楊橋閘水文站水位流量關系特性分析

2019-12-17 02:24:00李守浩

安徽水利水電職業技術學院學報 2019年3期

李守浩

(阜陽水文水資源局，安徽阜陽 236002)

楊橋老閘2004年大修后閘底板加高,孔寬變窄,以及河道特性改變各流太水力因素發生變化,已形成前后2個資料系列,本文利用2004年檢修后的水文資料系列分析率定出其新的關系線。楊橋新閘2005年除險加固后已形成前后2個資料系列,本文利用2005年檢修后的水文資料系列分析率定出其新的關系線。

1 水位流量關系特性分析

1.1 計算公式

楊橋新、老閘利用相關水力因素系數法定線推流,老閘常出現流態為自由式孔流和自由式堰流;新閘常出現流態為淹沒式孔流。

自由式孔流、自由式堰流和淹沒式孔流選用的計算公式分別如式(1)、式(2)和式(3):

(1)

自由式堰流計算公式Q=C1BH3/2

(2)

(3)

其中,Q為過閘流量,m3/s;M1為自由式孔流流量系數;B為閘孔開啟凈寬,m;e為閘門開啟高度,m;hu為上游水頭,m;hc為收縮斷面處水深=εe,m;c1為自由式堰流流量系數;H為上游水頭=Zu-Ha,m;Ha為堰頂高程,m;ΔZ為閘上下游水位差。根據上述公式可用實測資料推求自由式堰流、自由式孔流淹沒式孔流流量系數。

1.2 資料的選用

本次分析,新閘采用2007年至2014年實測資料,老閘采用2005年至2016年實測資料,流量資料均為流速儀實測,精度較高。

1.3 水位變幅及高低水延長及關系線劃分

本站水位流量關系特性分析采用堰閘流量系數法定線推流。新閘深孔采用水位差與閘孔平均流速建立關系;老閘采用堰閘流量計算公式分別計算出各種流態的流量系數,進行分析。老閘2004年大修后閘底板加高,孔寬變窄,以及河道特性改變,關系線系重新率定。老閘分別定出以下系數線:① 自由式孔流,② 自由式堰流,其他系數線因點次少無法率定。

新閘深孔淹沒式孔流ΔZ～V關系線劃分如下:ΔZ值在1.30m以下為下部,ΔZ值在1.30m以上為中、上部。

新閘深孔淹沒式孔流ΔZ歷年最大變幅5.00m,實測點據變幅4.47m,占歷年變幅89.0%;高水延長變幅0.11m,占實測變幅2.5%;低部延長變幅0.02m,占實測變幅0.45%。

老閘(閘下)站關系線的劃分如下:依據實測流量資料,按照文[3]平底閘流態判別,根據本站堰閘實際情況將孔流和堰流分界點定在e/hu為0.70,由堰和由孔交界處測點按由堰處理。

(1)由孔。e/hu數值在0.17以下為下部,e/hu數值在0.17以上為中、上部。

(2)由堰。hu數值在1.0m以下為下部,hu數值在1.0m以上為中、上部。

老閘自由式孔流e/hu歷年最大變幅0.660,實測點據變幅0.656,占歷年變幅99.4%;低部延長變幅0.015,占實測變幅2.3%。

老閘自由式堰流hu歷年最大變幅3.60m,實測點據變幅3.55m,占歷年變幅98.6%;低部延長變幅0.10m,占實測變幅2.9%。

2 水位流量關系分析

2.1 測驗河段情況

本站測驗河段基本順直,新閘上游右岸有涎河匯入,上游50km處為河南省沈邱閘,本站水位流量關系受上游沈丘閘和下游阜陽閘調節影響,當阜陽閘關閘時,受潁河回水頂托影響。泉河來水時水量調節多啟用老閘,當遇大洪水時,新老閘同時開啟泄洪。新、老閘引河在閘上游800m處分開,閘下游250m處匯合,2座閘的測流斷面在各自閘下游的180m處,閘孔出流量受兩閘運用形式影響較大。