感潮河道上過閘流量控制的自動化方法

劉 洪 馬曉輝

(1.丹陽市水利局，江蘇 丹陽 212300；2.丹陽市九曲河樞紐管理處，江蘇 丹陽 212300)

九曲河位于長江下游鎮江段。九曲河節制閘是九曲河入江的控制口門，具有引潮、排澇功能。閘外側為長江，受海洋潮汐影響，其潮汐規律呈現“兩高兩低、一強一弱”的日周期變化特性[1]，內河側水位相對固定，開閘情況下水位亦隨閘門啟閉呈周期性變化。該閘在工程運用上可分為兩類，一類是在閘內外有一定水位差的情況下開啟閘門，過閘流量隨著內外水位差變小而逐漸變小；另一類是在閘內外無水位差或水位差很小的情況下開閘，隨著漲潮，過閘流量由小變大，再隨著落潮，流量又變小。

本文以水文統計為基礎，重點研究對過閘流量進行控制的理論及方法，以使過閘的流量不超過設計標準或滿足調度的要求，達到保證工程運行安全的目的。

1 建立過閘流量控制模型

按《水工建筑物與堰槽測流規范》(SL 537—2011)對九曲河節制閘投入運行后的最初三年中首次啟門時過閘水流的流態情況進行了統計[2]，統計結果見表1。

根據表1中的統計結果，運用水位差關系法，以閘門流量與開度的水力學關系為基礎建立如下的過閘流量控制水力學模型[3-5]。

1.1 始流模型

該模型與實際運行時的淹沒式閘孔出流相對應，定義為開閘前內外側有水位差，開閘后水位差開始變小、短時間內流量由大逐漸變小。

淹沒式閘孔出流的水力學公式[5-6]為：

(1)

式中：μ1為淹沒孔流量系數；n、b、e、ΔZ、g分別為孔數、單孔凈寬、閘門開度、上下游水位差和重力加速度。……