感潮河段支流口门枢纽局部流态优化试验研究*

感潮河段支流口门受潮汐作用影响,在落潮高强度引水时,由于枢纽建筑物局部断面突变,产生多种不良流态,严重影响闸门过流能力。以新孟河界牌枢纽为例,开展局部水流条件物理模型优化试验,提出不同隔流墙长度和不同导流墩形式的整治措施方案。结果表明,延长隔流墙仅使遮闭区回流位置提前,回流长度有所增加,对入闸流态无明显效果;导流墩平行布置可使各墩所处流带不重叠且较好衔接,整流效果较好,同时内侧左边墩延长10 m方案的流速分布更加均匀。     

西直湖港闸站枢纽的节制闸设计研究

结合西直湖港闸站枢纽的实际情况,通过比较2种方案在工程技术、工程造价、工程管理、工程建筑与环境等方面的特点,优选出西直湖港闸站枢纽工程节制闸闸室结构布置的方案为结合泵站控制室布置的型式。该方案具有较好的适应能力并可以适当降低工程造价。     

常州市钟楼区邹区集镇片区防洪除涝研究

通过对邹区集镇片区河道疏浚,在河口新建节制闸、泵站工程,大大缓解了片区的洪涝灾害,为类似受涝片区的防洪除涝治理提供成功建设经验;通过水动力学模型模拟计算,提前对新建节制闸、泵站规模合理性做出分析预测,分析表明,邹区集镇片区防洪除涝工程总体布置可以满足区域防洪除涝需求。     

感潮河段支流口门枢纽通航水流条件研究*

界牌水利枢纽位于长江下游感潮河段支流口门,受用地条件限制,距江边较近且开敞布置,枢纽外江侧水流受到非对称涨落潮牵制作用明显,涨潮引水情形下,引航道口门区横流超标。物理模型试验结果表明：延长导流堤仅使得横流发生位置提前,并没有减小横流强度;船闸侧岸壁外扩能提前调整水流,为引航道口门区提供遮蔽环境,从而消弱横流,但受口门区用地条件的限制;而导流堤头部透空可较好地分散横流,改善流态,满足通航水流条件,其中透空段的长度取决于横流的分散效果,整个导航墙的长度取决于停泊区的纵向水流控制条件。     

耿楼复线船闸主要水力学问题研究

根据沙颍河航运规划和现状运量需要,耿楼枢纽规划新建复线船闸,但耿楼枢纽在近年的运行过程中,局部河道岸坡发生冲刷、崩塌现象,为保证航运安全及河势稳定。本文对枢纽与复线船闸布置的相互影响关系,及节制闸的控制运行条件进行了研究,通过比较上下游河道疏浚前后航道内的流态及流速变化、下游万福沟泄流对通航的影响,提出了上下游河道的合理疏浚方案,取得了良好的效果。     

船闸平面形态突变对泄洪影响的数值模拟

岷江龙溪口航电枢纽工程中船闸与泄洪闸相邻布置，上闸首和闸室外墙结构断面不同导致船闸平面形态发生突变，泄洪时突扩区域将出现大范围回流、乱流等恶劣流态，影响枢纽泄洪。通过建立平面二维数学模型，计算闸室外墙前趾布置导墙前后的流场分布，结果显示：回流长度约为突扩宽度的2倍，按此范围布置导墙可基本消除回流，曲线形导墙能够使纵向流速等值线呈均匀递减分布，流态优化效果较好。     

大治河西枢纽二线船闸工程总体布置

受已建建筑物、用地指标、外河无锚地、内河有跨河桥梁等因素限制,大治河西枢纽二线船闸工程布置条件较为复杂。通过综合考虑枢纽水流条件、船闸通航条件、设计船型特殊性、停泊条件、相邻建筑物安全及施工条件等方面因素,确定合理的船闸横、纵轴线布置方案,得出合适的闸首、闸室、引航道设计尺度,采取内外引航道非对称布置形式,避免节制闸引排水对船闸通航安全的影响,解决外河无锚地条件下船闸进出闸停泊锚泊需求,实现了节约用地与减轻施工影响的目标。     

湘江土谷塘航电枢纽工程船舶进出闸方式研究

结合枢纽整体水工物理模型试验、船模试验结果,针对"曲进直出"和"直进曲出"两种方案,从口门区通航条件、船舶过闸效率、枢纽湘江大桥的跨径布置、预留二线船闸的施工影响和对枢纽泄流能力的影响等方面对土谷塘航电枢纽工程船舶进出闸方式进行了对比分析,为最终确定船舶进出闸方式提供了依据。     

具备开通闸条件的通航节制闸建设方案

通航节制闸运行调度原则与常规的船闸工程和水闸工程明显不同,针对其口门宽度、门槛水深、闸门形式、平面布置等关键技术问题,船闸工程和水闸工程规范尚无具体的要求。以邓楼节制闸重建工程为例,对现有的节制闸运行调度原则进行调整以满足开通闸通航的要求,同时通过实施工程补偿措施以满足原节制闸防洪水倒漾、引水灌溉、保护水质的功能。通过理论计算和对比分析等方法得知建设2孔净宽23 m、门槛水深5. 5 m的通航节制闸能够满足船舶安全通航和航道通过能力的要求,并得出"升卧式平面闸门能够适应长期低水头运行、高通航保证率要求特点"的结论。其确定运行规则、建设规模、闸门形式、布置方案的方法对类似项目的建设及船闸标准规范的完善均有借鉴意义。     

