2.2　平面闸门水动力实验方法

平面闸门水动力实验有静态试验和动态试验两种方法，静态试验对于控制流量的泄水工作闸门研究是一个行之有效而又简单的试验方法，而对于泄洪建筑物或电站进水口的事故闸门，只有动态试验才能真正模拟闸门动水关闭的非恒定流过程，准确测试闸门区水流特性及作用在闸门上的水动力荷载。

2.2.1　闸门固定开度（静态）试验法

闸门的静态试验是指模拟闸门在固定开度下泄流的试验方法，只能测试获取闸门在不同开度下恒定泄流的水力参数，因此一般仅适用于研究诸如平面工作闸门控泄等恒定流问题。静态试验不需要模拟闸门启闭的试验设备，其试验设备和方法相对简单，费用较低，在早期的闸门水力学试验中有所应用。静态试验由于不能反映闸门连续开启或关闭过程中水流惯性的影响，因此对于研究平面事故闸门动水关闭问题不太适用。

2.2.2　闸门动水关闭（动态）试验法

闸门的动态试验是指模拟闸门在动水条件下的连续闭门过程，通过测试该非恒定流过程中闸门的水动力参数及启闭力，以探明闸门事故工况下动水下门、截断水流的真实工作情况。动态试验需要配备控制闸门运动的启闭仪器，另外，闸门门体压力等水力参数属于随时间（闸门开度）变化的非平稳随机过程，因此相对静态试验而言，动态试验无论在测试手段和试验数据处理上都要复杂得多。动态试验能够较真实地反映闸门连续动水关闭过程中水流惯性的作用，适用于诸如平面事故闸门动水关闭等问题的研究，是研究该类问题的主要试验方法，在我国众多水电工程的高水头闸门试验研究中得到了应用。

由于原型和模型闸门摩擦力一般很难相似，目前闸门水动力实验主要根据2.1节中所述的闸门水动力作用荷载的计算原理，采用试验测试闸门水力荷载后再计算闸门启闭力的方法，研究闸门的水动力荷载及启闭力特性。试验中通过测量闸门门体的动水压力分布，计算作用在闸门上的各项水力载荷，再结合闸门摩擦系数计算运行摩擦力，最后计算得到闸门动水关闭的持住力。闸门水力荷载及闭门持住力的计算公式参见式（2.1）～式（2.5）。

对于闸门门体的竖向水压力ΔPv，除了按闸门门体压力分布及式（2.4）计算以外，还可以利用闸门启闭过程中摩擦力反向的特点，采用试验分解、计算合成的方法进行试验测试分析。闸门开启和关闭时闸门启闭力可分别表示为

两式相加即可消除摩擦力T，得到竖向水压力的计算式：

闸门的重力是已知的，因此根据模型试验测试闸门的启闭力曲线，再按式（2.8）消除摩擦力的影响，可以求得作用在闸门门体上的竖向水压力荷载。要说明的是，这种测试及计算方法适用于闸门开启和关闭过程中水流变化形态相近的情况，对于某些闸后流道较长的情形，闸门开启和关闭时闸后明满流过渡的临界闸门开度及水流转换形态可能存在较大的差异，门体水力荷载随闸门开度的变化特征也就不同，按式（2.8）计算竖向水压力会产生较大偏差。