和可靠性。     

动态河道最低水位计算方法探讨

针对如何在宽浅多变、河床冲淤变化较大的河流确定泵站取水口水位这个问题,利用水位流量关系,抓住河床冲淤变化影响最低水位这个主要矛盾,根据测淤断面多年的淤积测量资料,求得一定水面宽度的主槽平均河底高程,与相应的河道水深叠加后以确定取水口水位。     

基于水位、流量预测信息的水闸群调节方法

针对水闸群闭环控制难以稳定运行问题,基于信息融合技术,通过引入明渠水动力学关系、并在系统输入变量上叠加"误差流量",实现分散且孤立的实时监测数据之间的关联,使闸群水流系统具有必要的信息冗余,以实现水闸群的水情信息融合,进而进行动态预测。并基于水位、流量等水情预测信息,通过增加水闸调节输入信息的途径,提出一种改进水闸群调节的方法。通过模拟试验测试并验证了该方法对改进PID调节具有较好的效果。     

基于水位流量关系的量水计研制与测试

为克服传统量水设施的不足,促进灌区灌溉水情的实时监测,研制和测试了一种基于水位流量关系的量水计。该量水计由水位传感器、模数转换器、单片机、电源、控制盒组成,其测流方法是:水位传感器实时采集水位数据,通过水位流量关系推算渠道流量,再按时段对水量进行累计得到灌溉水量,可实时读出或存储渠道水位、流量及灌溉水量数据。在高邮灌区的实验表明,该量水计与高精度板闸流量计的量水结果相近,相关系数为0.986,平均相对误差为4.48%,满足渠系量水的精度要求。该量水计具有成本低廉、使用方便、量测精度较高的优点,适合在中小型灌溉渠道推广应用。     

最大熵原理在闸水位概率密度函数研究中的应用

闸水位是研究水闸可靠性的重要随机变量之一,其分布规律对水闸的可靠性研究分析至关重要。运用信息科学中信息熵的概念和最大熵原理建立了闸水位概率密度函数模型,采用Matlab语言编制了相应的计算程序。通过算例对所建模型的合理性和可行性进行了验证,并结合传统分析方法进行研究比较。闸水位的熵概率密度函数不仅合理可行而且具有较高的精度。     

闸门调控对污染物迁移规律的影响实验研究

采用明渠水槽模拟河段,设置上游水闸,模拟分析不同的水流、不同的闸门开启条件下,闸门运行对水流情势和污染物迁移转化的影响.通过实验观测和模拟,研究闸门调节流量与上、下游水位的关系,分别比较了河道是否设置闸门、瞬间开闸与稳定闸门开度状态下,下泄流量污染物浓度变化.实验结果分析表明,通过合理的调度,闸门在一定开度下可以起到既保证上游污染物通过闸门,减少闸前污染物质的聚集,又可降低闸下河道沿程的污染物分布的作用,为进一步在实践中确定合理的考虑污染控制的闸坝调控方案提供了实验依据.     

宽顶堰平板门闸孔出流流量系数的研究与应用

准确计算堰闸出流的过流量，必须确定其综合流量系数，但由于其流量系数和淹没系数涉及的因素较多，计算较复杂，难以满足一些工程的具体需要。为此，结合东深供水原水生物处理工程生物池出水闸过流量物理模型，研究宽顶堰平板闸孔出流的各种不同流态，通过数学回归分析得到不同流态的流量计算公式，为溢流堰闸的自动控制系统提供一个简单的数学模型。     

鄱阳湖口水位流量关系研究

水文站的水位流量关系变化反映了江湖之间的相互作用，为探究长三峡工程投运后长江与鄱阳湖的相互影响，分析了九江与湖口站的水位流量关系，基于考虑回水顶托作用的水位流量关系，建立了九江、湖口水位流量计算方法。研究表明：三峡工程投运后，九江站水位流量曲线下移，多年平均水位较三峡建库前降低0.8 m，综合线低水位区域也逐年下移，受九江水位降低影响湖口站平均水位降低0.7 m，三峡工程对长江干流的影响范围在大通以上，长江对鄱阳湖的顶托作用减少1.1%；基于前人成果，研究了湖口流量计算方法，2003-2021年资料拟合的计算公式精度达到86%，建立了湖口水位流量关系曲线，提出了湖口倒灌判别关系，当九江与五河流量之差超过30 000 m3/s时可能发生长江水倒灌鄱阳湖，研究成果为长江与鄱阳湖顶托关系分析提供了一定借鉴。     

遗传程序在水位流量关系拟合中的

针对传统水位流量关系曲线拟合过程中存在精度不高的问题，应用遗传程序拟合水位流量关系。该方法能够通过演化计算自动寻找最优的模型结构，比起传统统计方法具有较大的灵活性和智能性，避免了预先假定具体数学表达式的不足。将基于遗传程序的水位流量关系模型同基于最小二乘法、遗传算法以及蚁群算法的模型进行详细比较，实例表明，基于遗传程序设计的水位流量关系模型适应性强，拟合精度最高，为水位流量关系拟合提供了新的有效方法。     

九洲江软基上水闸工程设计特点

从沿海岸水闸的工程设计出发,针对九洲江软基河床防冲能力和承载能力低的实际情况,对原有水闸基础处理不妥进行改建过程中,在注重总体布置合理、紧凑、上、下、左、右互相协调,造型美观、雄伟的同时,切合实际地选取了闸下游水位～流量关系曲线和消能工的形式。以营仔河水闸实例工程设计为背景,提出较为具体的水力计算方法、基础处理与防渗、消能工等设计方法,并与水工模型试验比较,所设计的消能工消能率达到７０％～８７％,     

遗传程序在水位流量关系拟合中的应用

针对传统水位流量关系曲线拟合过程中存在精度不高的问题,应用遗传程序拟合水位流量关系.该方法能够通过演化计算自动寻找最优的模型结构,比起传统统计方法具有较大的灵活性和智能性,避免了预先假定具体数学表达式的不足.将基于遗传程序的水位流量关系模型同基于最小二乘法、遗传算法以及蚁群算法的模型进行详细比较,实例表明,基于遗传程序设计的水位流量关系模型适应性强,拟合精度最高,为水位流量关系拟合提供了新的有效方法.     

