水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及控制系统
技术领域
[0001] 本
发明涉及水利水电工程领域，特别是涉及一种水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统。
背景技术
[0002] 当水电站进水口的淹没水深小于临界淹没水深时，会在进水口处诱发危害性吸气漩涡，造成引水管道气囊、
水轮机组振动及
空化等一系列严重影响电站运行安全的问题。
[0003] 近些年随着水电站环保要求的不断提高，水电站进水口开始逐步采用新型的叠梁门分层取水技术。为提高水电站分层取水的效果，需要尽可能引取表层水来提高下泄水温，即叠梁门门顶的淹没水深越小越好。但叠梁门进水口的淹没水深小于临界淹没水深时，会在进水口诱发吸气漩涡而影响水电站的运行安全。在常规水电站设计中，一般根据规范推荐公式来计算和判别进水口的临界淹没水深，作为确定发电引水进水口高程的设计依据，当水电站建成运行时则严格控制进水口的淹没水深超过临界淹没水深，以保证水电站的运行安全。比如：传统水电站进水口的临界淹没水深采用国内“水电站进水口设计规范(DL/T 5398-2007)”推荐的戈登(Gordon)公式进行计算。
[0004] 然而叠梁门分层取水进水口是一种有别于传统水电站进水口的新型设施，由于叠梁门的存在改变了进水口的局部流态，就不能采用规范推荐的方法计算进水口临界淹没水深。因此如何判别水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深，保证水电站的安全运行，是水电站叠梁门分层取水进水口设计及运行中亟需解决的重要技术问题。
发明内容
[0005] 基于此，有必要针对上述如何判别水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深的问题，提供一种水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统。
[0006] 一种水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，包括：
[0007] 获取水电站叠梁门分层取水进水口的第一特征参数，所述第一特征参数包括进水口的第一体型特征参数和第一水流特征参数；
[0008] 获取所述第一体型特征参数和第一水流特征参数中的第一基本物理参数，根据所述第一基本物理参数，得到第一参考结构特征参数的无量纲π项；
[0009] 获取水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，根据所述第一基本物理参数以及所述第一参考结构特征参数的无量纲π项获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。
[0010] 在其中一个
实施例中，所述获取水电站叠梁门分层取水进水口的第一特征参数之前包括：
[0011] 获取水电站叠梁门分层取水进水口的第二特征参数，所述第二特征参数包括进水口的第二体型特征参数和第二水流特征参数；
[0012] 根据所述第二特征参数和第二水流特征参数获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深的关系表达式；
[0013] 获取所述第二体型特征参数和第二水流特征参数中的第二基本物理参数，根据所述第二基本物理参数，得到第二参考结构特征参数的无量纲π项；
[0014] 根据所述第二参考结构特征参数的无量纲π项以及所述临界淹没水深的关系表达式，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的初始关系表达式；
[0015] 获取叠梁门相对高度和进流佛氏数，对所述叠梁门相对高度和进流佛氏数进行数据拟合，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式。
[0016] 在其中一个实施例中，所述第二体型特征参数包括叠梁门高度、进水口引水管道控制高度；所述第二水流特征参数包括进水口引水管道控制流速、重
力加速度、水流表面
张力、进水口水流初始环量、水流粘滞系数以及水流
密度。
[0017] 在其中一个实施例中，还包括：根据所述第二基本物理参数，并基于量纲分析的π定理，得到所述临界淹没水深的无量纲π项如下：
[0018]
[0019] 其中，πs为临界淹没水深的无量纲π项，s为水电站叠梁门分层取水进水口产生吸气漩涡时叠梁门门顶的临界淹没水深，ρ为水流密度，D为进水口引水管道控制高度，V为进水口引水管道控制流速，a1、b1和c1为待定系数，基本物理量L表示长度，M表示
质量，T表示时间。
[0020] 在其中一个实施例中，所述第二基本物理参数包括水流密度、进水口引水管道控制高度和进水口引水管道控制流速；所述第二参考结构特征参数包括叠梁门高度、
重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数，
[0021] 则获取所述第二体型特征参数和第二水流特征参数中的第二基本物理参数，根据所述第二基本物理参数，得到第二参考结构特征参数的无量纲π项包括：
[0022] 获取第二体型特征参数中的进水口引水管道控制高度、第二水流特征参数中的水流密度和进水口引水管道控制流速，根据量纲分析的π定理以及量纲和谐原理，得到叠梁门高度、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数的无量纲π项。
[0023] 在其中一个实施例中，所述获取叠梁门相对高度和进流佛氏数，对所述叠梁门相对高度和进流佛氏数进行数据拟合，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式包括：
