大型渠道弧形闸门过流公式测试比较

作者：崔巍; 吴鑫; 陈文学; 穆祥鹏

来源：灌溉排水学报, 2022, 41(01): 141-146.

DOI：10.13522/j.cnki.ggps.2020677

• 水力学
• 南水北调中线工程
• 弧形闸门
• 淹没出流

【目的】利用大型渠道实测数据,评估不同弧形闸门过流公式的适用性和性能。【方法】以南水北调中线干渠严陵河闸为对象,收集约18 000组监测数据,分析不同工况下的闸孔出流特性,测试国内外常用的7种过流公式。【结果】实测闸下收缩断面弗氏数位于0.152～0.985区间,超出了南科院(NHRI)经验公式的适用范围;实测孔堰流分界点e/Hu接近0.991,超出了武水(WHUEE)经验公式的适用范围。CAP公式、无量纲公式和3种二次型经验系数公式的数据拟合R2分别为0.989、0.996、0.809、0.822和0.832,流量计算平均绝对误差MAE分别为2.25%、2.65%、4.11%、4.08%和3.98%。各公式在低、中潜流比下(X_r≤0.9)流量计算误差|E|max均小于10%,在高潜流比时(Xr>0.9)达18%(CAP公式)、25%(无量纲公式)和36%左右(3种二次型经验系数公式)。【结论】所测大型弧形闸门的工作区间明显超出了南科院和武水经验公式的适用范围,5种国外公式在低、中潜流比下(Xr≤0.9)流量计算误差均在10%以内,在高潜流比下明显增大,推荐优先采用CAP公式和无量纲公式。

• 单位
  流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学; 中国水利水电科学研究院