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摘要：结合北运河杨洼闸的改建设计, 对杨洼闸进行模拟试验, 分析平原河道上平底板闸门的泄流能力。并与设计计算进行比较, 试验结果表明, 闸孔全开时可以选用《水闸设计规范》推荐的水闸泄流能力计算公式; 部分闸孔开启, 泄流能力需由模型试验确定。

 

关键词：平底板水闸 泄流能力 流态

 

中图分类号tv663+.1 文献标识码a 文章编号1673- 4637( 2006) 04- 0031- 04

 

1 基本情况

 

北运河是北京市唯一一条发源于境内的水系,境内主河道全长90 km, 以通州北关拦河闸为界, 上段称温榆河, 下段称北运河。杨洼闸是北运河在北京界内最下游的一个出境的控制性拦河建筑物, 建于1973 年。该工程为桥、闸合一建筑物, 经过30余年的运行后, 根据水利部进行的安全鉴定, 杨洼闸为四类病险闸, 应拆除重建。拟建杨洼闸拦河闸共15 孔, 每孔净宽8.0 m,总宽144.0 m。杨洼闸主要用于拦蓄雨洪, 有效利用水资源, 改善水环境。

 

拟建杨洼闸位于平原河道,为平底板水闸, 过闸落差小,一般落差在0. 1 ～0. 3 m之间,出闸水流属于高淹没度潜流, 其泄量计算, 尤其是流量系数尚未圆满解决。而闸孔泄流能力直接决定水闸枢纽设计规模。若闸宽设计较大, 可能造成工程浪费; 闸宽设计较小, 又恐泄洪能力不足,工程不安全。因此, 确定水闸枢纽泄流能力, 对工程的安全性和经济性至关重要。本文通过模型试验给出杨洼闸的泄流能力, 并与计算值进行对比、分析, 为同类型水闸提供借鉴。

 

2 模型设计

 

模型模拟杨洼闸上游约1 000 m、闸下游约600 m河段, 为正态模型, 几何比尺为1∶40, 模型平面布置见图1。按照水流运动相似条件, 确定其他主要参数比尺: 几何比尺: al=ah=40; 流速比尺: av=ah1/2=6.32; 糙率