本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，屬于水利工程的技術(shù)領(lǐng)域，其步驟如下：（1）收集基礎(chǔ)資料；（2）根據(jù)基礎(chǔ)資料，確定基礎(chǔ)參數(shù)；（3）依據(jù)基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算閘上總水頭和閘下水深；（4）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，計(jì)算得到平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的綜合流量；（6）基于平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的綜合流量系數(shù)和側(cè)收縮系數(shù)，建立平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的基本關(guān)系式；（7）依據(jù)得到的基本關(guān)系式即可得到流量Q。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，可快速、準(zhǔn)確地計(jì)算平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流流量值，為河道防洪提供技術(shù)支撐。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)弧形閘門(mén)過(guò)流的工程計(jì)算方法，具體涉及平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法。
技術(shù)介紹
1、平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)可同時(shí)滿足防洪、擋潮、排澇和通航的綜合需求，已在國(guó)內(nèi)外水利工程中得到了一定的應(yīng)用。但是作為一種新型閘門(mén)型式，平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流情況與傳統(tǒng)平底閘差別很大，且平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量影響因素更為復(fù)雜?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)平底閘過(guò)流流量計(jì)算方法無(wú)法適用于平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)，目前還沒(méi)有成熟準(zhǔn)確的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法。
2、平底閘過(guò)流包括堰流和孔流兩種（堰流的上下游水面線是光滑的降落曲線，而孔流的上下游水面線是不連續(xù)的），平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流屬于平底閘堰流過(guò)流的一種，但是現(xiàn)有的平底閘堰流過(guò)流計(jì)算方法僅適用傳統(tǒng)的擋水面為平面的平面閘門(mén)，對(duì)于擋水面為弧形的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)不適用，因?yàn)閾跛鏋榛⌒蔚钠矫婊⌒坞p開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流流態(tài)與傳統(tǒng)的擋水面為平面的平面閘門(mén)差別很大，且平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量影響因素更為復(fù)雜，導(dǎo)致?lián)跛鏋榛⌒蔚钠矫婊⌒坞p開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流綜合流量系數(shù)和側(cè)收縮系數(shù)等與現(xiàn)有方法差別較大。經(jīng)物理模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果檢驗(yàn)，平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的試驗(yàn)實(shí)測(cè)值與現(xiàn)有方法計(jì)算值差別較大，現(xiàn)有方法難以準(zhǔn)確計(jì)算平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流流量。
3、cn114896566a?一種計(jì)算閘門(mén)過(guò)閘流量的智能高效方法，需要收集實(shí)際閘門(mén)的大量運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型才能進(jìn)行過(guò)閘流量的計(jì)算，收集閘門(mén)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的成本比較高且十分耗時(shí)，需要閘門(mén)建成運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，且安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程十分復(fù)雜。
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br/>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、專(zhuān)利技術(shù)目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，可快速、準(zhǔn)確地計(jì)算平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流流量值，為河道防洪提供技術(shù)支撐。
2、技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其步驟如下：
3、（1）收集需計(jì)算平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的河道上下游地形資料、弧形雙開(kāi)閘門(mén)的平面和剖面結(jié)構(gòu)資料、上下游水位基礎(chǔ)資料；
4、（2）根據(jù)基礎(chǔ)資料，確定上游河道寬度
bs、上游河道過(guò)流斷面、閘上底板標(biāo)高d1、閘下底板標(biāo)高d2、閘門(mén)開(kāi)度范圍、上下游水位范圍基礎(chǔ)參數(shù)；
5、（3）依據(jù)閘上底板標(biāo)高d1、閘下底板標(biāo)高d2，以及需計(jì)算的上游水位s1、下游水位s2，計(jì)算閘上總水頭和閘下水深如下：
6、（1）
7、（2）
8、（3）
9、式中：
h為以閘上底板為基面的閘上水深，單位米；
h
0為閘上總水頭，單位米；
h
s為以閘下底板為基面的閘下水深，單位米；
v
0為上游行進(jìn)流速，，單位米/秒；
g為重力加速度，單位米/秒2；
q為平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)的過(guò)流流量，單位為米3/秒，
a為河道上游在
s
1水位下的過(guò)流斷面面積，單位為：米2；
10、（4）根據(jù)閘上總水頭
h
0和閘下水深
h
