水力学模型试验量测仪器及其精度要求、原始记录及计算表、坝区航道水流运动、船闸输水水力特性数值模拟基本方程.docx

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1、附录A水力学模型试验量测仪器及其精度要求表A水力学模型试验量测仪器及其精度要求施测对象测试仪器精度要求注意事项模型钢尺精度为0.5mm试验模型应满足422条规定的限制条件水准仪应满足GB/T10156的规定要求经纬仪等级不低于DJ30级全站仪等级不低于IV级水位及水面线水位测针测针零点高程的精度应控制在0.1mm测杆应安装牢固并呈铅垂方向，试验前应检查测针及连接管，不得有堵塞、气泡及漏水现象自动跟踪水位计率定曲线的偏差系数，Cy=,Cv不应大于5%,其中，。为均方差；为平均值水位计测杆应安装牢固并呈铅垂方向，每次测试前应进行自检率定,试验量测区间应在率定曲线的直线部分波高仪精度为0.2mm测杆

2、应垂直安装流量量水堰板应满足4.4.5条第1、2款的规定要求应按技术要求进行量水堰板安装；待流量稳定后，方可测读上游测针读数；应按不同堰型的率定曲线或有关计算公式推算模型流量文丘里流量计应满足4.4.5条第3、4款的规定要求应按技术要求进行文丘里流量计的安装；应定期进行自检率定，绘制流量率定曲线电磁流量计、超声波流量计精度为15%安装应满足4.4.5条第6款的要求，并定期维护和检定流速毕托管自检率定，当雷诺数He=3300360000时，流速系数夕=1,误差控制在1%2%试验前，应检查毕托管和连接管是否堵塞或漏气；在静水中进行冲水排气，使比压计两端水柱同高；在不进气条件下，将毕托管放入施测位置

3、的水体中，对准流向空化噪声水听器（一次仪器）频响范围为0.5200kHz,测量精度为1.5dB水听器安装时应注意其信号接收的方向性；水听器与其监测部位之间不得有空气阻隔噪声频谱分析仪精度为12bits,分析频率范围为l-160kHz风速风速仪精度为0.01m/s安装须稳定可靠，在气流作用下不出现振动或摆动现象拉压力拉压力传感器精度为0.01kg安装时受力点应通过轴心，不出现偏心现象附录B各项试验原始记录及计算表(样式)表B-1水面线观测记录表试验试验组次模型比尺始上游水位(m)上游测针读数(Cm)=上游测针零点高程(m)始下游水位(m)下游测针读数(Cm)对下游测针零点高程(m)始原型流量(m

4、3s)_堰上测针读数(Cm)对堰口测针读数(Cm)终测尺基点高程(m)测点编号测点距离(m)零点距离(m)测点模型高程(m)测点水面高程(m)备注试验者年月日计算者校核者表B-2水位流量观测记录表试验试验组次模型比尺开启门号闸门开度(m)量水堰测针读数(Cm)原型流量(m3s)上游水位测针读数(Cm)上游水位(m)下游水位测针读数(Cm)下游水位(m)备注试验者年月日计算者校核者表B-3堰流流量系数计算表试验试验组次模型比尺堰流公式Q=范度方=(m)by2g流量Q(m3s)上游水头H(m)下游水头义(m)行近流速水头V12g(m)上游能头H(m)Ho15淹没度hsHo流量系数流态试验者年月日计

5、算者校核者表B-4孔流流量系数计算表试验试验组次模型比尺堰流公式Q=ab12gH宽度人=(m)byl2g=开启门号闸门开度a(m)流量Q(m3s)上游水头H(m)下游水头hs(m)行近流速水头v2(m)相对开度a!H淹没度hsHo流量系数流态试验者年月日计算者校核者表B-5毕托管流速记录表试验测杆编号模型比尺原型流量(m3s)量水堰测针读数(Cm)流速比尺断面编号测线号水深测点位置(m)毕托管水柱高差(Cm)h原型流速(ms)流向备注倾斜垂直h试验者年月日计算者校核者表B-6旋桨流速仪流速记录表试验测杆编号模型比尺原型流速(m3s)量水堰测针读数(Cm)流速比尺仪器编号K=C=测线号水深(m)

