已建枢纽船闸下游引航道口门区急流碍航改善措施的研究

过去国内内河枢纽建设往往多以防洪、发电等效益为主,航运建设得不到应有的重视,出现了一批碍航闸坝。以已建沅水五强溪枢纽船闸下游引航道口门区通航条件改善措施研究成果为基础,分析了已建五强溪船闸碍航原因,并提出了采用浮式导堤方案解决已建船闸下游引航道口门区急流碍航的工程措施,为今后拟建枢纽的开发建设和其它已建类似碍航枢纽下游航道通航条件改善提供借鉴。     

桃源枢纽船闸下游引航道中水期整治技术

桃源枢纽船闸位于江心洲洲尾,中水期枢纽两侧同时泄流,船闸下游引航道及口门区段存在横流和泥沙淤积等碍航问题,有必要通过工程措施予以解决。采用定床水流和定床输沙试验,研究不同中水期整治方案下,船闸下游引航道及口门区的水流泥沙条件。结果表明：1）左侧疏浚区能有效平衡右侧疏浚区的侧向引流作用,疏浚区宽度越宽,河段横向流速和泥沙淤积量越小。相较于直立墙结构,斜坡式石笼坝导墙能够有效避免末端回流的形成,进一步减小口门区横向流速和泥沙淤积。2）沿下游引航道口门区及连接段左侧布置疏浚区,疏浚宽度等于1.5倍引航道宽度,疏浚底高程26.44 m,同时采用斜坡式石笼坝延长左侧导墙200 m,可较好解决中水期河段碍航问题。     

构皮滩枢纽下游通航水流条件及改善措施

乌江构皮滩枢纽为乌江干流的控制性枢纽,对乌江航运影响巨大.该河段地形复杂,其通航建筑物下游引航道、口门区位于"S"形河道急弯左岸,受上游右岸突嘴挑流影响,加之口门区、连接段河道过流断面小,水流流速大.航道中心线与河槽深泓线夹角达到20°,设计方案下游口门区内横向流速和回流流速严重超标,水流条件不能满足通航要求.通过物理模型、船模对其碍航原因进行研究,提出采用分层透水导堤来解决引航道、口门区及连接段航道的碍航问题.     

分散式布置枢纽引航道口门区水流条件优化措施*

分散式布置的通航水利枢纽引航道口门区水流流态主要受到与其相衔接的河道形态影响。以广西邕宁水利枢纽工程可行性研究阶段布置方案为例,对分散式布置枢纽上下游引航道口门区流态与主流的衔接关系和通航水流条件优化措施进行研究。通过在船闸口门区增设导流堤和合理开挖右岸滩地的方式解决邕宁枢纽上游引航道口门区回流较大的问题;通过合理调整下游左岸岸边开挖线,压缩下游回流区,解决因下游引航道口门区主流流向与船闸中心线夹角较大而造成的回流严重问题。使得上下游引航道口门区均具有良好的通航条件。     

新型桩基导流屏改善船闸下游口门区通航条件效果分析

五强溪枢纽船闸下游引航道口门区碍航问题一直是制约沅水高等级航道畅通的瓶颈。采用定床水流物理模型试验手段,分析河段现状通航水流条件及碍航特性。在桩基透空式隔流堤改善方案的基础上,提出了改善口门区通航条件的桩基导流屏方案,即通过阻挡和疏导水流相结合的方式来削弱口门区的斜向水流。方案实施前后试验成果对比表明,桩基导流屏对改善口门区斜流碍航具有较好的效果。     

东江龙潭水电枢纽船闸整改工程通航水流条件及改善措施

针对龙潭水电站引航道区域不利水流影响船舶进出安全问题，为改善上、下游引航道及口门区的流速，进行了优化上、下游引航道导航墙延长方案的研究。建立龙潭水电站船闸整改物理模型，研究运行过程中的各个典型工况。得出结论：1）上游河道来流量大于1 100 m3/s、闸门全开泄洪时，上游引航道口门区水流条件仍不能满足规范要求。2）下游引航道将主导航墙由透水改为不透水后，引航道及口门区水流条件可满足规范要求的结果。     

