中高水头船闸输水系统选型布置及试验研究

以贵州旁海枢纽工程船闸为例，根据国内已建船闸综合分析所得的输水系统选型指标，利用灰色系统理论对船闸输水系统选型和布置进行验证，并应用物理模型试验对船闸水力特性和阀门工作条件进行试验研究。通过试验测定闸室内停泊条件和阀门开启方式，确定并优化了船闸结构和输水系统布置。结合近年来船闸输水系统设计、工程实际经验和成果，为第二类分散输水系统和平板阀门在中高水头船闸工程的设计和应用提供参考。     

飞来峡二、三线船闸闸底长廊道输水系统模型试验

飞来峡水利枢纽位于北江中游,新建的二、三线船闸并列布置有效尺度为220 m×34 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),船闸最大设计水头14.44 m,采用闸底长廊道侧支孔输水系统双明沟消能布置形式。通过1∶30的物理模型,对船闸输水系统的布置形式及水力学特性进行试验研究。结果表明:闸室输水时间、水力学指标、闸室停泊条件、进出口布置形式均能满足规范要求,优化后的闸室停泊条件较好。     

高坝通航枢纽中省水船闸方案探讨*

阀门水力学问题一直是高水头船闸设计的关键技术难点。以在建的大藤峡单级船闸为例,基于国外省水船闸工作原理,提出带两级蓄水池船闸方案。输水系统水力学初步计算表明,阀门工作水头削减20.125 m,省水率可达到48.76%。与单级船闸方案比较结果表明,该输水系统形式因水头大幅降低,设计和建造均大为简化,在山区河流高坝通航领域以及兼顾发电与农业灌溉用水紧张的情况下,应用前景非常广泛。     

碾盘山船闸输水系统设计与试验研究

碾盘山船闸等级为Ⅲ级,最大设计水头14.2 m,属于中水头大型船闸,根据类似工程相关经验,船闸采用闸墙长廊道侧支孔分散输水系统,推荐阀门开启时间为6 min,输水系统以及阀门开启时间选用是否合理直接影响水流及船舶停泊条件。通过水力特性计算并结合1:15物理模型,对输水系统水力特性、廊道压力、闸室停泊条件进行分析。结果表明,碾盘山船闸采用闸墙长廊道侧支孔输水系统是合理的,设计的阀门开启时间下各项输水水力特征指标均能满足设计和规范要求。     

中水头巨型船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统水动力学研究*

闸墙长廊道侧支孔输水系统,因其相对于集中输水系统更优的水流条件以及相对其他分散输水系统更简单的结构和更低的建设维护成本,而广泛应用于中水头大型船闸中。近年来,湘江航运干线设计和建设了４座中水头巨型船闸,该输水系统能否满足巨型船闸高输水能量下的船闸自身与过闸船舶安全要求需要加以研究论证。本文以大源渡二线船闸为例,通过1:30物理模型试验,对其闸室船舶停泊条件、输水水力特性及引航道水流条件进行研究。结果表明：在推荐的消能布置和阀门开启方式下,各项指标均能满足规范和设计要求。     

无镇静段输水系统在下坝复线船闸上的运用

下坝船闸是芜申线航道的重要通航枢纽,承担着大量的货物运输,同时设计最大水头差高达9.78 m,是目前江苏省设计水头差最大的船闸之一。下坝复线船闸工程设计中针对设计水头高、船舶通过量大的特点,对船闸集中输水系统布置进行深化研究,综合集中输水和分散输水的优点以及下坝船闸的特点,对现有传统的集中输水系统布置形式加以改进优化,采用了新型的无镇静段输水系统,并通过水力模型试验取得较好的效果。无镇静段集中输水系统消能效果明显,灌泄水时船舶在闸室内停泊条件好,同时免除闸室的镇静段,船舶可直接停泊在上闸首的后方,并且缩短了输水时间,提高了船闸的通过能力,节省了工程投资,在类似工程中具有一定的推广意义。     

中水头船闸输水系统优化试验研究

以某船闸改建工程为背景,通过建立1:30船闸输水系统整体物理模型,研究中水头闸底长廊道侧支孔船闸输水系统优化布置方案。模型试验表明,设计方案下的船闸输水系统存在输水效率低、闸室横向水流分布不均及进水口出现串状吸气旋涡三方面影响船闸输水系统安全、高效运行的问题。综合研究船闸整体及输水系统布置形式,并结合试验各项水力特性指标,提出通过增大输水廊道尺度、沟通闸室两侧主廊道及消除上游引航道与进水口之间的高程突变的优化措施,有效提高了船闸的输水效率、改善了船闸进水口及闸室内水流条件。经过优化后的船闸输水系统可以满足规范、设计要求,各输水水力特性指标均达到预期的设计目标和要求。     

七星墩船闸输水系统布置及优化

七星墩船闸是北江上延工程武江航道的重要节点工程，其有效尺度为190 m×23 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),设计水头7.5 m。结合枢纽总体布置，按照规范要求，确定船闸采用闸墙长廊道侧支孔分散输水系统形式。输水系统模型试验表明，原设计方案的船闸输水系统存在泄水阀门后廊道压力偏低、进水口可见持续的吸气型漩涡、出水口附近局部壅高等不良水力现象。综合研究船闸整体及输水系统布置形式，并结合试验各项水力特性指标，提出将船闸泄水阀门段降低、进水口格栅布置优化、出水口处消力槛调整等优化措施。优化后的船闸输水系统各输水水力特性指标均达到预期目标和要求。     

广西郁江老口航运枢纽船闸输水系统布置

郁江是广西西江黄金水道的重要组成部分,老口航运枢纽船闸的地位十分重要。船闸设计最大水头14.5 m,输水时间要求不超过10 min。根据《船闸输水系统设计规范》和本工程的特点,选择结构布置较为简洁的闸墙长廊道侧支孔方案作为输水系统布置形式。在调查分析国内外同类船闸资料的基础上,通过计算和水力学模型试验研究优化,确定了总体布置及各部关键尺寸。模型试验成果表明,所设计的输水系统水力特性满足规范要求,达到了预期的目标。     

赣江万安二线船闸输水系统水力学模型试验研究

万安二线船闸工作水头和一次输水过程能量均居世界单级船闸前列,输水系统设计直接关系到工程设计成败。根据《船闸输水系统设计规范》和类似工程经验,结合水力计算,设计优化了适合万安二线船闸的闸墙主廊道、闸室中部垂直立体分流、闸底四纵支廊道两区段出水、明沟消能的输水系统形式。通过比尺为1∶30的整体物理模型试验,研究了所设计输水系统的水力特性。成果表明:万安二线船闸所采用的输水系统整体设计是合理可行的,输水时间、船舶停泊条件、进出水口及引航道水流条件等各项水力指标均满足设计和规范要求。