6、测量位置采样时间仪器读数11(cms)Vm(cms)%(cms)流向备注1234(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)试验者年月日计算者校核者表B-7时均压力记录计算表试验试验组次模型比尺闸门开启情形：模型（Cm）原型（m）闸孔号码上游水位（m）_上游测针读数（Cm）_测针零点高程（m）下游水位（m）_下游测针读数（Cm）_测针零点高程（m）原型流量（m3s）量水堰测针读数（Cm）堰口测针读数（Cm）_编号测压孔高程（m）测压管读数（Cm）测压管水头（m）压力水头（Cm）备注+（压）-（压）测压板零点高程（m）=试验者年月日计算者校核者表B-8泄

7、洪雾化记录及统计表表B-8.1工程泄洪雾化水工模型试验雾化雨强量测记录表(滴谱法)一、试验基本信息标准依据试验日期年月日试验时段时分至时分试验工况模型比尺二、试验条件上游测针读数(Cm)开始下游测针读数(Cm)开始结束结束原型上游水位(m)原型下游水位(m)量水堰测针读数(Cm)开始流量计读数(Ls)开始结束结束原型流量(l113s)测针零点高程原型值(m)上游下游量水堰三、雾化雨强滴谱纸面积(Cm2)采用时长(三)测点位置备注四、雨滴谱统计雨滴直径(dmm)123430雨滴个数五、试验人员量测者记录者统计者校核者一、试验基本信息标准依据试验日期年月日试验时段时分至时分试验工况模型比尺二、试验

8、条件上游测针读数(Cm)开始_下游测针读数(Cm)开始结束结束原型上游水位(m)原型下游水位(m)量水堰测针读数(Cm)开始_流量计读数(Ls)开始结束结束原型流量m3s测针零点高程原型值(m)上游下游量水堰三、雾化雨强仪器名称、型号、编号雨量计承接口面积(Cm2)采用时长(三)降雨强度(Cm)测点位置降雨量(mL)备注四、试验人员量测者记录者校核者表B-8.2工程泄洪雾化水工模型试验雾化雨强量测记录表(重量法或体积法)表B-8.3工程泄洪雾化水工模型试验雾化雨强统计表(试验工况)测点编号点置测位采样时长(三)降雨量(mL)雾化雨强(mmh)备注123一、试验基本信息标准依据试验日期年月日试验

9、时段时分至时分试验工况模型比尺二、常规水力参数上游测针读数(Cm)开始下游测针读数(Cm)开始结束结束原型上游水位(m)原型下游水位(m)量水堰测针读数(Cm)开始流量计读数(Ls)开始结束结束原型流量m3s测针零点高程原型值(m)上游下游量水堰三、泄洪风场仪器名称、型号、编号泄洪风场测点风向采用时长(三)测点风速(m/s)测点位置备注四、试验人员量测者记录者校核者表B-8.4工程泄洪雾化水工模型试验泄洪风场量测记录表表B-8.5工程泄洪雾化水工模型试验泄洪风场统计表(试验工况)测点编号测点位置采样时长S风速m/s风向12附录C典型工程泄洪雾化雨强换算关系表C.1已建类似工程泄洪雾化雨强换算关

10、系工程名称坝型坝高（m）泄洪消能方式模型比尺模型特征流速（ms）模型水流韦伯数We雾化雨强相似比尺修正系数KAK重力坝128宽尾墩+底流1:356.02.881050.7YT重力坝110宽尾墩+母流1:36-4.751050.51LKK重力坝119挑流（溢洪道）1:404.141051.6-2.00WJD重力坝165挑流1:352.741051.531.64XW拱坝294.5坡流（坝身）1:606.16.27.041051.531.74JPYJ拱坝305跳流（坝身）1:507.58.01.551061.71挑流（泄洪洞）1:506.86.341051.90-2.08注1：采用底流消能方式时K可

