装配式测控一体分水闸过流规律试验与模拟研究

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：李双江，王文娥，曹启，杜怡影，刘莹骏，申震洲，李利平

单位：1.河南水环境勘测设计有限公司,2.西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,3.黄河水利委员会黄河水利科学研究院,4.鄂尔多斯市杭锦旗黄河灌排服务中心

摘要：灌区末级渠道及分水口是农业灌溉设施管理的最末端，分水口处量水精准性是提高灌溉水利用率的关键，但目前与其配套的流量测控设施较为匮乏。设计了一种适用于渠道分水口的装配式分水闸，由平底短喉道量水闸墩和平板闸门组成，采用试验和数值模拟相结合的方法，研究不同流量Q和开度e下的沿程水面线、佛汝德数Fr、淹没度S、流速分布和堰孔流判别阈值等特性。结果表明：淹没度S对闸门过流能力影响较大，高淹没度下闸后水位能更快恢复平稳，佛汝德数Fr沿程变化多呈单峰分布形态；闸墩内断面流速变化较小，堰流与孔流的临界相对开度值范围为0.65~0.75，平均值为0.70；以淹没度S和闸孔淹没度ht/e作为孔流流态的判别指标，则其临界值分别为0.35和0.83；自由出流和淹没出流两种流态下的流量公式计算值平均相对误差均不超过6%，满足灌区渠道量水误差小于10%的要求。

关键词：装配式分水闸,流态,水力要素,淹没度,流量公式

基金资助：陕西省重点研发计划项目(2024NC-ZDCYL-02-08)； 国家自然科学基金项目(U2243235)； 新疆维吾尔自治区重大科技专项(2023A02002)