新形势下的红水河航道养护管理工作探讨

随着红水河航道等级的提升、龙滩升船机的建成以及沿线过船设施的改造升级,红水河航运发展将迎来新的机遇期,航道养护管理工作的重要性也日益凸显。本文首先分析目前红水河航道养护管理工作的特点,研究其利与弊,然后对航道养护管理工作提出新的思路。     

三峡升船机运行控制中闭锁的运用及优化

为减少三峡升船机因闭锁入口条件不满足而引发的停机,对三峡升船机常见的闭锁故障进行分析,形成一套科学的应对闭锁停机影响的操作方法。从集控操作、调度方式、流程优化等方面研究降低闭锁停机故障率的方法,减小闭锁停机带来的影响,提高运行效率。     

乌江彭水通航建筑物形式及运行方式研究

乌江彭水河段属于典型的峡谷型山区河流,航道条件复杂,加之梯级开发水头较高,因而通航建筑物的选型及合理布置是解决船舶安全过坝以及满足通过能力要求的关键技术之一。综合分析国内类似峡谷河流水利枢纽,提出"船闸+中间渠道+升船机"方案,较好地解决了彭水通航建筑物选型和布设上的困难。通过多次实船试航试验和专题研究,对船闸及升船机建设标准偏低以及下游引航道水面波动使升船机对接困难等问题进行探讨,提出优化联合调度运行方式以及科学管理和延长下游引航道导墙长度等多种治理方案建议,供管理部门决策参考。     

三峡水利枢纽最小下泄流量及其对航道影响的初步研究

运用数理统计方法，按三峡水库调度方式，对宜昌站实测资料进行统计分析研究，提出对水库优化调度方案的最小下泄流量要求以及可能产生的碍航问题。     

三峡升船机上下游水情分析及运行应对建议

三峡升船机布置在三峡枢纽左岸，北侧与三峡船闸相邻，右侧与三峡电厂毗邻。与国外升船机布置在人工运河上相比，三峡升船机布置在天然航道上，且地处三峡船闸和三峡电厂中间。受枢纽防洪调度、发电调度及三峡船闸运行的影响，不同时期的水情变化对三峡升船机的运行会产生不同程度的影响。对三峡升船机全年不同时期的上下游水情特点进行分析，并采用数据统计分析的方法分析水位变化对上下闸首工作门门位调整的影响及水位波动导致的水位变幅超限及调整船厢水深次数增加的规律。最后，从运行管理的角度提出加强与调度部门的联系、加强水位数据的运用分析及进一步探索运行操作技巧3个运行应对建议，以期提高运行人员对水位变动的应对水平。     

三峡升船机抽管道水流程优化及效能分析

针对三峡升船机运行流程中部分机构运行时间较长、影响运行效率的问题,开展了升船机运行流程优化研究。通过统计分析和理论计算,指出上下游航道水位差小于一定范围时抽管道水步序会影响升船机运行效率。结合长期的运行管理经验,提出三峡升船机抽管道水流程优化方案,并进行安全性论证和效能分析。结果表明：现有条件下,流程优化后可每厢次节约升船机设备运行时间约70 s,极大提高升船机运行效率。     

缩短三峡升船机船舶进厢时间的措施

为进一步提高三峡枢纽通过能力,根据对现阶段三峡升船机船舶过厢现状的分析,发现三峡升船机设备运行时间相对稳定,船舶进厢时间是影响船舶过厢时间的主要因素,结合三峡升船机船舶调度指挥运行实际提出缩短船舶进厢时间的应对措施。船舶进厢时间明显缩短对提升三峡升船机通航效率具有重要意义。     

景洪升船机上游对接流程优化

对接流程优化是提高升船机运行效率的重要手段。针对景洪水力式升船机上游对接机构的工作特点,通过理论计算确定上游对接流程的控制线路,提出对接优化方案,在原型观测中考察上游对接流程优化方案的安全性、论证流程优化效果,并提出景洪升船机上游对接效率最优化的实现方法。结果表明,现有条件下,景洪升船机上游对接流程优化后,上游对接时间节省约25%,解除对接时间节省约20%,显著提高升船机整体运行效率。     

三峡升船机下闸首涌浪超限改善工程初步研究

受下游引航道往复流影响,三峡升船机下闸首最大水位变率达0.9 m/h,超过0.5 m/s的设计值。文章提出了在下游引航道内设置防浪闸的思路和初步工程方案,利用MIKE21数学模型,对防浪闸阻隔波浪的效果进行了计算,并对方案进行了优化。初步提出了防浪闸与升船机联合运行工艺。结果表明:设置防浪闸后,可使升船机下闸首最大水位变率降至0.45 m/h以下。     

升船机适用条件的研究

探讨升船机适用条件,提出升船机在优化航道网、提高航道通航效率中的作用。升船机的省水特点决定了它在我国中西部地区航道开发建设中的地位。升船机也是解决高坝通航一种非常有效的手段。     

龙溪口枢纽最低蓄水位下船闸上游通航条件及改善措施

岷江龙溪口航电枢纽工程第3期导流期间利用右岸船闸临时通航，由于上游蓄水位相对较低，汛期大流量条件下船闸上游引航道口门区与连接段水域存在较大的通航风险。为确保施工期通航安全，结合枢纽施工导流及通航模型试验结果，开展了最低蓄水位下船闸上游通航条件数值模拟研究，并提出优化上引航道左导墙结构形式、降低鸡公嘴开挖高程以及抛填深沱等工程措施。结果表明，上游通航水流条件明显改善，可满足施工期通航要求。     

