[發明專利]一種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的方法

無效

• 申請號: 201210587973.0
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103017834A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李俊杰;許青;康飛;宿曉輝;王慶國
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的方法，其屬于水工建筑物泄流量測量與評價領域。

背景技術

目前，水電站泄水建筑物弧形閘門泄水建筑物閘門開度與流量關系通常采用經驗公式與模型試驗手段進行分析。然而，經驗公式采用簡化恒定流伯努力計算公式，無法考慮自由水面影響、水工建筑物實際形狀影響、閘門開啟過程影響；模型試驗手段由于無法滿足所有相似定律，導致模型試驗結論出現誤差，無法與實際結果相符。上述方法、手段的缺陷致使防汛抗洪部門、電廠與政府得不到準確的弧形閘門泄水建筑物閘門開度與流量關系數據，導致預設弧形閘門開度與下泄流量不符，或使下游無防備受淹、或使下游根本得不到所需水量。

發明內容

為了克服上述現有方法與手段存在的問題，本發明提供一種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的方法。該方法應建立準確、實時的水電站泄水弧形閘門開度與泄流量的關系，可實測弧形閘門開度的泄流量，為防汛抗洪部門、電廠與政府進行洪水調度、泄洪決策提供分析依據。

本發明的技術方案是：一種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的方法采用下列步驟：

（1）首先對水工建筑物形狀、泄流斷面流態進行分析，確定壓力測點布置位置、測點數量、自由水面高度標尺，組裝測試設備支架，利用檢修閘門槽安置支架；

（2）基于壓力傳感器、采集器、信號轉換系統建立實時測點水壓力采集系統，對閘門槽斷面進行數據采集、分析；

（3）壓力測試數據轉換理論公式：首先按下式將測得的電壓值轉換為水壓值：

P=G(R₁-R₀)?

其中P為轉換之后的水壓力，單位MPa，G為傳感器率定系數，單位MPa/V，R₁為在水中的傳感器電壓讀數，單位V，R₀為在空氣中的傳感器電壓讀數，單位V。

根據測得的壓力得到動水壓力水頭H_d，根據刻度讀出的靜水壓力H_s，確定水流流速導致的壓力差???????????????????????????????????????????????：

求得水流流速u：

其中g為重力加速度，單位m/s²。

（4）根據采集數據分析結果，得到所測閘門槽斷面的測點流速分布實時參數，最后求得弧形閘門開啟高度與下泄流量的準確數據。

本發明的有益效果是：這種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的方法，首先對實際水工建筑物形狀、泄流斷面流態進行分析，確定壓力測點布置位置、測點數量、自由水面高度標尺，組裝測試設備支架，利用檢修閘門槽安置支架；然后基于壓力傳感器、采集器、信號轉換系統建立實時測點水壓力采集系統，對閘門槽斷面進行數據采集、分析；最后根據采集數據分析結果，得到所測閘門槽斷面的測點流速分布實時參數，進而得到弧形閘門開啟高度與下泄流量的準確數據。該方法可精確建立水電站泄水建筑物弧形閘門開度與泄流量關系，利用該發明可開展實際水工建筑物弧形閘門開度與泄流量關系分析，為防汛抗洪部門、電廠與政府進行洪水調度、泄洪決策提供分析依據。

附圖說明

下面結合附圖和實施例子對本發明作進一步說明。

圖1為一種利用水電站泄水弧形閘門開度準確測定泄流量的工作流程圖。

圖2為傳感器在支架上的布置圖。

圖3為傳感器安裝管結構圖。

圖4為松江河雙溝實驗2#閘門測點#4采集數據時程曲線。

圖5為松江河雙溝實驗2#閘門弧形閘門開度與泄流量關系曲線。

圖中：1、自由水面標尺，2、橫向支架（36C號工字鋼焊接），3、縱向支架（圓形鋼管外徑10.8cm、鋼板厚度1cm），6、鋼材焊接連接處，7、門槽處縱向支架（36c號槽鋼），8、支架墊（1cm厚鋼板、底部墊1~2cm厚橡膠），9、動壓傳感器安裝管，10、圓形傳感器安裝鐵管，11、傳感器支架斜支撐（5號角鋼），12、支架連接鋼管，8號槽鋼，13、圓管形動態壓力傳感器外壁，14、圓管形動態壓力傳感器內壁，15、傳感器電纜。

具體實施方式