[0024] 获取多个水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门高度和水流流量；
[0025] 根据所述叠梁门高度和水流流量并改变水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门淹没水深，得到不同叠梁门高度和不同水流流量下水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深，并获取临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的关系。
[0026] 在其中一个实施例中，所述获取临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的关系之后包括：
[0027] 获取所述临界相对淹没水深与叠梁门相对高度、进流佛氏数的曲面关系；
[0028] 根据所述曲面关系获得临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的二元函数的拟合关系式。
[0029] 在其中一个实施例中，所述二元函数的拟合关系式为：
[0030]
[0031] 其中， 为临界相对淹没水深， 为叠梁门相对高度，FrD为进流佛氏数，a、b、c、d、e、f为二元函数的待定系数。
[0032] 在其中一个实施例中，所述水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式为：
[0033]
[0034] 其中， 为临界相对淹没水深， 为叠梁门相对高度，FrD为进流佛氏数。
[0035] 在其中一个实施例中，还提供了一种水电站叠梁门分层取水控制系统，所述水电站叠梁门分层取水控制系统包括：
存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的
计算机程序，所述处理器用于通过执行上述任一项所述水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法确定水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深，并控制进水管道传输经过所述叠梁门分层取水进水口的淹没水深及运行
水头。
[0036] 上述水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统，通过获取水电站叠梁门分层取水进水口的结构特征参数，尤其是考虑了叠梁门高度对水电站叠梁门分层取水进水口的影响，并基于量纲和谐原理，最终得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深。解决了传统计算方法不适用于新型水电站叠梁门分层取水进水口的重要技术问题，能够避免传统规范计算结果偏小可能导致水电站运行安全隐患的
风险，有效保障水电站运行的安全性，具有重要的技术应用价值。
附图说明
[0037] 图1为一实施例的水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法的
流程图；
[0038] 图2为一实施例的水电站叠梁门进水口临界相对淹没水深与进流佛氏数、叠梁门相对高度的曲面关系比较图；
[0039] 图3为一实施例的水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式与规范Gordon公式的计算结果比较图；
[0040] 图4为一实施例的水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式的水电站分层取水叠梁门运行水头控制与运行安全关系图。
具体实施方式
[0041] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统进行更全面的描述。附图中给出了水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统的首选实施例。但是，水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法及分层取水控制系统的公开内容更加透彻全面。
[0042] 在其中一个实施例中，提供了一种水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，包括：
[0043] S102，获取水电站叠梁门分层取水进水口的第一特征参数，第一特征参数包括进水口的第一体型特征参数和第一水流特征参数。
[0044] 具体地，第一特征参数为影响水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深的结构特征参数。第一特征参数可包括第一体型特征参数和第一水流特征参数，第一体型特征参数进一步可包括叠梁门高度、进水口引水管道控制高度，第一水流特征参数进一步可包括进水口引水管道控制流速、重力加速度。
[0045] S104，获取第一体型特征参数和第一水流特征参数中的第一基本物理参数，根据第一基本物理参数，得到第一参考结构特征参数的无量纲π项。
[0046] 具体地，第一基本物理参数可包括进水口引水管道控制高度和进水口引水管道控制流速，第一参考结构特征参数可包括叠梁门高度和重力加速度。根据量纲分析的π定理以及量纲和谐原理，可得到叠梁门高度的无量纲π项、重力加速度的无量纲π项。进一步地，根据第一基本物理参数、量纲分析的π定理以及量纲和谐原理可获得临界淹没水深的无量纲π项，临界淹没水深的无量纲π项也即临界相对淹没水深。
[0047] S106，获取水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，根据第一基本物理参数以及所述第一参考结构特征参数的无量纲π项获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。
