浅谈平原地区水闸闸孔总净宽计算注意的几个问题论文

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1、浅谈平原地区水闸闸孔总净宽计算注意的几个问题论文.freel～8.0m，过闸水流符合淹没宽顶堰流的条件。笔者统计，我市已建、在建及待建中型水闸的淹没度hs/H0都在0.93以上，均大于0.9，这就意味着新规范两个计算公式都可采用。设计实践中发现，同样边界条件下，两个公式计算闸孔总净宽是不相同的，而且相差较大。利用规范公式1计算闸孔总净宽，淹没系数σ的取值是个关键。规范公式1与老规范公式的表达式是相同的仅对淹没系数σ取值进行了调整。老规范淹没系数σ是根据别列津斯基的试验成果及原安徽省水科所对某闸高淹没堰流水工模型试验成果。但别列斯基的试验模型条件基本

2、上是二元的，边界条件也与一般平底闸不同。新规范在给出淹没系数值的经验公式的同时还给出了淹没系数表。经验公式是南京水科院最新研究成果提供的经验公式基础上，对其拟合系数稍作修改而成的参1。南京水科院给出的淹没系数表中数据及拟合公式，是根据平底水闸典型实例的试验结果制定的，并经原型观测资料验证，有较大的实用性及可靠性参3。笔者通过对奎濉河治理工程中部分新建水闸闸孔总净宽分别用规范公式1、规范公式2，老规范公式及南京水科院公式进行核算分析比较，结果见下表：涵闸名称设计流量(m3/s)上游水深(m)下游水深(m)落差(m)行近流速水头(m)Hs/Ho规范公式

3、1(m)规范公式2(m)老规范公式(m)南京水科院公式(m)马元闸2995.04.90.10.1010.960626.3231.5727.4124.33浍沟闸7875.15.00.10.2010.943357.5667.2858.2252.37枯河闸8965.04.90.10.1910.943967.8779.3968.7162.27结果表明：规范公式1结果比较接近稍大于南京水科院公式，小于老规范公式，规范公式2结果最大。笔者认为采用规范公式1，对平原地区水闸较适用，经济安全可靠。二落差取值要斟酌规范公式1计算闸孔总净宽，影响最大的是上下游的过闸水

4、位落差（简称落差）。落差决定了淹没系数σ的值。特别是高淹没度时，闸孔总净宽的影响主要是淹没系数σ，其它收缩影响可忽略不计。因此在水闸设计中，落差的采用，对水闸的工程造价关系极大，在条件允许的情况下，采用较大的落差，可缩减闸孔总净宽，降低工程规模投资。下图是对奎濉河治理工程中部分新建水闸按设计条件绘制的落差～闸孔总净宽关系曲线，由图分析可知，落差对闸孔总净宽的影响是很大的，落差愈小影响愈大。如小李庄闸：落差0.05m，总净宽21.86m；落差0.1m，总净宽18.20m；落差0.2m，总净宽仅14.88m。当然，在水闸设计中，对落差的采用还应结合水闸

5、的功能特点、运用要求及其它具体情况综合考虑。平原地区，地势平坦，把水流过闸落差定得很小，规范规定：一般情况下，平原地区水闸的落差可采用0.1m～0.3m。在平原地区采取较小的落差，对于排涝闸，是为了争取时间抢排，尽量减免涝情；对于进水闸与分水闸，是为了在低水位情况下，能够获取较多的流量；对于拦河节制闸，是为了减轻上游堤防的负担。但是把落差定得太小也是不对的，造成的浪费也是惊人的。长期以来，个别规划人员不论具体情况，不进行经济分析，河道规划设计时，水闸一律按设计落差为0.1m采用，计算时按0.1m落差计算，出图时往往又留富裕度，0.1m带出10m（如

6、某闸计算闸孔总净宽81.1m取9孔10m）。实际核算落差远小于0.1m。如在建的濉河八里桥节制闸对落差核算仅为0.0125m。已建成使用的唐河草沟节制闸10孔6m，总净宽为60m。该闸闸址处河道底宽77m，上游河道断面底宽37m，行成了所谓“大肚子”闸。采用新规范公式1按设计落差为0.1m核算该闸总净宽为34.20m，这就意味着10孔6m仅需6孔6m。核算实际落差时出现负值。闸孔的孔径取整是造成实际工程的核算落差小于规划阶段规定设计落差原因之一。笔者建议：规划阶段对设计落差规定一个经济合理的区间范围，如0.1m≤落差≤0.2m，这样就可避免了落差过

7、小的情况发生。值得一提的是那些大量的沟口涵闸，因控制流域面积小，作物种植结构又允许，下游防冲因外河客水与大沟来水组合情况不同已采取措施，加大落差是完全可行的。沟口涵闸，洞身对造价影响最大，落差加大，闸孔尺寸减小，洞身工程量减少，就可以有效降低工程造价。当然落差的加大使闸孔总净宽减小了，单宽流量却加大了，对下游消能不利。经分析，落差在规范规定0.1m～0.3m范围内，单宽流量基本都在允许范围内。对于平原河道节制闸工程，下游消能防冲一般不是受排涝及泄洪条件的控制，而是在蓄水期下游水位很低或下游无水等恶劣放水条件控制的，此时通过对闸门的开启高度的控制限制

8、单宽流量，满足下游消能防冲设施的设计要求。三行近流速水头要重视由于平原河道落差定得很小，行近流速水头虽然不大，但相对比重不