节制闸开度对分水口流速分布的影响

摘要

研究节制闸在调节分水口水位和流量时,闸门开度对分水口附近流速和泥沙分布的影响。采用梯形渠道分水口水力特性试验和数值模拟相结合的方法,对不同闸门开度下闸前主渠道沿程水深的变化规律及闸门开度对分水口附近流速的影响进行研究。结果表明:1)主渠道水深模拟值和实测值的决定系数R^(2)、纳什系数NSE和均方根误差RMSE分别为0.898、0.687和0.361,表明模拟值与实测值吻合度较好,模型比较可靠。2)闸孔出流时,不同闸门开度下,梯形主渠分水口处沿程水深变化规律基本一致,呈现先降低后升高再降低的规律;当来流量为20-30L/s时,闸孔出流和堰流的临界值出现在闸门开度为9-12cm(相对开度为0.78-0.81),即闸孔出流和堰流的分界并非一个定值,还受主渠来流量的影响。3)随闸门开度的增大,纵向流速平面分布逐渐恢复成对数型分布,且分水口处横向流速较纵向流速和垂向流速变化剧烈。4)分水口区域表层流速变化大于底层流速,随着闸门开度的增大,在越靠近分水口中心的区域流速值越小,该区域易形成漩涡与回流区。