11、取0.501.00,采用挑流消能方式时K可取1.502.10,如采用异型消能工或碰撞消能方式时K取较大值。注2：雾化雨强相似比尺修正系数K换算时，采用原型观测和模型试验相近的泄洪工况。附录D泄洪雾化水工模型试验泄洪雾化参数量测仪器的要求表D.1泄洪雾化水工模型试验泄洪雾化参数量测仪器的要求量测对象测试仪器量程和允许误差备注雾化雨强滴谱纸Omm/h5mm/h,允许误差为5%雨滴谱仪Omm/h5mm/h,允许误差为5%常规雨量计5mm/h240mm/h,允许误差为5%特制雨量计5mmh,允许误差为5%适用于特殊量测要求，如大量程、多维度、降雨过程记录、智能记录采集等泄洪风场风速仪0.1m/s-10

12、ms,允许误差为5%量测风速、风向附录E坝区航道水流运动数值模拟基本方程E.0.1一维水流数值模拟可采用下列基本方程:1连续方程：2运动方程:vavazv2nFVFgFg-二OtxxC2R(E.0.1-2)式中A过水断面面积，m2；Q流量，m；Z水位，m；t时间，s；V断面平均流速，m/s；%水流纵向距离，m；g重力加速度，m/s2；C谢才系数；R水力半径，m,可取断面平均水深。E.0.2平面二维水流数值模拟可采用下列基本方程：1连续方程：txy,yy,2 X方向运动方程：uuu8ZuW(1u2uy+u+v+g+Sru=Vt+ctexyexChoy)3 y方向运动方程：vvvZvW(2v2vc

13、toxyyChy)式中Z水位，m；t时间，s；X、y平面直角坐标，m；U垂直平均流速在X方向上的分量，m/s；h水深，m；V垂向平均流速在y方向上的分量，m/s；g重力加速度，m/s2；WX和y方向的矢量合成流速，m/s；C谢才系数；比水流紊动黏性系数，m2s0(E.0.2-1)(E.0.2-2)(E.0.2-3)E.0.3三维水流数值模拟可采用下列基本方程:1连续方程：uu1xyz(E.0.3-1)2X方向运动方程:uuuu1-U1-V1-W=txyz(E.0.3-2)3y方向运动方程:vvvv1-UI-VI-W二txyz(E.0.3-3)4Z方向运动方程:wwwwFUFVFW=(E.0.3

14、4)式中、v、w沿4、y、Z方向的速度分量，m/s；x、y、Z三维直角坐标系坐标，Z为垂向；t时间，s；P水的密度，kg/m3；p水压强，N/m2；HxHyHz沿X、y、Z方向的水流紊动黏性系数，m2s;fc科氏力系数，J；g重力加速度，ms2o5当流速变化远小于重力加速度的影响时，可忽略垂向流速的影响，式(E.0.3-4)可简化为式(E.0.3-5)：W=-pg(E.0.3-5)OZ式中p水压强，N/m2；Z垂向坐标，m；P水的密度，kg/m3；g重力加速度，ms2o6三维水流数值模拟的水位可按式(CO3-6)计算：Zduhvh八(E.0.3-6)+=Otxy式中Z水位，m；t时间，s；平

15、面直角坐标，m；%、y、V平均流速在、y方向的分量，m/s；h水深，moE.0.4模拟方程中参数1谢才系数可按式(E.0.4-1)计算：1-C=-R6(E.0.4-1)n式中C谢才系数；n曼宁系数，又称糙率，工程方案或蓄水对过流断面产生较大影响和水工建筑物可能造成较大水流阻力时，应对曼宁系数进行调整；R水力半径，m2水流紊动黏性系数可按式(E.0.4-2)式(E.0.4-5)计算：1)顺直岸线或宽阔水域：匕=。(E.0.4-2)2)回流对工程影响较小时：vt=ku*h(E.0.4-3)=yghJ(E.0.4-4)3)回流对工程影响较大时：Vt=CUK；I(E.0.4-5)式中外水流紊动黏性系数

