赣江南支吉里枢纽通航水流条件试验研究及其优化措施

赣江南支吉里枢纽位于S形急弯河道，河势地形复杂，引航道口门区及连接段水流条件较差，依托1:100整体水工物理模型对其通航水流条件进行研究。结果表明：1）枢纽上游水流条件复杂，通过调整上游航线与主流交角至31.08°、整治滩地子堤高程至17 m、土堤退后30 m、合龙等工程措施，基本满足水流横向流速在0.3 m/s之内的要求。2）枢纽下游口门区及连接段可通过调整下游切滩角度至10°使得各项流速指标满足规范要求。     

带支撑梁的船闸闸室裂缝成因分析

针对某船闸闸室施工期在支撑梁上部出现表面裂缝的问题,基于有限元原理,分析闸室表面裂缝的成因及分布规律,并提出防止表面裂缝产生的温控措施.分析结果表明:早期在支撑梁上部出现表面裂缝主要是因为内外温差以及支撑梁对新浇筑混凝土的约束作用;在控制浇筑温度的基础上,采取表面保温和内部水管冷却相结合的温控措施,可以将表面点的抗裂安全系数提高至1. 40.该方案在后续施工应用后未出现表面裂缝,达到了良好的防裂效果.     

一种内河船舶吃水检测系统设计

船舶在通过船闸和升船机等通航设施时因超吃水会导致安全事故,目前常见的船舶吃水检测方法均存在弊端,无法满足检测需求。结合超声波衍射原理,设计一种基于侧扫单波束阵列的吃水检测系统,详细介绍该系统的组成及功能,并在葛洲坝船闸进行安装和测试。结果表明,该系统具有水质适应性强、易于安装、维护方便等优点,能够有效检测船舶动态吃水,测量值与实际核实吃水值的标准差小于0. 086 m,对过闸船舶具有一定的预警作用。     

葛洲坝船闸船舶同步出闸运行组织

针对日益增长的船舶过坝需求与船闸通过能力不足的问题,对葛洲坝船闸船舶出闸方式进行优化研究,提出"全同步出闸"和"半同步出闸"的船舶出闸方式。分析葛洲坝船闸船舶出闸现状、通航建筑设施布局和航道条件,得出船舶在葛洲坝船闸开展"同步出闸"的基本运行组织方案。建立"全同步出闸""半同步出闸"和"逐一出闸"3种船舶出闸方式的数学模型,计算得出结论:选取合适的方案开展同步出闸可以缩短葛洲坝船闸船舶的出闸时间。结论为后期葛洲坝船闸开展同步出闸实船试航提供理论支持。     

左江山秀船闸改扩建工程引航道通航水流条件*

对于通航水流条件而言，在急弯河段上修建船闸改扩建工程面临诸多难题。依托广西左江山秀船闸改扩建工程，建立该河段整体二维水流数学模型，分析对比各方案引航道通航水流条件。结果表明：采取合理的凸岸开挖、凹岸潜坝和分水隔墙布置等综合措施可有效改善通航水流条件。     

厚覆盖层高水头船闸闸室-省水池布置及地基处理方法*

京杭运河穿黄工程场地覆盖层深厚，上跨方案的渡槽水位与两岸地面高差达30 m以上。针对渡槽两端的高水头船闸多级分散错层式省水池，提出了墙背高填式、墙背低填式两种闸池布置方案。利用ABAQUS软件分别建立平面有限元模型，研究了闸池沉降、闸室底板弯矩在施工期、使用期的全过程时空变化特征，探讨了高填土对闸室的作用机理。结果表明：1）在天然地基条件下，两种布置方案闸池沉降均较大，墙背高填土下曳力、边载产生底板负弯矩，基本上抵消了土压力产生的正弯矩，导致两种方案底板弯矩差异不大，且始终由负弯矩控制。2）地基处理方法是减小闸池沉降、改善闸室受力条件的关键技术问题之一。3）闸室、墙背填土的多桩型组合处理法和基坑外填土的排水固结预压法值得进一步深化研究。     

长洲枢纽一、二线船闸通过能力变化及航运潜能释放*

长洲水利枢纽过闸货运量已跃居世界天然航道首位。然而坝下枯水位持续降落引起一、二线船闸通航保证率大幅下降，制约枢纽的整体通过能力。基于实测水文资料和模型试验成果，分析一、二线船闸通过能力变化。结果表明：枢纽运行以来，水位降落引起一、二线船闸可通航船舶吨级总体呈下降趋势，原设计船型分别为2 000、1 000吨级，至2019年一、二线船闸在设计流量（外江1 090 m3/s）下仅能通过500、100吨级；贵梧3 000吨级航道整治工程实施后，西江运行中的国标船型和西江船型得以顺利过闸（一、二线船闸）所需的外江最小下泄流量分别为1 875、2 470 m3/s。优化上游库群联合调度提升枯季下泄流量，优化不同泄流条件下一、二线船闸的组合调度，深度释放船闸的利用率，是现状全面提升长洲枢纽整体通过能力的重要途径。     

省水船闸的布置方案与结构设计

近几年，省水船闸越来越多地在国内各个枢纽船闸工程中作为主要设计方案。省水船闸在高水头的山区河流地区具有降低工作水头、降低船闸耗水量、改善高水头船闸引航道内水流条件等优点。以巴江口船闸改扩能项目为例，针对省水形式选择、主体结构设计、布置尺寸、结构内力分析等问题，确定了结构形式并研究了结构的关键受力位置。采用有限元计算方法对比各个工况和主体结构，得出整体式省水船闸结构最薄弱的部位，并对应力较小的位置进行进一步结构优化。     

透水闸室结构横向渗流特性研究

采用ANSYS热分析模块建立透水闸室横向渗流的有限元模型,对透水闸室结构在检修工况下横向渗流的分布特性进行研究,探讨垂直防渗设施在不同布设位置时的防渗效果。结果表明,渗透压力水头和渗透坡降分布不均匀性显著;水头沿轮廓线分布曲线根据水头衰减快慢可分为快速衰减段、衰减减缓段、平缓衰减段;透水闸底的渗透坡降从闸室中轴线向端部逐渐增大,闸墙底部的渗透坡降从布设板桩一端向未布设板桩一端逐渐增大;在板桩长度相同的情况下,后板桩相比前板桩能够显著降低闸墙底部的渗透压力,但前板桩对闸室的出逸坡降和闸墙底部渗透坡降有更好的控制效果。     

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。