[0048] 具体地，水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式为一个二元函数关系表达式。该二元函数关系表达式是与临界相对淹没水深、叠梁门高度的无量纲π项以及重力加速度的无量纲π项有关的关系表达式。将上述叠梁门高度的无量纲π项以及重力加速度的无量纲π项代入水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，计算出水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深，进而求得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。
[0049] 上述水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，通过获取水电站叠梁门分层取水进水口的结构特征参数，尤其是考虑了叠梁门高度对水电站叠梁门分层取水进水口的影响，并基于量纲和谐原理，得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深，最终得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。解决了传统计算方法不适用于新型水电站叠梁门分层取水进水口的重要技术问题，能够避免传统规范计算结果偏小可能导致水电站运行安全隐患的风险，有效保障水电站运行的安全性，具有重要的技术应用价值。
[0050] 在其中一个实施例中，涉及水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式的建立过程，包括：
[0051] S202，获取水电站叠梁门分层取水进水口的第二特征参数，该第二特征参数包括进水口的第二体型特征参数和第二水流特征参数。
[0052] 具体地，水电站叠梁门改变了进水口的局部流态，水电站进水口的临界淹没水深不仅与进流流速、引水管道体型等参数有关，还与叠梁门高度等体型参数密切相关。因此，基于水电站叠梁门分层取水进水口不同的结构，获取水电站叠梁门分层取水进水口的第二体型特征参数和第二水流特征参数，充分考虑了叠梁门体型参数对进水口临界淹没水深的影响，能够更准确地获得水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深的最终结果。需要说明，第二体型特征参数为水电站叠梁门分层取水进水口的各种进水设施或部分进水设施的体型结构参数，比如上述引水管道体型参数以及叠梁门高度。第二水流特征参数为水电站叠梁门分层取水进水口与水流有密切联系的特征参数，比如上述进流流速。
[0053] S204，根据第二特征参数和第二水流特征参数获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深的关系表达式。
[0054] 具体地，在获得进水口的第二体型特征参数和第二水流特征参数之后，通过一种确定且符合常理的关系将第二体型特征参数和第二水流特征参数联立起来。作为一种可选的实施方式，可选择使用函数关系表达式将影响水电站叠梁门分层取水进水口的影响因素联立，再经过一系列的推导，最终获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深函数关系表达式。
[0055] S206，获取第二体型特征参数和第二水流特征参数中的第二基本物理参数，根据第二基本物理参数，得到第二参考结构特征参数的无量纲π项。
[0056] 具体地，第二体型特征参数和第二水流特征参数分别包括多个结构特征参数，分别从第二体型特征参数和第二水流特征参数中选取不少于一个结构特征参数作为第二基本物理参数。其中，第二基本物理参数的量纲是相互独立的。根据第二基本物理参数以及量纲分析的π定理，可分别计算出第二体型特征参数和第二水流特征参数中的其它第二参考结构特征参数的无量纲π项。
[0057] S208，根据第二参考结构特征参数的无量纲π项以及临界淹没水深的关系表达式，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的初始关系表达式。
[0058] 具体地，将第二参考结构特征参数的无量纲π项以及临界淹没水深的关系表达式整合转换，可得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的初始关系表达式。可选地，将第二参考结构特征参数的无量纲π项代入水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深函数关系表达式中，进而得到基于量纲和谐原理所构建的影响水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的初始无量纲参数关系表达式。
[0059] S210，获取叠梁门相对高度和进流佛氏数，对叠梁门相对高度和进流佛氏数进行数据拟合，获得水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式。
[0060] 具体地，通过对影响水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深的众多因素分析，叠梁门相对高度是主要的体型特征影响参数，进流佛氏数是主要的水流特征影响参数。因此，对叠梁门相对高度和进流佛氏数进行数据拟合，得出临界相对淹没水深与叠梁门相对高度和进流佛氏数的关系，该关系呈现方式包括但不限于曲面关系图以及函数关系式。
