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。     

渠江风洞子航电工程通航水力学试验研究

渠江风洞子枢纽是以航运为主、结合发电的枢纽工程。本文结合模型试验成果，论述了船闸上、下引航道口门区的通航水流条件、船闸引航道平面布置及泥沙淤积对引航道及口门区通航条件的影响，提出了改善引航道口门区通航水流条件的工程措施。该研究成果已被设计采用。     

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。     

大源渡坝区泥沙淤积及减淤措施试验研究

通过对湘江大源渡航电枢纽工程坝区整体泥沙模型试验研究 ,较为客观地反映了丰水丰沙年份枢纽上、下游及船闸引航道泥沙淤积分布情况 ,提出了通过优化枢纽调度方式减小坝区泥沙淤积 ,以及在船闸灌泄水基础上进行引航道耙沙的减淤措施     

三峡坝区河势在通航水流条件的影响

为了研究三峡坝区泥沙淤积后河势的变化及对船闸通航水流条件的影响，分析了建坝前后的河势特征，阐述了坝区上游引航道口区和连接段的水流条件及影响因素，同时提出了改善措施。     

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。     

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。     

船闸导航建筑物透空形式对通航水流条件的影响

船闸引航道导航建筑物采用透空形式，可以调整口门区的流速分布，改善不良流态，减少口门区泥沙淤积，达到改善口门区的通航水流条件的目的。     

上虞闭合式港船闸引航道水流条件及淤积预测

闭合式港是处于强潮多沙河口港口建设的新思路,其关键技术问题是引航道的水流条件及泥沙淤积。以钱塘江河口上虞闭合式港为例,采用经验公式及数模计算等方法,分析其引航道的水流条件和淤积强度。结果表明,上虞闭合式港引航道的水流条件可基本满足船舶进出港需求,引航道淤积分布从闸室至口门淤积强度沿程逐渐增加,至口门附近达到最大,从口门向引航道外淤积强度逐渐减小,平均淤积强度约0. 06 md,可通过"射流掀沙,引流输沙"的技术进行清淤。     

万安枢纽二线船闸上游通航水流条件优化试验研究

在原有船闸基础上扩建多线船闸时,须考虑新建船闸对已有船闸引航道及口门区通航水流条件的影响,如布置和运行控制不当,极易导致相关安全问题。建立1：100的万安枢纽及船闸引航道物理模型进行试验,研究万安二线船闸修建前、后上游口门区及停泊段通航水流条件,并结合试验结果及地形条件,提出引航道口门区优化布置方案。结果表明,原设计方案中,二线船闸建成后,其上引航道口门区及靠船墩在部分工况下水流条件不满足通航要求,且一线船闸上引航道口门区及靠船墩处的水流条件相对于二线船闸未建前变差;优化布置方案中,二线船闸上引航道口门区水流条件在各工况下均满足通航要求,一线船闸上引航道口门区及靠船墩处水流条件优于二线船闸未建前情形。     

高良涧双线并列船闸下游引航道水流特性研究

高良涧扩容船闸和二线船闸并列布置,且共用引航道,下游较短范围内引航道与苏北灌溉总渠交汇,其下游引航道水流条件受双线船闸相互泄水及苏北灌溉总渠泄流的影响变得十分复杂。采用二维水流数学模型计算和分析的手段,进行高良涧船闸各种典型水位组合及运行方式下的下游引航道水流条件的研究,针对存在的水力学问题,结合高良涧船闸的特点,提出便捷有效的工程措施--格栅式分隔堤,研究成果可供工程设计和运行管理参考。     

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。     

三峡库区汛期日调节通航水流条件一维数学模型

采用圣维南方程组建立三峡库区日调节通航水流条件一维数学模型,利用三峡枢纽淤积平衡地形日调节物理模型试验成果对数学模型进行验证。研究表明,24h日调节过程中,流量变化的时候,上游引航道通航水流条件最不利。随着泥沙淤积年份增加,汛期日调节通航水流条件逐渐恶化。电站机组错时开启或关闭可以减小口门处的流速。     

三峡船闸若干技术问题初探

为解决好三峡船闸的关键技术问题，充分借鉴葛州坝船闸的实践经验，在重点调研葛洲坝船闸运行管理中重大技术问题的基础上，初步探讨了三峡船闸的引航道口门位置，引航道尺度，船闸水力学，船闸联动运行、船闸维修和保养等问题。     

枢纽中凸岸侧船闸布置型式的探讨

依据江西某枢纽船闸模型试验研究成果，提出引航道导堤采用不等长布置形式，是减少凸岸边滩船闸泥沙淤积的有效措施。     

三峡工程下引航道淤积规律和清淤方法

介绍了三峡工程下引航道1998~2004年碍航淤积情况,证明了三峡船闸永久通航期内采用机械疏浚清淤的可行性。     

那吉航运枢纽左岸船闸通航水流条件试验研究

根据那吉航运枢纽左岸船闸布置方案上下游口门区及连接段通航水流条件试验成果 ,阐述了引航道口门区不同布置方案的通航水流条件 ,分析了影响船闸布置和通航水流条件的因素 ,提出了使船闸上下游引航道口门区水流条件满足通航要求的改善措施。     

长洲四线并列船闸运行方式对下游引航道水流条件的影响

长洲水利枢纽通航建筑物采用四线并列船闸布置,其引航道水流条件受船闸布置及充泄水影响而十分复杂。采用物理模型试验与数学模型计算相结合的手段,对长洲船闸不同下游水位下船闸泄水对引航道水流条件的影响进行研究,针对存在的水力学问题,结合长洲船闸的特点提出目前最为便捷有效的非工程措施——优化船闸运行方式,并最终确定了船闸运行的控制下游水位及相应的运行方式,为船闸设计与运行管理提供了依据。     

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。     

水口电站坝下工程下引航道水流条件治理分析

水口坝下水位治理工程是无闸低坝枢纽,不能控制洪水、调节泄流位置,无论上游来流量高低,对下游引航道通航条件的影响均较大,本文针对其水流运动特点和泥沙淤积问题,利用水力学原理与泥沙运动理论,创建了隔离水流、切断泥沙流路的技术方法,通过增设隔流墙、拦沙底坎和优化靠船墩布置等工程措施,较好地改变引航道内的水流条件,有效地阻止了泥沙淤积。模型试验结果显示引航道内的水深、流速等通航指标均能满足规范要求,文章提出的方法可供类似工程参考。