修山水闸消能防冲试验研究

修山水利枢纽座落于平原地区,具有典型的低水头、大流量的特点。其闸下河床抗冲能力较低,闸下消能防冲是工程重点解决的问题。该水闸根据下游地质情况分设消力池段和护坦段,将通过水工模型试验修正两种闸段布置数目并根据来流量拟定水闸调度运行方案,通过闸门的调度控制,减小下泄单宽流量以较好的解决闸下消能防冲问题。     

梯级混联式水电站优化调度研究

为有效利用水能资源,苏北灌溉总渠沿线高良涧闸、运东闸、运西分水闸及阜宁腰闸4座水闸两侧均装设了水轮机组,组成了成梯级混联式布置水电站。为获得最大经济效益,实现站间最优水位组合调度,采用期望值模型构建法建立由4个水电站组成的水电站群总发电效益模型,应用动态随机最优控制中极值理论分析研究了水电站机组流量和水头及上下游电站间水位的联系,计算出发电效益最大的联合最佳水位,以实现4座梯级混联水电站联合优化调度。     

洋涌河水闸工程方案设计

洋涌河水闸作为茅洲河流域水环境综合整治工程的重要组成部分,肩负着挡污、景观蓄水、排洪、雨洪利用等多方面的功能,水闸设计参数需考虑多方面的使用要求,特别是对于拟建闸址位置河道空间较大,水闸蓄水水位较低的情况,合理减少水闸孔数,采用闸堰结合的形式减少工程投资,优化设计方案,对于类似工程具有一定的参考价值。     

基于渠池蓄量平衡的闸前变目标水位算法

为了改善渠系下游常水位运行控制方式调节过程蓄量变化剧烈、增大水源供水压力的问题,保证渠系控制的安全、高效,提出了一种基于渠池蓄量平衡的闸前变目标水位的算法,该算法在蓄量变动小时采用下游常水位控制,蓄量变化超过阈值采用考虑约束条件的控制蓄量法.并以Natlab仿真验证法对南水北调中线输水渠道建立多渠段串联控制模型,分析比较控制效果.结果表明:基于渠池蓄量平衡的闸前变目标水位的算法运用效果良好,可实现下游常水位和控制蓄量运行方式的灵活、平稳转换;各渠池蓄量调节量显著减少,基本可以实现蓄量平衡,减小了对上游的需水压力;与下游常水位运行方式相比,其控制过程水位波动平缓闸门流量过程震荡较小,有效减小了闸门超调和回调操作,稳定时间有所延长但在总体调控过程中更为平稳.     

水闸闸室体系可靠度分析

在结构体系可靠度研究的基础上，根据水闸的工作特点，对服役水闸的体系可靠度计算方法进行了探讨．并分析了建子软基上的水闸闸室的体系可靠度。对水闸闸室的安全性进行了评价。软基上的水闸可看成由4种主要失效模式（沿闸基面的滑动、下游闸趾压坏、上游闸踵拉裂和上下游应力不均匀）所组成的串联体系。通过工程实例，建立了水闸极限状态功能函数，运用Monte-carlo法求得对应的可靠性指标与失效概率；并用常用的体系可靠度计算方法得到水闸体系可靠度和失效概率。由计算结果看出，水闸闸室沿闸基面滑动为水闸的最主要失效模式．上下游应力不均匀、上游闸踵拉裂、下游闸趾压坏为次要失效模式。可采取相应措施来提高水闸的抗滑穗定性。另外，某些变量的随机特性对失效模式的可靠性指标影响甚大。变量摩擦系数、粘聚力为影响水闸稳定的关键参数。而变量上下游水位则影响上下游应力的不均匀性。     

乐昌水位站水位流量关系计算检验

无实测流量资料的水文站要建立较高精度的水位～流量关系，可根据站点所在流域自然地理环境及地区综合性的水文特征，利用上、下游邻近水文测站多年实测洪峰流量资料求得面积比指数，进而推求洪峰流量。用该法对乐昌水位（二）站水位流量进行计算、验证分析，结果表明不论是采用上游参证放大或下游参证站缩小，所建立的曲线都在流速测精度范围内。     

低水头水闸不护底消力池消能防冲研究

传统的低水头水闸消能防冲设计多采用护底消力池进行底流消能。对于某些地质条件良好的低水头水闸,可直接利用开挖后的基岩作为消力池底板而不进行护底。以幸福堰拦河水闸不护底消力池为研究对象,结合水力学计算,选用Flow-3D RNG湍流模型,采用VOF法对消力池流场进行三维数值模拟。结果表明:数值模拟结果与水力学计算基本吻合,消力池内最大流速小于基岩抗冲流速,验证了该水闸采用非护底消力池消能的科学合理性。成果可为同类低水头水闸消能工程提供设计支撑与参考。