节制闸水头开度和过闸流量动态特性分析与应用

李宛东++田景环++李维东

摘 要：南水北调中线工程线路长、闸门多、运行工况复杂，且在沿线无调蓄工程，对输水技术要求很高、难度大。为达到按计划流量输水的目标，需通过调整多个闸门的过闸流量来实现。通常对节制闸过闸流量进行计算，可选取经验水力学公式并根据定期实测过闸水流数据对相关参数进行修订。本文以南水北调中线工程北易水节制闸为例，应用Matlab拟合工具，通过拟合过闸流量与水位、闸门相对开度的关系，建立数学模型。使用结果表明，根据实测流量资料建立的水位、开度、流量关系完全可以用于对过闸流量的动态监测，并且方便、可靠。

关键词：南水北调中线；流量系数；过闸流量；Matlab

中图分类号：TV131 文献标識码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171232024

1 研究背景

南水北调中线工程自丹江口水库引水，向河南省、河北省、北京市、天津市供水，全长1432km，沿线布设64座节制闸、97座分水口门，规划多年平均调水量95亿m3。自2014年12月12日中线通水至2017年3月底，已平稳向沿线受水区输水71亿m3，惠及人口达4700万人。

南水北调中线工程线路长、闸门多、运行工况复杂，且在沿线无调蓄工程，对输水技术要求很高、难度大。为达到按计划流量输水的目标，需通过调整多个闸门的过闸流量来实现。通常对过闸流量的相关计算是结合工程实际，在传统水力学方法的基础上对经验公式进行修正和改进[1-8]。文献[8-12]针对特定条件下的调水工程堰闸，通过系列模型试验数据的拟合，进行过闸流量计算。随着人工神……