上游引航道透空隔流堤布置与通航水流条件优化*

针对急弯下游布设的上游引航道口门区通航水流条件复杂等问题，依托某航电工程通航水力学模型试验，对比分析不同流量和不同隔流堤与导流墙夹角条件下的上游口门区的流场分布，探究隔流堤与导流墙夹角和上游引航道口门区水流条件之间的关系。结果表明，隔流堤可以有效减小上游引航道内与主航道中存在的流速梯度，减小主流对口门区水流的挤压和摩擦，进而减小口门区横流和回流流速，消除不利于通航的流态。隔流堤与导流墙之间夹角存在阈值，当小于该值时，纵向流速和横向流速均随着夹角的增大而减小；进一步增大则会导致部分主流流入，恶化口门区流态。     

乌江银盘电站下游引航道布置及口门区通航条件研究

乌江银盘枢纽河段河势弯曲狭窄，口门区水流条件十分复杂。通过整体模型和船模实验，研究下游引航道长度、隔流墙堤头布置型式、堤身开孔等工程措施以及非工程措施对口门区通航条件的影响，提出了合理的引航道布置方式及运行措施。     

京杭运河沟通钱塘江八堡船闸口门综合整治方案*

京杭运河沟通钱塘江八堡船闸出口位于七堡弯道强潮河段,水流泥沙条件极其复杂。为满足通航要求,需要采取综合整治措施。针对河势变化、航槽水深、通航水流条件、闸下引航道泥沙淤积、出口通航保证率等问题,采用河床演变分析、潮流泥沙数学模型计算、物理模型试验、船模及实船航行试验等综合方法和手段进行深入研究,验证了船闸出口河段岸滩综合整治方案。结果表明：通过清理残坝、缩短丁坝长度以及增建导航堤等工程措施,促使航道主槽靠近船闸出口,显著提高口门区通航保证率,闸下引航道和口门区泥沙淤积量在可控范围。     

固镇复线船闸水工模型试验研究

固镇复线船闸上游引航道受京沪铁路浍河大桥的制约,引航道口门区及连接段的中心线与河流主流流向之间的夹角较大,产生的横流、回流等对上游航道航行安全不利。试验揭示了引航道口门区横流流速及其变化规律,测定天然状态及设计状态下上、下游引航道口门的流态;对船闸口门区及引航道布置进行论证,对引航道口门角度、导堤、切滩等工程提出优化方案,以满足规范要求的口门流速标准。     

景洪升船机下游引航道口门区通航水流条件观测研究*

针对通航建筑物下游引航道口门区复杂流场的现场观测难题，发明了高精度的水流流速、流场测试方法，准确获得不同流量工况下景洪升船机下游引航道口门区的横向、纵向及回流流速，揭示带透水导墙的引航道口门区流场结构特征，为升船机船舶通航安全评价、航路航法优化等通航管理提供重要依据；并将原型观测与模型试验结果进行对比分析，针对通航水流条件模型试验及船舶通航安全评估提出建议，可为相关研究提供参考。     

蓄水初期犍为船闸下引航道及口门区泥沙淤积成因分析

船闸的通航问题至关重要,泥沙淤积严重将会导致航道水深不足,影响通航。针对犍为船闸下引航道及口门区泥沙淤积问题,采用平面二维泥沙模型进行数值模拟,分析泥沙淤积成因,提出改善航道泥沙淤积的措施并加以验证。结果表明,受枢纽下游河床地形及引航道和口门区边界条件影响,形成大范围的回流,泥沙淤积范围和厚度较大;采取改善措施后泥沙淤积量明显减少。     

弯曲河道上引航道口门区通航条件研究

枢纽通航建筑物一般要求布置在顺直、稳定、开阔的河段,弯曲河道因其水流三维性对船舶安全航行影响大,通航建筑物布置在弯道,引航道口门区水流条件复杂。通过整体模型及自航船模试验,研究了上游引航道口门宽度、导流堤及外引航墙的长度、开孔引流等工程措施对上引航道口门区通航条件的影响,提出了合理的上引航道布置方式及运行措施。     

