山区复杂条件下已建船闸通航条件改善措施研究

总结了国内外透空式导流结构改善船闸引航道口门区通航条件应用情况,针对已建五强溪枢纽船闸下引航道口门区受山区复杂条件限制,中、洪水期通航条件较差的碍航问题,采用1:100整体正态定床物理模型试验,对比研究了多种透空式导流结构的整治措施对水流条件的改善效果,提出了适用于山区复杂条件下改善船闸口门区通航水流条件的新型结构——导流屏,可为同类项目提供借鉴参考。     

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。     

桩基透空式导流屏结构对船闸下游口门区通航的影响

船闸下游引航道口门区水流条件受大坝底孔泄流和泄水闸调峰等影响,易破坏原河道所在区域导流效应,对下游口门区船舶通航不利。提出一种新型导流结构——桩基透空式导流屏,并以五强溪枢纽船闸为例,设计初始及优化两种方案进行水流特性试验和船模试验以测试其工程效果。试验表明该结构形式可较好地改善下游口门区水流条件,且相比于初始方案,优化方案对五强溪枢纽船闸下游口门区水流条件的改善效果更为显著,更利于船舶通航。     

低闸坝枢纽船闸引航道口门区通航水流条件研究

结合凤仪场电航枢纽船闸引航道口门区通航水流条件试验成果,分析了低闸坝枢纽船闸引航道导墙的结构、布置对口门区水流条件的影响,提出了改善引航道口门区水流条件的措施。     

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。     

虎渡溪枢纽下引航道口门区通航水流条件研究

虎渡溪枢纽设计拟定最高通航流量较低,且下引航道对岸象鼻寺山脉伸入主河道形成挑流,在船闸下引航道口门区形成较大范围的弱回流区域,口门区通航水流条件十分复杂。本文通过建立1:100比尺的物理模型,对下引航道口门区通航水流条件进行了研究,提出了下引航道口门区通航条件的改善措施。研究表明:通过调整坝下游河床的开挖整治深度和范围、开挖象鼻寺和调整下引航道左侧及下游河床的开挖范围等措施对改善下引航道口门区通航条件是有效的,并将工程河段的最高通航流量可由原设计的2,900m3/s提高到5,000m3/s。     

窄深河道急弯下游枢纽上引航道布置及通航水流条件试验

窄深急弯河道下游河道主流偏向凹岸下游一侧,下游已建枢纽在同侧布置引航道则存在上引航道占据河道过流面积较大、流速指标超标严重等问题。采用整体定床物理模型及船模试验,研究窄深河道急弯下游枢纽二线船闸上游引航道的布置及其通航水流条件。结果表明,受窄深河道枢纽上游急弯和长引航道分隔墙占据深泓的影响,设计方案中的船闸上引航道口门区通航水流条件较差,不能满足船舶安全航行要求。优化方案在原方案基础上设置堤头下挑单潜坝,优化右岸河段开挖范围及形式,改变隔流墙长度以及隔流墙透空等措施,较好地改善了口门区通航水流条件并兼顾枢纽的行洪和发电,实现船舶安全通航和枢纽正常运行。     

船闸口门区不良流态改善措施

水利枢纽船闸上、下游引航道口门区的通航水流条件是制约枢纽通航能力的关键因素之一。基于船闸口门区不良流态的形成机理,结合口门区水流条件安全通航标准,阐述口门区不良流态的形成因素及改善措施,对枢纽口门区水流条件的研究进行展望。     

湘江湘祁枢纽船闸下游引航道口门区通航水流条件影响及对策

湘江湘祁枢纽二线船闸是在已有建筑物岸侧增建的二线船闸,造成二线船闸引航道与主航道曲线连接。因一线船闸引航道的限制,且一线船闸与二线船闸轴距较短,使得拟建二线船闸上下游口门区及连接段通航水流条件较为复杂。因此,依托湘祁枢纽二线船闸扩建工程,采用1:100定床水流物理模型试验,分析双线船闸下游引航道口门区通航水流条件。对泄水闸开启方式优化、二线船闸下游引航道隔水堤优化、电站下游右岸大堤优化、电站出流口下游河道局部疏浚等系列措施开展试验研究,提出了改善通航水流条件的优化措施。     