在本实施例中，该关系呈现方式为水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式，最终可根据该关系表达式得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深。
[0061] 进一步地，在一个实施例中，第二体型特征参数包括叠梁门高度、进水口引水管道控制高度。第二水流特征参数包括进水口引水管道控制流速、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量、水流粘滞系数以及水流密度。
[0062] 具体地，影响水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深的因素众多，在本实施例中，选取第二体型特征参数包括叠梁门高度、进水口引水管道控制高度一个或多个，选取第二水流特征参数包括进水口引水管道控制流速、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量、水流粘滞系数以及水流密度一个或多个。根据实际计算结果的
精度需求或者适用性需求，可选择相对应的第二体型特征参数和第二水流特征参数，并构建出正确的第二体型特征参数和第二水流特征参数的关系以助于得出正确的水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。
[0063] 进一步地，请参阅图2，在一个实施方式中，包括水电站叠梁门分层取水进水口产生吸气漩涡时叠梁门门顶的临界淹没水深S，并选取叠梁门高度hg，水电站进水口引水管道控制高度D等体型特征参数。进一步地，除了叠梁门高度hg、水电站进水口引水管道控制高度D等体型结构参数外，临界淹没水深S还与进水口引水管道控制流速V、重力加速度g、水流表面张力σ、进水口水流初始环量Γ、水流粘滞系数μ及水流密度ρ有关。因此，临界淹没水深S的函数关系表达式可写成：
[0064] f(ρ,D,V,S,hg,g,σ,Γ,μ)＝0 (1)
[0065] 在其中一个实施例中，涉及临界淹没水深S的无量纲π项的推导过程。其中，水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法还包括：S205，根据第二基本物理参数，并基于量纲分析的π定理，得到临界淹没水深的无量纲π项如下：
[0066]
[0067] 其中，πs为临界淹没水深S的无量纲π项，S为水电站叠梁门分层取水进水口产生吸气漩涡时叠梁门门顶的临界淹没水深，ρ为水流密度，D为进水口引水管道控制高度，V为进水口引水管道控制流速，a1、b1和c1为待定系数，基本物理量L表示长度，M表示质量，T表示时间。
[0068] 具体地，选取水流密度ρ、进水口引水管道控制高度D和进水口引水管道控制流速V作为第二基本物理参数，分别代表水流主要物理性质、几何尺度和水流动力学特征，且3个第二基本物理参数的量纲是相互独立的。根据量纲分析的π定理，可得到上述(2)式，再根据量纲和谐原理，可求得临界淹没水深的无量纲π项即水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深如下：
[0069]
[0070] 在其中一个实施例中，第二基本物理参数包括水流密度、进水口引水管道控制高度和进水口引水管道控制流速。第二参考结构特征参数包括叠梁门高度、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数，则S206包括：
[0071] S2062，获取第二体型特征参数中的进水口引水管道控制高度、第二水流特征参数中的水流密度和进水口引水管道控制流速，根据量纲分析的π定理以及量纲和谐原理，得到叠梁门高度、重力加速度、水流表面张力、进水口水流初始环量和水流粘滞系数的无量纲π项。
[0072] 具体地，与上述得到临界淹没水深的无量纲π项原理相同，通过基于3个第二基本物理参数再得出其它5个第二参考结构特征参数的无量纲π项。根据量纲分析的π定理以及量纲和谐原理，可求得：
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078] 进一步地，在其中一个实施例中，基于上述各结构特征参数的无量纲π项，式(1)可转换为无量纲形式，即水电站叠梁门分层取水进水口临界相对淹没水深的初始无量纲参数关系表达式为：
[0079]
[0080] 其中，为临界相对淹没水深， 为叠梁门相对高度，FrD为进流佛氏数，ReD为
雷诺数，WeD为韦伯数，NΓ为行进水流环量数。
[0081] 当然，水电站叠梁门分层取水进水口临界相对淹没水深的初始无量纲参数关系表达式也可以写成下式：
[0082]
[0083] 上式(10)即为基于量纲和谐原理所构建的影响叠梁门分层取水进水口临界相对淹没水深的初始无量纲参数关系表达式。
[0084] 在其中一个实施例中，提供了临界相对淹没水深数据拟合的具体过程。其中，S210具体包括：
[0085] S2102，获取多个水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门高度和水流流量，根据叠梁门高度和水流流量并改变水电站叠梁门分层取水进水口的叠梁门淹没水深，得到不同叠梁门高度和不同水流流量下水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深，并获取临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的关系。
[0086] 具体地，根据多个水电站叠梁门分层取水进水口的模型试验研究数据，具
体模型试验研究数据举例如下：
