张波

摘 要：随着近些年我国经济建设与基础设施建设的不断升级与发展，我国的水利工程逐渐更多的服务于人们的生活之中。在水利工程中，水闸的管理问题与管理工作是现阶段水利工程的重要工作方向之一。在水闸调度运行的内容中，水闸通过有计划有目的的进行开启关闭闸门的过程就是水闸调度运行中的一个重要应用，而控制流量、调节水位则是水闸调度运行中的重要工作组成部分。然而，要想更加有效、高质量的完成水闸调度运行工作、更精准度的求出下泄流量、下游流量以及闸门开度问题，就需要在水闸调度运行中合理的运用水力学经验公式。本文从几个具体的方面浅析我国水闸调度运行中对于水力学经验公式的运用，旨在更加有效地提高我国水闸调度工作的稳定性与其内在。

关键词：水力学经验公式；水闸调度运行；下泄流量

一、部分常见的水力学经验公式

在水闸调度运行工作中应用道的水力学经验公式有很多，由于水力学公式是对各方面的流量进行测算的。因此，在进行运用的过程中，水力学经验公式较为好用的主要有三个：下泄流量；下游流量；闸门开度。这三个公式与水闸调度运行工作有着密不可分的联系。本文也对这三个公司的具体测算方式以及具体应用内容进行了简要的分析与讨论。首先，本文在进行具体测算之前要明确这三个测算公式的条件与测算目标是什么。

（一）下泄流量的测算

下泄流量的测算主要是基于对闸上水位以及库容的数据已知的情况下，进行对下泄流量的测算，而下泄流量就是整个公式测算的目标，下泄流量这一概念在没有特殊说明的情况下，即为水库运行出库流量，包含发电流量、溢洪道泄洪流量等。因此，测算下泄流量有助于明确其水闸调度过程中的额发电流量与溢洪道泄洪流量等。

（二）下游流量的测算

下游流量则是指通过对上下游水位及闸门开度的已知时，进行对其中下游的流量的测算，而下游的流量就是整个公式测算过程中的测算目标，利用水力学经验公式测算下游流量有助于相关工作人员更好的明确水利工程中的具体数据。

（三）闸门开度的测算

闸门开度的测算是基于对上下游水位及调度要求的已知，即在对其他条件已知的情况下，闸门开度就是公式测算过程中的测算目标。明渠上的闸门或溢洪道上的闸门常用开启的高度与闸前水头的比值表示，也叫相对开度。因此，利用该公司对闸门开度进行测算后可以更好的了解其水闸工程的运行情况[1]。

二、水闸调度运行的概念简述

（一）水闸调度工作的概念

水闸调度是为分泄、引用、滞蓄江河天然径流及调节水位或阻挡海水入侵，而对水闸进行的有计划的管理运用。总的要求是在保证工程安全的条件下，合理地综合利用水资源，按照规定的水利任务的主次合理分配水量。在防洪运用中，必须与上下游工程相配合，要尽量防止泥沙淤积，延长使用寿命。

（二）水闸调度运行的具体依据

水闸调度的依据是：（1）规划设计中确定的运用指标。（2）实时的水文、气象预报。（3）水闸本身及上下游河道的情况和过水能力。（4）经过批准的年度调度运用计划和上级的调度指令。

（三）水闸调度的要求

在水闸调度中，需要正确处理除害与兴利之间的矛盾以及城乡用水、航运、放筏、水产、发电、冲淤、改善环境等有关方面的利害关系。在汛期，要在上级防汛指挥部门的领导下，做好防汛、抗旱、防台风、防潮等工作。在水闸运用中，闸门的启闭操作是关键，要求控制过闸流量和时间准确、及时，保证工程和操作人员的安全，防止闸门受漂浮物的冲击或由剧烈震动以及高速水流引起的破坏。

三、由闸上水位及库容求下泄流量

对于三个常用水力学公式的应用中，首先介绍的是已知闸上水位与库容求下泄流量的具体公式。以某节水闸举例说明，具体数据如下表：

根据表中的数据可以得出，站上水位已经超过了18.22，并且其一直在增长，若想求得水闸的下泄流量，就需要从库容的角度进行考虑。

由于18.22在18.0到18.5这个区间内，因此闸上水位增加一厘米，其水位上涨速度就为每小时一厘米的增长速度。则进行下泄流量的计算公式应为：1320000×2÷3600=734m3/s。

四、由上下游水位及闸门开度求下游流量

第二个公式为一直上下游水位以及闸门的开度，根据其计算下游流量。在进行计算之前，首先要对其数据进行估算，对上下游之间水位的差与开度进行匹配估算，例如上下游水位差4.5cm時，Q=总开度×80m3/s，以此类推，上下游水位差越小时，Q的值就越小。

经过估算之后，进行公式的计算，在这个公式中，e为闸门开度，H0为闸上水深度。进而将数据带入到第二个公式中，然后求出没出流与自由出流；然后带入到第三个公式中，求出孔流。最终由水力学经验公式求出Q=430m3/s[2]。

五、由上下游水位及调度要求，求所需闸门开度

最后一个要介绍的水力学公式是一直上下游水位及调度要求，求整个水闸调度运行中的闸门开度，具体的计算流程为将闸上水位数据与库容数据相测算后得出下泄流速，公式为1320000÷3600=367m3/s。然后通过上面公式中相同的额估算方法估算上下游流量，然后假设开启10孔闸门，总开度为4.9m，这是可以按照没空开启闸门0.5m，进而水闸调度闸门开度为10×0.5.

总结：通过上述案例的分析，可知水力学经验公式在水闸调度管理中有着广泛的应用范围，不仅为流量计算等提供了理论数据基础，减少了计算中的主观性，还有效的提高了调度管理中流量、水位等计算精度，在水闸调度工作中有着不可估量的价值与前景。

参考文献

[1]包红军.流域洪水集合预报技术研究[A].中国科学技术协会学会学术部、吉林省人民政府.湖泊湿地与绿色发展——第五届中国湖泊论坛论文集[C].中国科学技术协会学会学术部、吉林省人民政府：，2015：8.

[2]陈洋波.城市水系生态需水研究：以深圳河为例[A].北京市水务局、北京市科学技术协会.'2004北京城市水利建设与发展国际学术研讨会论文集[C].北京市水务局、北京市科学技术协会：2014：1.

（作者单位：重庆交通大学河海学院水利水电工程专业）