船闸凹岸布置上下游引航道水流条件优化*

峡江枢纽是赣江高等级航道的控制性工程,坝址所在河段呈“S”形急弯形态,枢纽采用集中异岸布置,船闸布置在河道凹岸,上游引航道口门位于“S”形河段上弯道凸岸下游,下游引航道口门区位于下弯道凹岸河道主流顶冲点附近,布置不利于通航水流条件,同时该枢纽还具有低水头、大流量的特点,因而船闸上下游引航道口门区及连接段通航水流条件复杂。通过1:110枢纽整体水工模型及自航船模试验,提出并论证了枢纽上游采用顺岸式整治方案、下游采用顺岸式整治方案结合透空式隔流导墙的综合措施,极大改善了船闸上下游引航道及其口门区通航水流条件,各项水力指标均满足了规范要求,确保过闸船舶的安全。     

山区河流航电枢纽最大通航流量研究

针对山区河流航电枢纽建设后实际最大通航流量无法满足规范要求的问题,对山区河流航电枢纽布置后的最大通航流量进行研究。依托东风岩航电枢纽,采用物理模型试验等方法,结合东风岩枢纽通航水流条件模型试验和船模试验分析船闸上、下引航道口门区及连接段水流条件和通航条件,从而对东风岩航电枢纽安全通行的最大通航流量提出建议,并提出山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量不应低于天然情况下该河段的禁航流量等结论。该研究成果可为山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量的确定提供借鉴。     

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。     

古顶水利枢纽二线船闸下引航道布置物理模型试验研究

多线船闸布置中引航道口门区及连接段通航水流条件是一个重要的研究课题。以古顶水利枢纽二线船闸通航水力学试验为例,研究古顶二线船闸在修建背景下,船闸下引航道口门区及连接段通航水流情况。试验结果表明,口门区及连接段回流及横流流速超标。因此,从布置导航墙、疏浚引航道连接段两方面着手,提出多种优化布置方案,并推荐布置70 m外挑导航墙(50 m直墙+20 m外挑)和疏浚连接段相结合的方式。研究成果为古顶水电站二线船闸的优化布置提供了参考。     

船闸口门外连接段通航水流条件标准的初探

本文对船闸门口区与内河航道的通航水流条件标准做了回顾,分析计算了连接段顶推船队推力与阻力的对应关系,收集了有关枢纽工程的通航水流条件,为制定连接段的通航水流条件限值提供依据。     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

湘江土谷塘航电枢纽船闸通航水流条件优化试验研究

根据土谷塘航电枢纽通航水流条件试验成果,分析了船闸上、下游引航道口门区及连接段的水流条件及影响因素,通过采取多种改善通航水流条件的措施,提出了满足船舶或船队航行条件的布置方案。     

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究*

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。     

大源渡枢纽上游引航道隔水墙布置方案模型试验

针对大源渡二线船闸上游的水流特点,采用整体物理模型和船模航行试验,研究大源渡上游引航道口门区水流条件、泄水闸过流能力和引航道制动段长度3个主要因素对上游引航道隔水墙布置方案的影响。试验对比3种不同长度的隔水墙布置方案的适用性,得知130 m隔水墙布置方案口门区水流条件最佳且制动段长度满足船舶制动要求;300 m隔水墙布置方案泄水闸受回流区影响最小,过流能力最佳。综合考虑规范要求和制动段长度要求,并考虑充分发挥泄水闸过流能力,选择上游引航道隔水墙130 m布置方案为推荐方案。     

基于动量守恒定律的船闸口门区船舶安全通航条件研究

现行规范是以船闸引航道口门区通航水流条件作为船舶能否安全进出口门区的判别标准。通过调查研究,船舶进出船闸是否安全仅考虑口门区通航水流条件是不全面的,还应考虑船舶在该区域本身的运动特征。基于动量守恒定律并考虑水流对船舶的作用,分析船舶为维持安全所形成的航行运动特征,并通过通航水流条件和船舶航行条件的模型试验,对比研究两者的关系,提出了基于动量守恒定律的口门区船舶安全通航条件判定方法。结果表明,采用水流条件试验结果求得的口门区船舶安全通航最小临界速度判定船舶通航的安全性是合理可行的。     

船闸上游口门区连接段为弯道的通航水流条件

以广西西江那吉航电枢纽通航技术试验研究成果为基础,根据枢纽船闸上游口门区连接段为弯道的通航水流条件,对平面布置的两个典型方案进行分析比较,分析了影响通航水流条件的原因,阐述了上游船闸口门区连接段为弯道时的枢纽总体布置原则。