16、m2s;k系数，取值范围为0.51.0；摩阻流速，m/s；h水深，m；g重力加速度，m/s2；J能坡；Cu系数，取0.09；Kt紊动动能，由紊动动能的输运方程确定；紊动动能耗散率，由紊动耗散率的输运方程确定。F.0.112式中G.0.1式中1/2；G.0.2式中1/2；附录F船闸输水水力特性数值模拟基本方程船闸输水水力特性数值模拟可采用基本方程：连续方程：能量方程:Ai闸室水域平面面积，m2；HT船闸水头，m；t时间，s；N输水廊道支数；AC输水廊道控制断面面积，m2；V输水廊道控制断面平均流速，m/s；LnP输水廊道换算长度，m；g重力加速度，m2s;E输水系统阻力系数。附录G船闸输水廊道

17、换算长度计算串联输水廊道的换算长度可按式(GOI)计算:(G.0.1)Lnp一廊道换算长度，m,对于出水孔数大于15的出水支孔段廊道可取该段长度的第，段廊道断面平均流速，m/s；V输水阀门段廊道断面平均流速，m/s；Ii第，段廊道的长度，Hlo并联输水廊道的换算长度可按式(GO2)计算：(G.0.2)Inp一廊道换算长度，m,对于出水孔数大于15的出水支孔段廊道可取该段长度的一第，段廊道断面平均流速，m/s；V输水阀门段廊道断面平均流速，m/s；Ii第，段廊道的长度，Hlo0、Qi主廊道和支廊道的流量，m3so附录H船闸输水系统模型缩尺影响校正方法H.0.1对于复杂分散输水系统，模型缩尺影响可

18、采用输水廊道摩阻系数校正法：当106102,5103ReLg-txjxiIk)xi方程为3)tpuixj(K.0.3-4)F方程为(K.O.3-5)FFFF八1-UFV1-W=Otxyz式中p流体密度，kg/m3；XiXj坐标分量(KJ=L2,3),m；出、Uj速度分量(KJ=L2,3),m/s；P修正压力，Pa；粘性系数，m2s;内紊动粘性系数，Pas；gii方向的重力加速度分量，m/s2；k紊动能，kgm2s2;紊动能耗散率，kgm2s3;G紊动能产生项；以、M一紊动能左和紊动能耗散率E对应的普朗特数，分别取值1.0、1.3；C、C2紊流模型经验常数，分别取值1.44、1.92；F流体体积

19、分数，取值范围为01。附录L滑坡涌浪平面二维数学模型基本方程L.0.1水流运动基本方程应包括下列方程：1连续性方程：Z6/S7n11hu-(v)=Otxyjyyj（L.0.1-2）2%方向动量方程：Z（u（unX方向动量方程:y方向动量方程:yju2+v2=-8-+-x-+y-诉oxSXIxJyJh3y方向动量方程：（L.0.1-3）（L.0.2-1）u1-Utu1-Vxu,fcv=SyZ（u-g+Vxxxx）yuSHU=CD（KSCOSCCn）1127w2+v2（L.0.2-2）俨（L.0.2-3）式中Z一相对于某一基准面的水位，m；h水深，m；u水流无向流速，m/s；V水流y向流速，m/s；Vxa:方向水流紊动黏性系数，m2/s；Vyy方向水流紊动黏性系数，m2/s；fc科氏力系数；n糙率系数。L.0.2模拟涌浪的基本方程应包括下列方程:1连续性方程：ZS/7S/7SZB+（hu+（Zzv）=-txyjyv7t(L.0.2-5)SHV=G(%sinj停一,式中Cd滑坡体形体阻力系数；Vis滑坡体滑速，m/s；QV滑坡体滑向在水平面上的投影与X轴的夹角，()；Zbo相对于某一基准面的原河床高程，m；ZB被滑坡体侵占后的河床高程，mo