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。     

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。     

长洲枢纽双线船闸堵船原因分析及对策

文章阐述了长洲双线船闸运行3 a来的堵船滞航现象,对其主要原因进行了分析。同时提出了具体措施,包括航道整治及相关配套工程建设,扩建三线四线船闸,建立高效的协调机制,联合调度枢纽水库,协调发电、调水和压咸补淡调水等各方利益。     

城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响

三峡水库蓄水运行后,由于出库水沙条件的变化,引起坝下长距离的河床冲刷和水位下降。根据有关预测,水库运行20~50 a后,城陵矶枯水位将下降1~2 m。运用水动力学模型,计算城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响。计算结果表明:城陵矶枯水位下降1~2 m时,湖区航道水面比降加大,自湘江洞庭湖出口航道至湘江湖区航道营田滩处约80 km范围的沿程水位下降、航道水深减小,大部分已整治的滩险水深难以达到Ⅱ级航道标准,航道条件恶化。     

长洲枢纽坝下河段水沙变化及河床变形分析

分析梧州水文站1955-2010年近50年的水沙系列数据及长洲枢纽建设前后2002-2011年间坝下近坝段的地形变化.结果表明:西江径流变化相对平稳,而来沙变化经历了3个时段,自2003年起梧州水文站输沙量及含沙量急剧减小,虽然其变化的时间在长洲枢纽建设前后,但长洲枢纽的建设并非是造成坝下梧州水文站输沙量和含沙量减小的主要原因;长洲枢纽建设前后河床的剧烈变形,主要为河道采砂和航道升级整治所造成.     

船舶操纵模拟技术在坝区河段航线选择中的应用

利用船舶操纵模拟技术模拟分析湘江典型代表船型在长沙枢纽坝区河段的航行情况,结合该河段的通航水流情况、可能的航行冲突区情况等通航环境特点,研究不同航路上下行规则下船舶的会遇情况。结果表明:上下游锚地之间的航段,无论采用各自靠左还是各自靠右的航路规则均可;在下游桥区,采用各自靠右的航路规则更优;两种航路规则下,口门区的交叉点数量相同,对于交通流的影响是一致的,需要在调度过程中避免船舶在潜在冲突区的交叉。     

闸墙长廊道输水系统侧支孔均匀布置的水力特性

闸墙长廊道输水系统侧支孔出流不均匀是造成闸室水体流动和闸室水面波浪运动的主要原因。为研究侧支孔均匀布置的水力特性分布规律,通过CFD数值模拟方法分析输水方式、水头差和阀门开启时间对侧支孔出流的影响。结果表明,闸室输水过程中,各支孔流量先增大后减小、支孔流量分配的相对差异也先扩大后减小;闸室灌水时,各支孔流量分配呈由上游至下游逐渐增大然后再稍有减小的趋势,支孔最大流量大致分布在侧支孔出水段的后1/3区域;闸室泄水时,各支孔流量分配从上游至下游逐渐增大;闸室输水时间与水头差和阀门开启时间成正比,闸室灌水比泄水的输水时间稍短。     

滨州港外航道大风天泥沙骤淤沿程分布预报

根据波浪预报理论、能量传递理论和能量平衡原理,将风生浪—浪掀沙—潮输沙—航道淤积这一复杂的海洋动力转化过程简化;抓住开敞式航道泥沙骤淤的源头因素,建立航道泥沙骤淤与大风天有效风能的关系,根据实测资料进一步建立骤淤淤强沿程分布计算关系式。滨州港外航道大风天泥沙骤淤沿程分布预报主要采用类比分析方法;依据相邻港口黄骅港的实测资料拟合淤积率相关系数,通过对不同口门位置不同航道等级不同大风重现期等多方案组合的计算分析,为滨州港外航道平面布置方案的比选提供了技术支撑。     

船舶模拟器在引江济汉通航工程与长江交汇口布置中的应用

对采用船舶操纵模拟器进行通航建筑物平面布置优化的方法进行了论证,建立了代表船舶的操纵运动数学模型,并根据国家规范对代表船舶的操纵性进行了率定。用船舶操纵模拟器对引江济汉通航工程与长江交汇口的平面设计方案进行了研究,结果表明设计方案下代表船舶在交汇口的最大通航上限流量仅为15 000 m3/s,不满足设计要求。优化方案加大了上下游连接段的弯曲半径,进而提高了上下游航线的转弯半径,减小了航线上的横流,使船舶有足够的空间调顺船位。     

西江界首至肇庆河段航道设计最低通航水位研究

水沙变异条件下航道设计水位研究是航道整治工程中的重要问题。在对西江界首至肇庆河段重点滩段河床演变分析的基础上,根据河段的水文情势变化特点,采用综合历时曲线法计算航道设计流量,通过数学模型计算分析潮汐、枢纽下泄非恒定流、航道整治工程等因素对设计水位的影响,然后确定航道设计水位。研究成果对于水沙变异条件下枢纽下游径潮流过渡河段的设计水位计算具有参考意义。