s計(jì)算結(jié)果，依據(jù)平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)水工物理模型系列試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，提出綜合流量系數(shù)，并擬合得到其計(jì)算方法，計(jì)算得到平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的綜合流量系數(shù)：
11、（4）
12、式中：m為平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的綜合流量系數(shù)；
13、（5）根據(jù)上游河道寬度和需計(jì)算的閘門(mén)開(kāi)度，依據(jù)平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)水工物理模型系列試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，提出側(cè)收縮系數(shù)，并擬合得到其計(jì)算方法，計(jì)算得到平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的側(cè)收縮系數(shù)：
14、（5）
15、式中：為平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的側(cè)收縮系數(shù)；
b
s為上游河道寬度，單位米；
b為閘門(mén)開(kāi)度，單位米。
16、（6）基于平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的綜合流量系數(shù)和側(cè)收縮系數(shù)，建立平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的基本關(guān)系式：
17、?（6）
18、式中：
q為平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量。
19、（7）由式（6）、式（2）及式（4）可推導(dǎo)得到：
20、（7）
21、即可得到流量q。
22、作為優(yōu)選，所述步驟（4）綜合流量系數(shù)計(jì)算方法包含以下步驟：
23、（41）先不考慮平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)水工物理模型試驗(yàn)中得到的不同閘門(mén)開(kāi)度情況下的不同閘上和閘下水頭差系列工況試驗(yàn)結(jié)果，建立綜合流量系數(shù)與閘上、閘下相對(duì)水頭差的關(guān)系結(jié)果：
24、（8）
25、式中：為第i組工況的綜合流量系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果，為第i組工況的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量試驗(yàn)結(jié)果，為第i組工況的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)開(kāi)度，為第i組工況的閘上總水頭；為第i組工況的閘下水頭；為第i組工況的綜合流量系數(shù)與閘上、閘下相對(duì)水頭差的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
26、（42）分析綜合流量系數(shù)
m隨閘上、閘下相對(duì)水頭差的變化趨勢(shì)，建立
m與的公式形式為：
27、（9）
28、式中:和為待定系數(shù)；
29、（43）將式（9）利用對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可得：
30、（10）
31、（44）基于綜合流量系數(shù)
m與閘上、閘下相對(duì)水頭差關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果式（8），利用一元線性回歸分析模型，得到式（10）中的系數(shù)和，進(jìn)而確定平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)的綜合流量系數(shù)
m。
32、作為優(yōu)選，所述步驟（5）平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的側(cè)收縮系數(shù)計(jì)算方法包含以下步驟：
33、（51）根據(jù)平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)水工物理模型試驗(yàn)中得到的不同閘門(mén)開(kāi)度情況下系列工況試驗(yàn)結(jié)果，建立側(cè)收縮系數(shù)與閘門(mén)相對(duì)開(kāi)度的關(guān)系結(jié)果：
34、（11）
35、式中：為第j組工況的側(cè)收縮系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果，為第j組工況的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量試驗(yàn)結(jié)果，為第j組工況的綜合流量系數(shù)公式(4)計(jì)算結(jié)果，為第j組工況的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)開(kāi)度，為第j組工況的閘上總水頭；
b
s為上游河道寬度；為第j組工況的側(cè)收縮系數(shù)與閘門(mén)相對(duì)開(kāi)度的對(duì)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（4）綜合流量系數(shù)計(jì)算方法包含以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（5）平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流的側(cè)收縮系數(shù)計(jì)算方法包含以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（7）中對(duì)公式（7）利用迭代法進(jìn)行求解，定義式（7）右式中的Q=Qi、式（7）左式Q=Qi+1，重復(fù)幾次該迭代試算過(guò)程，當(dāng)相對(duì)誤差時(shí)，取平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量Q=Qi+1。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（4）綜合流量系數(shù)計(jì)算方法包含以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面弧形雙開(kāi)閘門(mén)過(guò)流流量的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（5）平面弧形雙...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：季嵐，陳虹，張多，周益人，張政生，胡亞洲，沈雨生，左小益，假冬冬，劉志寬，孫忠濱，涂德，周子駿，應(yīng)強(qiáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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