引江济淮工程派河口船闸通航水流条件及改善措施

派河口船闸是引江济淮派河口枢纽重要组成部分,位于派河入巢湖口门段,建设条件复杂。综合已有工程、河道边界和相关规划,提出了复线船闸平面布置初拟方案。采用定床河工模型试验的技术手段对船闸下游引航道与口门区通航水流条件开展了详尽研究,探明了节制闸泄洪时下游通航水域纵向和横向表面流速、流态特征,分析了通航水流条件不满足规范要求的原因,指出可通过岸线平顺、新开泄洪分流通道和控制临界安全泄洪流量等措施进行改善。优化后的方案可满足设计要求,为工程设计和今后运行管理提供技术支撑。     

岷江犍为航电枢纽下引航道口门区通航条件研究

岷江犍为枢纽下引航道口门区及下游连接段河床左高右低,口门区通航水流条件十分复杂。通过整体模型和船模试验,提出了岷江犍为航电枢纽下引航道口门区通航条件的改善措施。研究表明,扩大下游开挖范围、适当保留原始河床、合理调整泄洪(冲沙)闸的开启方式等措施对改善下引航道口门区通航条件是有效的。     

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。     

枢纽泄水闸开启方式对通航条件的影响

枢纽工程中的泄水闸,在一个水文年度中,依上游径流量的大小有多种开启方式。不同的开启方式,会在闸下产生不同的流场,影响船闸口门区的水流条件。归纳了枢纽工程中有关泄水闸开启方式的研究成果并提出一些原则建议。     

大源渡枢纽上游引航道隔水墙布置方案模型试验

针对大源渡二线船闸上游的水流特点,采用整体物理模型和船模航行试验,研究大源渡上游引航道口门区水流条件、泄水闸过流能力和引航道制动段长度3个主要因素对上游引航道隔水墙布置方案的影响。试验对比3种不同长度的隔水墙布置方案的适用性,得知130 m隔水墙布置方案口门区水流条件最佳且制动段长度满足船舶制动要求;300 m隔水墙布置方案泄水闸受回流区影响最小,过流能力最佳。综合考虑规范要求和制动段长度要求,并考虑充分发挥泄水闸过流能力,选择上游引航道隔水墙130 m布置方案为推荐方案。     

水利枢纽通航水流条件研究

根据实际工程的水工模型试验资料,分析枢纽工程运行期的闸门调度、机组组合运行和导航墙长度对口门区通航水流的影响,提出改善通航水流条件的枢纽运行方式。     

汉江雅口航运枢纽船闸通航条件试验研究

采用整体物理模型试验对汉江雅口航运枢纽船闸上下游口门区及连接段通航条件进行研究。阐述设计方案工程布置条件下的船闸通航条件及影响因素,针对设计方案在通航水流条件方面存在的不足,提出在船闸上游连接段外侧布置圆弧形隔流堤及河床局部疏浚等优化工程措施,较好地解决了枢纽船闸通航问题。     

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。     

长沙枢纽船闸下游口门区出口支流入汇段通航条件研究

长沙枢纽船闸下游引航道口门区连接段处于支流沩水入汇口。对于有支流汇入的连接段航道,其水流条件的优劣除与枢纽河段的平面形态、枢纽平面布置关系密切外,支流汇入角和汇入比往往起到控制作用。试验研究表明:保障支流入汇连接段通航安全,可采取筑堤导流和疏浚引流低水整治措施;在中、洪水期,通过加高河口导流堤高程的工程措施调整支流水流入汇角已经不经济,采取调整连接段船舶进出闸航行线路的非工程措施,可有效解决干、支不利遭遇下船舶安全会遇的问题。     

复杂条件下扩建船闸口门区布置及改善措施

对于已建船闸的水利枢纽,扩建复线船闸可大大提高枢纽的船闸通过能力。由于受到地形、河势、已建枢纽建筑物的影响和制约,扩建船闸工程的外部边界条件往往十分复杂,尤其是口门区通航水流条件。以大源渡航电枢纽二线船闸工程为例,对复杂条件下扩建船闸口门区布置及改善措施进行研究,并提出工程措施与管制措施相结合的方案。该船闸的口门区解决方案,在满足船闸运行要求的前提下,节约工程投资。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

西江长洲枢纽库尾段采砂工程对航道通航水流条件的影响

西江航道桂平航运枢纽—长洲水利枢纽之间存在约34 km的水位未衔接段,而大藤峡水利枢纽建设选取的江口料场位于长洲枢纽库区回水末端和上游附近滩段。为研究库尾段采砂工程对上游通航水流条件的影响,须同步考虑上游来水和下游库区回水的变化,建立桂平三江口上游黔江河段16 km和桂平枢纽—长洲枢纽约156 km的长河段二维水流数学模型,分析采砂工程对航道通航水流条件的影响。结果表明,采砂工程实施后上游桂平航运枢纽引航道水位降落0.09 m,布岭沙弯道凸岸侧边滩挖除引起主流一定左偏。整体上,除设计流量外,库尾段采砂工程对航道水流条件影响较小。