宽浅河道低水头水电枢纽口门区通航水流条件研究

根据重力相似准则,采用比尺为1∶100的整体模型,进行某宽浅河道低水头水电枢纽口门区的通航安全性研究。采用ADV三维流速测量系统进行流速测量;采用标准矩形量水堰控制模型流量;采用差动式尾门调节模型水位。由于河道地形及枢纽布置的原因,上游口门区流速过大,下游口门区形成大范围回流。通过扩大河道过流面积,移除下游河道中心连续小岛,增加闸孔等措施,减小下泄水流流速,改善河道整体水流状态;通过加长导航墙,改变导航墙透水面积,优化口门区域地形等措施极大地改善了船闸上下游引航道及口门区通航水流条件,确保过闸船舶的安全。     

高水头省水船闸水工结构及输水系统研究

长江上游地区水头高、流速快、水位变幅大,对通航建筑物提出了较高的要求,采用升船机形式较难解决运量小、高地震烈度对塔柱的横向位移要求等问题;多级船闸形式又面临耗水量巨大、下游引航道流态不佳等问题。省水船闸是解决上述问题的有效结构形式,但在我国的应用经验较为有限。以三峡新通道工程为依托,从省水船闸的工作原理出发,分别对结构选型、省水池布置、结构高程及尺度确定、输水系统的计算流程和参数确定方法等关键问题进行研究,并通过结构核算、输水效率、省水量3个方面说明省水船闸方案的可行性及其相对于梯级船闸的优越性。     

高坝枢纽新建通航建筑物轴线及通航条件研究

针对山区已建高坝枢纽新建通航建筑物轴线布置受河道窄、水头高、电站泄流及已有建筑物影响等条件限制的问题,依托贵州清水江白市水电站枢纽新建通航建筑物工程,采用1∶100正态整体水工模型与自航遥控船模相结合的技术手段,对多条轴线布置方案进行通航水流条件及船舶航行操控研究与优化。试验结果表明,右岸轴线布置方案通航水流条件及船舶航行状态均较好,为推荐方案。研究成果解决了工程关键问题,可供类似已建高坝水利枢纽新建或扩建通航建筑物工程参考借鉴。     

引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件优化

用水流物理模型、遥控自航船模、水流数学模型和船舶操纵运动数学模型相结合的研究方法对引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件进行研究。首先阐述设计方案通航工程与长江交汇口、进口龙洲垸船闸下游航道及荆江大堤通航孔等各区域的通航条件,详细分析设计方案影响通航水流条件的各个因素,针对设计方案在通航水流条件上的不足,通过采取多种工程措施改善其通航水流条件,提出满足船舶安全航行的优化布置方案。     

蜀山泵站枢纽船闸输水系统水力学模型试验

蜀山泵站枢纽船闸对引江济淮工程航运至关重要,是连通长江与淮河,确保引江济淮航运干线畅通的控制性工程,其闸室规模大、工作水头高、输水能量高,输水过程水力学问题是船闸设计的关键环节。结合工程地质和结构设计,船闸拟采用形式最为简单的闸墙长廊道侧支孔输水系统,输水过程船舶与船闸自身安全能否满足相关要求需要开展细致研究。通过比尺为1∶25的物理模型试验,对其输水过程船舶停泊条件、水力特性及引航道水流条件开展研究。结果表明:在推荐的输水系统布置和阀门开启方式下,各项水力指标均能满足规范和设计要求。     

加强三峡通航技术研究，促进航运高质量发展

随着三峡枢纽的建成,上游库区航道明显改善,过闸货运量快速增多,船闸通过能力和过闸需求间的矛盾日益突出,三峡通航成为制约长江航运进一步发展的节点。从船闸快速检修技术、船闸运行组织、升船机运行维护等方面提出技术研究方案,以进一步提高三峡、葛洲坝船闸、升船机通过能力,开创三峡通航新局面。     

北江白石窑水利枢纽下游引航道通航水力学试验研究

通过对原有白石窑水利枢纽船闸进行改扩建来提高航运能力,将原来的一线船闸改建,同时在改建船闸左岸增设二线船闸。根据白石窑水利枢纽通航建筑物的整体定床模型试验成果,研究该工程改扩建后的通航条件。针对由于枢纽下游主河槽与船闸轴线交角较大以及枢纽下游主河槽河床高出下引航道口门区较多而引起的船闸下游口门区及连接段的斜流、乱流等不利通航水流条件,提出了合理有效的整改措施。该试验成果可供以后类似工程参考和借鉴。     

沙溪口水电站船闸下引航道口门区通航水流条件研究

船闸引航道口门区水流条件的好坏直接关系到船舶进出船闸的安全。针对沙溪口水电站船闸引航道口门区水流条件差、水深不足、横流较大等问题,建立电站河段整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸下引航道口门区通航水流条件进行试验研究,并提出优化工程方案。优化方案2试验表明:通过筑坝、新建明渠和底部透空式隔流堤工程,下引航道口门区通航水流条件得到明显改善,通航水流条件基本满足规范要求。船模航行试验验证船舶可以安全平稳地通过口门区,且船舶操纵参数均在要求范围以内。     

紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型及应用

针对紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型存在的技术问题,提出在已建枢纽上紧邻船闸扩建鱼道的设计路线。以湘江大源渡枢纽扩建鱼道工程为例,将船闸与鱼道槽身按一体式结构考虑,鱼道结构紧邻二线船闸主体工程布置,并根据鱼道槽身所处船闸位置的不同,合理选择开敞式U形断面、暗涵式拱型等槽身结构断面,既解决了已建枢纽工程中增建鱼道布置的难题,又大大减少了用地和工程投资。