渠江四九滩枢纽通航水流条件研究

针对渠江四九滩枢纽上、下游引航道口门区通航水流条件，结合国内外研究情况，简要介绍了枢纽布置、枢纽整体水工模型试验和自航船模试验的部分成果，并提出改善口门区通航水流条件的工程措施。     

枢纽船闸引航道口门区三维水流结构和减淤措施*

由于枢纽船闸引航道口门区特殊的水流结构，口门区泥沙淤积问题是影响河流船闸正常运行的一个重要问题。针对枢纽船闸引航道口门区三维水流的结构特点，开发了可高效高精度模拟该区域水流结构的完全三维非静压数学模型，对其水流结构特征进行了分析和研究，从消除回流和归顺口门区航行水流的角度，提出了可有效减缓引航道口门区泥沙淤积问题的工程措施，为枢纽通航运能提升和船舶安全高效运营提供技术支撑。     

向家坝升船机下游引航道口门区水力波动特性原型观测*

向家坝水电站坝下河势及地形条件复杂，枢纽泄洪时升船机下游引航道口门区波动现象较为显著。原型观测表明，表孔泄洪时消力池内形成波状水跃，并以短波形式传向下游。受多种复杂条件影响，坝下河道纵向高频波动在升船机下游引航道口门区附近转变为横向振荡波，对船舶航行安全影响显著。通过分析向家坝枢纽不同泄洪流量下升船机下游引航道口门区水力波动特性原型观测结果可知，表孔泄洪是导致引航道口门区短波振荡的主要因素，且其泄量与口门区水力波动呈线性关系，而电站泄流和中孔泄洪利于降低口门区水力波动。     

洪江枢纽扩建船闸下游通航条件试验研究

建立了洪江枢纽整体物理模型,对洪江扩建船闸布置及下游航道通航条件进行多方案试验。试验结果表明,坝址所在位置下游河势向右微弯,且逐渐压缩,扩建船闸闸室较长,引航道实体导流堤直线顺延后,导流堤对有效河宽造成大幅缩窄,引发船闸下游口门区斜流流速大、流态复杂,通航条件不能满足船舶安全航行要求。优化方案充分利用船闸下游弯道河段右岸河道存在大范围的缓流区,将下游引航道长直堤设置为折线型,减少导流堤对主河道过水断面的压缩,降低河道流速,改善口门区水流条件;同时顺应下游河势向右岸调整航线,达到了改善船闸下游航道通航条件目的。研究成果可为同类项目提供借鉴参考。     

基于隔流堤的下游引航道通航水流条件优化

针对某航电枢纽下游引航道口门区通航水流条件复杂、恶劣等问题,依托该工程整体通航水力学模型试验,对比分析不同隔流堤布置方案下的口门区水流条件.结果表明,隔流堤堤身设置透水孔可以加强主河槽与口门区的动量交换,减小隔流堤末端两者之间的速度梯度.与未设置透空隔流堤方案相比,设置透空隔流堤后可减小下泄主流在弯道处引起的横流与回流...     

临涣船闸下游引航道优化设计

临涣船闸位于临涣节制闸南侧，上距省界李口集约30.0 km,下距南坪闸31.5 km,下游引航道连接段位于转弯河段，弯道转角约75°。受此地形影响，河道主流贴右岸凸嘴进入下游主河槽，使引航道连接段与凹岸之间形成逆时针回流，对引航道水流有压迫作用，局部主流宽度显著束窄。通过物模试验可知，河道主流对引航道口门区内水流形成较为明显的剪切，导致口门区内形成较大范围的回流，长度近350 m。由于回流区较长，形成多个复杂的异向回流组合流态，水流条件十分复杂，因此需提出相应的工程措施加以改善。通过河槽疏浚、增加隔流潜堤，有效地解决了下游引航道水流流态不佳、横向流速超标较大、口门区回流强度较大、回流流速无法满足规范要求的问题。     

船闸下引航道口门区回流特性及改善措施

根据船闸下引航道口门区水流特点,应用水槽数学模型,对不同引航道宽度、水流流速、水深等对下引航道口门区回流长度等特性的影响进行研究,得出船闸下引航道口门区回流长度的计算公式,并通过概化模型研究透空隔流堤对下引航道口门区水流条件的影响,结论可供船闸工程设计参考。