[发明专利]一种冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法

权利要求书

1.一种冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用水尺测量冰水二相流输水渠道闸墩后的水深H；

S2、从冰水二相流输水渠道中打捞浮冰作为样品，测量样品的厚度，并根据样品的厚度估算冰水二相流输水渠道中浮冰的平均厚度t；

S3、根据临界水流弗汝德数二阶拟合关系，由水深H和浮冰的平均厚度t运算得到闸墩断面有效排水的临界水流弗汝德数F_r；

S4、根据临界水流弗汝德数F_r和水深H，得到闸墩断面的排冰水量Q；

S5、根据流体力学排冰水量原理，由排冰水量Q确定闸前最低排冰水位H_p；所述步骤S5中最低排冰水位H_p和排冰水量Q的流体力学排冰水量原理关系为：

其中，m为宽顶堰流量系数，σ为宽顶堰淹没系数，由冰水二相流输水渠道工程环境确定；

S6、观测闸前10米范围内渠段流冰聚集情况，判断流冰聚集覆盖是否达到水面面积的70％，若是，则跳转至步骤S7；若否，则跳转至步骤S8；

S7、迅速关闭闸门，当闸前水位上涨到最低排冰水位H_p时将闸门迅速全开，使得高速水流冲击流冰以此排冰，并跳转至步骤S8；

S8、观测并检验排冰情况。

2.根据权利要求1所述的冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法，其特征在于，所述步骤S3中水深H、浮冰的平均厚度t和闸墩断面的临界水流弗汝德数F_r的二阶拟合关系为：

3.根据权利要求1所述的冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、根据流体力学动势能关系，由水深H和临界水流弗汝德数F_r确定闸墩断面的临界输冰流速v；

S42、根据流体力学排冰水量原理，由临界输冰流速v和水深H确定闸墩断面的排冰水量Q。

4.根据权利要求3所述的冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法，其特征在于，所述步骤S41中临界输冰流速v、水深H和临界水流弗汝德数F_r的流体力学动势能关系为：

其中g为重力加速度。

5.根据权利要求3所述的冰水二相流输水渠道闸门断面冰塞防治方法，其特征在于，所述步骤S42中排冰水量Q、临界输冰流速v和水深H的流体力学排冰水量原理关系遵循下式：

Q＝v·N·B·H (3)

其中，N为闸门孔数，B为单孔闸门宽度。