三峡枢纽『闸』、『调』不宜分开

三峡工程永久船闸通航在即,及时确立永久通航管理体制的问题显得日益紧迫,引起了社会各界的普遍关注.最近,有关部门提出了"闸调分开"的原则意见,提出调度权归三峡局,船闸设备运行操作与维护权归三峡总公司,三峡局选派优秀人员组成一个船闸设备运行操作与维护专业单位,三峡总公司将船闸设备采用合同形式交由船闸运行管理单位负责安全管理和运行.这就是所谓"闸调分开"方案.方案的核心问题是,船闸运行和过闸调度分由互不隶属且分属不同行业的两个部门负责管理,二者通过合同形式明确权责关系.笔者认为,要实现三峡通航管理目标,安全可靠的船闸运行是重要基础,灵活科学的调度指挥是主要手段,完善的航运支持保障系统和高效及时的船闸修理体制是必要的支持保障条件.在目前研究明确通航管理体制的阶段,深入研究和完善通航调度管理体制尤其重要.船闸运行与船舶过坝调度能不能分离?我们应该如何认识二者关系?本文就此提出个人看法.     

船闸的门槛水深(一)——规范相关规定解读

《船闸总体设计规范》(JTJ 305—2001)规定,船闸门槛最小水深应满足H/T≥1.6的要求(H为门槛最小水深,T为设计船舶满载时的最大吃水)。本规定的主要目的是为了满足设计船舶满载过闸时有一定的航速,保证过闸效率;满足变吃水船舶满载过闸的要求;并适当考虑船舶大型化的发展需要。但在工程实践中规范的规定并未得到全面的理解和执行。通过分析该规定的执行情况,表明此项规定虽然简单,但不能完全满足工程的实际需求。对于渠化梯级的船闸,上游水位受运行枢纽规则的限制,最低通航水位有5种情况分别对应不同的下游水位情况,应分别考虑确定门槛最小水深。     

三峡船闸允许过闸船舶最大吃水的确定

针对三峡船闸过闸需求增加和船舶大型化发展对允许过闸船舶的最大吃水需求的问题,在相关管理规范基础上结合模型研究,分析三峡船闸门槛水深、船舶航行下沉量及安全富余水深要求,以三峡船闸门槛水深5.125 m、5.5 m和6 m为参考,分别确定该水深期间允许过闸船舶的最大吃水,为对外发布吃水控制标准提供依据,对过闸船舶配载发挥指导和参考作用。     

三峡船闸(139m水位)一闸室船舶待闸研究

通过优化三峡船闸输水阀门运行参数,满足了船舶在一闸室待闸的停泊条件;组织代表船型进行实船试验,形成了连续调度快速安全的调度工艺,取得了在139m水位条件下,三峡船闸下行通航效率提高15%的效果。     

三峡及葛洲坝船闸单向同步进出闸与导航靠船设施布置

三峡及葛洲坝船闸目前采用单向同步进出闸运行方式,该方式在正常通航条件下、大风大雾通航条件下的通航调度和船闸运行对船闸上、下游导航靠船设施布置提出了新的要求。本文针对船舶单向进出闸条件下导航靠船设施布置提出了建议方案和措施,为最大限度地提高两者之间的匹配和适应程度,提高船闸运行闸次和通过能力,以及三峡新通道的建设提供参考。     

改变溢流闸孔开启方式来改善船闸引道口门区的水流条件

针对贵港航运枢纽船闸引航道口门区水流条件，用调节溢流闸孔的开启方式，优化调度运行组合，提出了满足通航水流条件的各流量时段的关系，为制定闸门调度和运转提供依据。该成果被设计单位采用。     

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。     

弯曲河段船闸引航道通航水流条件模拟

弯曲河段船闸上游引航道口门区存在复杂的流态，如回流、斜流等。采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法，通过改变节制闸调度方式对船闸上游引航道及口门区通航水流的水力特性进行研究。结果表明，当上游来流1 000 m3/s，节制闸开启中四孔最大横向流速及回流流速明显小于节制闸开启左八孔；当上游来流1 500 m3/s，节制闸开启中四孔最大横向流速及回流流速大于节制闸开启左八孔；流量一致情况下，断面测点流速分布差别较大；控制节制闸调度方式可以有效削弱回流及斜流效应，保证通航安全。     

京杭运河二通道待闸锚地容量探讨

以京杭运河二通道上设置的八堡船闸待闸锚地为研究对象，基于运量预测、通航条件分析、八堡船闸运行特点等前期成果，通过经验公式计算、排队模型对待闸锚地所需锚泊位数量分析计算，同时利用三堡船闸待闸锚地布置情况进行实例对比分析，并提出针对性的锚地改造措施。结果表明，合适的待闸锚地容量为不小于3个闸次船舶数量，并建议设置远程调度锚地进行梯级调度。     

浅谈船闸大修工程管理与实践

船闸是现代应用最多的一种通航建筑物,它由上下游引航道、上下游闸首及闸室组成。船闸经过长时间连续不间断地运行,会出现闸门抖动、异响、闸室淤积、闸门无法关严等问题。本文主要通过工程实例分析,对邵伯三号船闸大修工程加以说明,并提出相应的工程管理及实践内容,希望能够指导其他船闸大修工程顺利实施。     