[0087] 模型试验研究数据中叠梁门高度hg分别选择0.7m、1.4m、2.1m和2.8m四种数据，选取水流流量Q分别为0.05m3/s、0.1m3/s、0.15m3/s、0.2m3/s、0.25m3/s、0.3m3/s、0.35m3/s、0.4m3/s、0.45m3/s、0.5m3/s。通过改变水电站叠梁门分层取水进水口叠梁门的淹没水深，测试水电站叠梁门分层取水进水口开始产生吸气漩涡时的临界淹没水深，得到不同叠梁门高度、不同水流流量(流速V)下水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深。进一步地，计算得到临界淹没水深S、叠梁门相对高度 和进流佛氏数FrD等试验数据及它们之间的关系，比如可以是函数关系等。可选地，也可以计算出临界相对淹没水深 叠梁门相对高度和佛氏数FrD等试验数据及它们之间的关系。
[0088] 在其中一个实施例中，涉及临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的二元函数的数据拟合的具体过程。其中，S2102之后包括：
[0089] S2104，获取临界相对淹没水深与叠梁门相对高度、进流佛氏数的曲面关系，根据曲面关系获得临界相对淹没水深、叠梁门相对高度和进流佛氏数的二元函数的拟合关系式。
[0090] 具体地，请参阅图2，从影响水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深的众多因素来看，叠梁门相对高度 是主要的体型影响参数，佛氏数FrD是主要的水流条件影响参数。因此基于上述大量的试验数据，绘制出临界相对淹没水深 与进流佛氏数FrD、叠梁门相对高度 的曲面关系图。
[0091] 在其中一个实施例中，二元函数的拟合关系式为：
[0092]
[0093] 其中， 为临界相对淹没水深， 为叠梁门相对高度，FrD为进流佛氏数，a、b、c、d、e、f为二元函数的待定系数。
[0094] 按照上述函数关系进行数据拟合，确定各待定系数，得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深的关系表达式如下：
[0095]
[0096] 其中，上述公式(12)的参数范围为 其它水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深可参照上述提出的拟合公式进行计算。
[0097] 上述水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法，根据无量纲理论分析及多个水电站叠梁门分层取水进水口的模型试验数据，首次提出了临界相对淹没水深与叠梁门相对高度、进流佛氏数的二元函数拟合计算公式，并得到临界相对淹没水深与叠梁门相对高度、进流佛氏数关系的无量纲计算判别公式。
[0098] 上述无量纲计算公式，具有归一性及普适性的优势，能克服规范计算公式量纲不和谐的问题。
[0099] 规范公式：S＝cvD1/2，公式左边S的量纲为长度[L]，公式右边量纲为 (其中c为常数，流速v量纲为 D量纲为[L])，很明显公式左右两边物理参数的量纲不和谐。
[0100] 本发明计算公式： 按照量纲和谐原理构建，公式中 FrD、 均为无量纲参数，具有归一性及普适性的特点和优势。
[0101] 在其中一个实施例中，还提供了一种水电站叠梁门分层取水控制系统。该水电站叠梁门分层取水控制系统包括：存储器及处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器用于通过执行上述任一项水电站叠梁门进水口临界淹没水深的判别方法确定水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深，并控制进水管道传输经过叠梁门分层取水进水口的淹没水深及运行水头。
[0102] 上述水电站叠梁门分层取水控制系统，通过获取水电站叠梁门分层取水进水口的结构特征参数，尤其是考虑了叠梁门高度对水电站叠梁门分层取水进水口的影响，并基于量纲和谐原理，最终得到水电站叠梁门分层取水进水口的临界相对淹没水深。解决了传统计算方法不适用于新型水电站叠梁门分层取水进水口的重要技术问题，能够避免传统规范计算结果偏小可能导致水电站运行安全隐患的风险，有效保障水电站运行的安全性，具有重要的技术应用价值。
[0103] 请参阅图3与图4，为了更好地理解本发明的技术方案，针对多个水电站叠梁门分层取水进水口，分别按本发明中的计算公式和规范Gordon公式来计算水电站叠梁门分层取水进水口的临界淹没水深，表明规范Gordon公式的计算值明显小于本发明公式计算值。进流佛氏数FrD＝0.13～0.65、叠梁门相对高度 之间，规范公式计算值相比本发明公式计算值偏小85％～167％，表明规范计算结果明显偏小，会在水电站叠梁门分层取水进水口诱发吸气漩涡并可能导致水电站运行安全隐患的风险，采用本发明计算公式进行判别和控制水头则可以避免这一安全风险。
[0104] 应用本发明的方法来判别和控制水电站叠梁门分层取水进水口的运行水位，能保障电站分层取水的运行安全，并发挥提高电站下泄水温作用而满足下游河道生态水温的需求，具有显著的生态效益。
[0105] 具体地，采用图4来说明其对水电站叠梁门分层取水进水口工程运行水头控制及运行安全的作用。图中S为采用本发明公式计算判别的某水电站叠梁门分层取水进水口临界淹没水深，S0表示按规范Gordon公式计算的水电站叠梁门分层取水进水口淹没水深，H表示水电站叠梁门分层取水进水口运行水头。当水电站叠梁门分层取水进水口运行水头HS(本发明公式计算值)进行运行控制时，进水口就不会产生吸气漩涡，就能有效保障水电站的运行安全，进一步保障叠梁门分层取水的提高水电站下泄水温的运行效果，发挥满足下游河道生态水温需求的生态作用和效益。
[0106] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本
说明书记载的范围。
[0107] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
