平原地區(qū)河床土質(zhì)以軟弱土體和肥沃土質(zhì)為主,受到水流沖擊的影響,很容易出現(xiàn)沖刷痕跡及閘門損壞問題[1]。為了防止水流沖刷河床,通常需要選擇合理的過閘水流流量控制標準,并建立完善的消能措施,抵消水流多余能量。本文結(jié)合實例,研究水閘閘下消能防沖與閘門控制運行的相關(guān)問題。1工程項目概況石河子市生態(tài)水系項目蘑引渠供水工程,從跨瑪河渡槽引水?，敽訉儆诙嗌昂恿?泥沙來源主要是降雨融雪匯流對流域面的侵蝕和水流對河道的沖刷,根據(jù)生態(tài)水系對水質(zhì)的要求,需要對瑪河河水進行沉砂處理和消能防沖處理,在跨瑪河渡槽上游引水渠道上建設(shè)東岸沉砂池。受到跨河建筑物的限制,需要保證沉砂池處理能力達到渠道最大引水流量,最大設(shè)計流量為18m3/s,為了滿足渡槽上游引水渠道退洪40m3/s的要求,其校核流量為40m3/s。以現(xiàn)狀地形縱坡為依據(jù),洪水期在滿足引水要求下,可以從東岸大渠引水,實現(xiàn)水力沖刷。將東岸沉砂池與跨河渡槽上游引水渠聯(lián)合建設(shè)。綜合考慮多方面因素,決定采取如

閘門是用于關(guān)閉和開放泄水通道的控制設(shè)施，是水工建筑物的重要組成部分。當平板閘門上下游存在水位差且開度較小時，在一定的折算流速范圍內(nèi)閘門會發(fā)生自激振動，閘門自激振動是一種極其復(fù)雜的流體與結(jié)構(gòu)相互作用現(xiàn)象，屬于典型的流固耦合作用。長期在振動中運行容易引起閘門的疲勞損傷，而且在某種條件下這種流激振動會相當強烈以至于產(chǎn)生閘門共振和失穩(wěn)。本文從數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬兩個方面研究了平面閘門垂向自激振動和機理，并對閘門垂向自激振動穩(wěn)定性進行了研究，提出了垂向閘門自激振動穩(wěn)定性指標。首先從渦激振動出發(fā)，考慮漩渦主要激勵作用下閘門的垂向自激振動，通過改進尾流振子數(shù)學(xué)模型研究了渦致閘門垂向自激振動，改進的尾流振子數(shù)學(xué)模型的優(yōu)點是經(jīng)驗參數(shù)少，預(yù)測精度高，并且通過在模型中引入附加質(zhì)量項，同時把附加阻尼項分為流體粘性阻尼和負阻尼項，使得模型能很好的反映閘門自激振動的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，這樣就大大的增強了數(shù)學(xué)模型的精度，改進的尾流方程能很好的反應(yīng)渦致閘門自激振動中閘門在