泄水闸调度方式对凸岸船闸通航水流条件影响的试验研究

针对弯曲河段航运枢纽船闸上游口门区出现大范围回流漩涡、引航道存在斜向流等不良流态的工程问题,采用正态整体水工物理模型试验的方法,对泄水闸不同调度方式对凸岸船闸上游引航道及口门区通航水流条件的影响进行研究。结果表明:对于船闸建在凸岸的航运枢纽,泄水闸开启远端闸门的调度方式可有效减弱口门区回流尺度及引航道斜向流强度,以保证通航安全。     

京杭运河万年闸复线船闸平面布置方案

受一线船闸、桥梁、泄水闸、调水泵站和防洪大堤等已建建筑物的制约,京杭运河万年闸复线船闸的平面布置条件较为复杂。船闸平面布置时结合既有建筑物的限制条件、船闸通航条件、相邻建筑物的安全和正常运行、船闸运行管理、工程协调美观性、施工条件以及工程投资等方面对闸位进行比选,确定最优的船闸闸位方案,在引航道布置时结合设计船型的实际情况和一线船闸引航道的现状条件采用弹性停泊段和共用靠船墩等创新方案,对在工程集中区域布置多线船闸具有借鉴意义。     

船闸闸门检测与评估技术

针对船闸闸门检测与评估工作尚无规范可依的问题,对其工作流程、检测内容及方法、评估内容及方法、技术状态等级评定进行研究,通过总结相关工程经验并借鉴水闸相关规范,得到一套较为完整的船闸闸门检测与评估体系。最后通过工程案例加以应用,验证了该技术的实用性。研究成果可为相关工作提供参考。     

基于鱼类分布与水力特性的鱼道进口布置方案比选

鱼道进口布置方式直接影响鱼道的诱鱼效果和过鱼效率。以临淮岗枢纽为例,通过构建二维宽浅河道水流流场数值模型,对典型工况下枢纽下游河道流场进行精细模拟,并结合河段鱼类分布的水声学调查结果,对3种不同鱼道进口布置方案进行比选。结果表明：临淮岗闸门下游左右岸流速满足鱼类适宜条件,且靠近鱼类聚集区域,均满足鱼道进口布置条件,可综合考虑经济效益、施工难度、工程安全性等确定布置方案,并建议相应调整闸门运行方案。     

低坝枢纽泄洪闸布置对引航道口门区通航条件的影响

结合嘉陵江沙溪电航枢纽水工模型试验,针对低坝枢纽电航分岸布置的情况,分析了原设计方案泄洪闸紧邻电站一侧布置时引航道口门区通航水流条件所存在的问题,提出了泄洪闸分别紧邻电站与船闸两侧的布置方案。结果表明,泄洪闸分侧布置可有效地改善引航道口门区通航水流条件。     

周公堤水道张家湾透水坝平面布置及结构形式比较分析

为了不影响周公堤水道颜家台闸的正常使用,已建的周天河段航道整治控导工程在颜家台一带方案布置存在空档,使得河道局部放宽,泥沙落淤,形成浅埂。因此,在长江中游荆江河段航道整治工程昌门溪—熊家洲段工程(周天河段)中,在空档处布置了一道潜丁坝。为了在增加工程效果与减小对颜家台闸的影响之间找到平衡点,对张家湾透水坝的平面布置及结构形式进行研究,为该工程的顺利实施提供支撑。     

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。     

带中间渠道船闸运转方式的试验研究

带中间渠道的分散梯级船闸是高坝通航建筑物的布置型式之一,它具有调度灵活、通过能力大等特点。但其上下级船闸采用不同运转方式时,所产生的非恒定流水流条件十分复杂,严重时将影响船舶(队)停泊和航行条件,还会对船闸运转及人字闸门产生不利影响。通过1:40的水工概化模型试验,对断面为规则的矩形中间渠道进行了上下级船闸单独、同时与错时灌泄水3种运转方式渠道内的水力特性研究,否定了船闸同时运转方式;对渠长2 000 m和1 400 m在特定条件下的船闸错时运转方式,找出了最佳错开时间;对3种运转方式的水力要素进行综合对比后,最终推荐采用先泄后灌运转方式。     

提高三峡船闸过闸效率的通航组织模式

通过研究分析影响过闸效率的变量与不变量,总结出待闸船舶进入闸室的移泊时间作为变量的内在规律性,即进闸移泊时间的差异性是由闸室外待闸级数的多少决定的。论证了将现行五级船闸运行两级停泊待闸改变为五级运行五级待闸通航组织模式的必要性,以及在三峡枢纽原设计通航设施基础上增建必要工程措施的可行性。为三峡通航管理机构适时开展待闸与过闸无缝衔接的通航组织工作、大幅提高三峡枢纽过闸运量(在2017年水平年基础上约提高1200万t)、服务长江经济带发展提供参考性依据。     

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。