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。     

上海罗泾港区二期水中转港池口门宽度模拟试验研究

港池口门宽度取决于进出口船舶大小、船舶操纵性能以及风浪流等对船舶航行的影响程度。文中针对罗泾港区港池布置方案、设计代表船型、风浪流条件,运用船舶操纵模拟器进行模拟试验研究。通过大量的模拟试验,分析了风浪流对船舶操纵的影响,确定了港池口门的合理宽度为300 m。经码头建成以来船舶进出和靠泊检验,证明目前港池口门宽度是合适的。     

超大型集装箱船进出受限港池口门通航条件分析

由于港池口门存在临时码头等限制条件,口门处通航宽度不满足超大型船舶进出港池的要求。拖轮拖带辅助作业可减少超大型船舶进出港池的安全隐患。通过船舶操纵模拟试验并对结果进行分析,得知港池口门外水流流速和风力对拖带船舶进出港池的航行轨迹影响较大。口门外水流流速不大于0.45 m/s、风力不大于6级时船舶可安全进出港池。理论分析与试验研究表明,在通航宽度计算结果不满足规范要求时,可采用拖轮拖带辅助作业并限定风、浪、流等边界条件的方式,达到船舶安全进出港池的目的。     

船舶失控漂移模型在防波堤水域的应用研究

建立防波堤水域船舶失控漂移模型，设定防波堤工程所在海域的自然条件、防波堤口门有效宽度、进出港口船舶尺度等参数。通过设定船舶在防波堤口门外失控点至防波堤口门的距离，计算船舶在偏航、风、流共同作用下从失控点开始至防波堤口门的横向漂移量，根据计算结果来判断船舶是否有与防波堤发生碰撞的危险性。     

徐圩港区防波堤口门布置对航道横流影响研究*

环抱式防波堤突出于海岸,其口门航道横流可能影响船舶进出。针对徐圩港区环抱式防波堤口门不同布置方案,运用二维潮流数学模型,计算各方案的航道横流。研究结果表明：涨潮期间的航道最大横流大于落潮,涨潮横流起控制作用;各方案最大横流均出现在口门（或堤头）附近水域,出现时刻在高潮位前后;最大横流与口门宽度、口门布置形式有关;口门设置双导堤后,最大横流位置外移至堤头附近水域,向口门逐渐减小,这对口门附近水域船舶的航行是有利的。     

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。     

风洞子闸坝调度方式对船闸下引航道口门区通航条件的影响

针对风洞子船闸下引航道口门区及连接段的通航条件,进行闸坝调度运行方式对船闸下引航道口门区及连接段的水流特性的影响研究。采用数学模型,研究风洞子航运枢纽工程闸坝开启不同位置和不同数量时下引航道口门区及连接段的水流条件。结果表明,在相同流量级时开启左岸闸门,下引航道口门区及连接段的水流条件更有利于船舶安全航行;在满足闸孔过流条件时,开启左侧闸门数量越少水流条件更有利于船舶安全航行。     

导流墩改善口门区水流条件机理研究

船闸引航道口门区是船舶进出船闸的＂咽喉＂,受特殊边界条件的影响,该区域内产生有斜流、横流及回流等不良流态,对船舶安全航行造成很大影响。文中从理论上分析了口门区内不良流态对船舶航行的影响关系及导流墩削弱口门区内斜流和回流、改善通航水流条件的机理。结果表明,导流墩或导流墩与其他工程措施的结合应用是改善口门区水流条件的有效工程措施。     

船闸口门区布置及其通航安全判别标准*

针对应用《船闸总体设计规范》进行船闸引航道口门区及制动段布置时遇到的问题,从船舶通航安全角度阐述了船闸引航道制动段、口门、口门区和连接段的内涵。介绍了国内外现有船闸口门区通航安全判别标准并指出其存在的问题,分析引航道口门区的水流特性及船舶舵效原理,提出一种切实可行的船闸通航安全制动段水流条件判别方法,对船闸整体模型试验及船闸总体布置具有一定借鉴意义。     

唐山港丰南10万吨级航道工程设计

唐山港丰南10万吨级航道工程是在2万吨级航道基础上进行扩建。本航道所在水域,水流条件复杂,口门航行条件较差,航道设计难度大。通过对乘潮历时的分析及乘潮水位的选取,确定航道主尺度,提出合理的航道布置方案,结合船模试验进一步优化航道设计方案,并根据潮流数模试验,确定船舶通航窗口期。经论证,推荐平面方案1的布置形式,10万吨级船舶乘潮通过口门时,为高平潮时刻,口门流速较小,水流流态平稳,是最佳的通航时机,有利于船舶通航安全。大型船舶通过口门受横流影响较大或口门流态复杂时,乘潮航道应综合考虑高潮位与大横流的同步关系。