昭平臺(tái)水庫(kù)溢洪道泄流曲線率定及軟件編制和應(yīng)用

摘要：水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，實(shí)測(cè)泄洪流量與加固前的泄流曲線超出誤差范圍，需重新率定。本次率定采用VB程序編制成軟件，可以直接輸入?yún)?shù)，自動(dòng)計(jì)算出流量，較傳統(tǒng)的從圖上泄流曲線中查找使用方便、快捷、直觀，不存在查線誤差。

關(guān)鍵詞：溢洪道 泄流曲線 率定 軟件

1 概況

昭平臺(tái)水庫(kù)位于淮河流域潁河水系沙河上游，控制流域面積1430km2，是一座以防洪灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大（Ⅱ）型年調(diào)節(jié)山區(qū)水庫(kù)。

2 水利工程情況

水庫(kù)于1958年5月動(dòng)工修建，1959年6月攔河壩、溢洪道等主體工程基本建成。由于當(dāng)時(shí)溢洪道布置在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖性風(fēng)化破碎的白土溝里，1961年11月沖成深溝，之后又經(jīng)1963、1964兩個(gè)汛期的切割沖刷，溝底已低于原河槽，水庫(kù)失去控制。1966年8月在大壩右側(cè)堯溝新建溢洪道，1970年汛前建成。其型式為開(kāi)敞寬頂堰，底部高程164m，設(shè)置5孔10×10m弧型鋼質(zhì)閘門，閘下采用挑流鼻坎消能。2000年水庫(kù)除險(xiǎn)加固，對(duì)堯溝溢洪道閘門等設(shè)備進(jìn)行更新改造，閘門為5孔10*11m（寬×高）弧型鋼質(zhì)閘門；同時(shí)水文站纜道進(jìn)行了改造，2005年除險(xiǎn)加固完工。

3 率定步驟及成果

經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)用，發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)泄洪流量與改造前的泄流曲線超出誤差范圍。另外，發(fā)報(bào)時(shí)從泄流曲線上查找流量點(diǎn)較為麻煩；閘門開(kāi)高、水位相同，不同人讀取泄流量誤差較大。因此對(duì)流量系數(shù)進(jìn)行重新率定，編制泄流曲線軟件。

3.1 率定步驟

因閘門下采用挑鼻坎消能，水流出閘后有一陡落形成急流，故閘門部分開(kāi)啟時(shí)通過(guò)閘室的水流為自由式孔流。計(jì)算公式為：Q=M×W×■。

其中Q——流量（m3/s）

M——流量系數(shù)

W——過(guò)水面積（m2）

且W=B×e

Hu——上游水頭（m）

hc——收縮斷面水深（m），且hc=ε×e

ε——垂直收縮系數(shù)，由e/Hu～ε關(guān)系線查得

e——閘門開(kāi)啟高度（m）

B——閘門總寬度（m）

3.2 2010年溢洪道實(shí)測(cè)流量34份，根據(jù)實(shí)測(cè)流量資料點(diǎn)繪e/Hu～M曲線。經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，檢驗(yàn)合格通過(guò)22份。（率定成果見(jiàn)表1，關(guān)系線檢驗(yàn)見(jiàn)表2）；摘出接點(diǎn)；根據(jù)水文資料整編規(guī)范表3.5.2-2查出e/Hu和ε的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.3 以開(kāi)啟高度e為參數(shù)，在不同水頭H下，根據(jù)e/H求得ε及M，hc=ε×e，W=B×e。用公式Q=M×w×■求出流量，并繪制泄流曲線。

3.4 全開(kāi)泄流曲線：溢洪道建成后無(wú)全開(kāi)泄流資料，本次全開(kāi)泄流曲線采用新老曲線部分開(kāi)啟時(shí)，同水位下同倍比對(duì)原曲線縮放求得。（表1，2）

3.5 軟件編制和應(yīng)用

軟件采用VB語(yǔ)言，根據(jù)率定步驟中的e/H和ε、e/H和M、Q=M×w×■建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型并編制程序。

應(yīng)用程序界面：

■

該程序計(jì)算分2部分，一是有下泄流量和庫(kù)水位計(jì)算出閘門的開(kāi)高；二是有庫(kù)水位和閘門開(kāi)高計(jì)算出對(duì)應(yīng)的

下泄流量，通過(guò)此功能可以在圖紙上點(diǎn)出下泄流量的點(diǎn)群，繪制出下泄流量曲線，并制成水位、開(kāi)高、泄流表（表3）。

4 結(jié)束語(yǔ)

該軟件比傳統(tǒng)的從圖上泄流曲線中查找水位、開(kāi)高、泄流的關(guān)系使用方便、快捷、直觀，計(jì)算誤差小，如果停電，可直接查表等特點(diǎn)。為防汛決策部門提供快速、準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)采用2010年整編資料，2011、2012年堯溝溢洪道沒(méi)有泄洪，因此，需要經(jīng)過(guò)以后幾次泄洪來(lái)對(duì)泄流曲線進(jìn)行校驗(yàn)精度。

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