船闸引航道隔流墙物理模型试验优化研究

引航道通航水流条件是航运安全的关键,为研究不同形式隔流墙整流效果,依托浯溪枢纽二线船闸工程,建立定床物理模型通过测量表面流速分布评价船闸通航水流条件,系统地对比研究全实体形式隔流墙、实体与多型透空隔流墙组合、排桩整流等方案的整流效果,并提出排桩与桩基插板隔流墙组合方案。结果表明：延长隔流墙长度可以降低横、纵向流速,有效改善引航道水流条件;合理布置浮式隔流结构可以满足引航道水流条件,整流效果优于全实体隔流墙;排桩方案的整流效果较佳;排桩与桩基插板隔流墙组合方案综合浮式隔流结构、排桩整流技术的优势,在保障整流效果的同时降低了工程造价。     

基于下游引航道口门区流态的隔流墙结构形式优化措施

船闸外侧水流受枢纽下泄不稳定流的影响较大，为解决流速、流态对船舶航行的不利影响，维持引航道水流条件，分析下游引航道不稳定水流的成因，结合近年来建成的隔流墙布置方式和结构形式，通过平面布置、模型试验、资料统计分析等方法，探讨了实体墙、隔流墩、透水孔墙等诸多结构形式对水流条件的影响，研究提出多种引航道隔流墙结构布置形式和优化措施方案。     

窄深河道急弯下游枢纽上引航道布置及通航水流条件试验

窄深急弯河道下游河道主流偏向凹岸下游一侧,下游已建枢纽在同侧布置引航道则存在上引航道占据河道过流面积较大、流速指标超标严重等问题。采用整体定床物理模型及船模试验,研究窄深河道急弯下游枢纽二线船闸上游引航道的布置及其通航水流条件。结果表明,受窄深河道枢纽上游急弯和长引航道分隔墙占据深泓的影响,设计方案中的船闸上引航道口门区通航水流条件较差,不能满足船舶安全航行要求。优化方案在原方案基础上设置堤头下挑单潜坝,优化右岸河段开挖范围及形式,改变隔流墙长度以及隔流墙透空等措施,较好地改善了口门区通航水流条件并兼顾枢纽的行洪和发电,实现船舶安全通航和枢纽正常运行。     

急弯河段新建船闸上游引航道通航条件研究

在急弯河段已建枢纽上新建船闸工程,船闸布置受限因素众多,通航条件复杂。为分析船闸引航道通航水流条件,建立袁河石洲枢纽180正态物理模型,开展急弯河段船闸上游引航道通航水流条件试验,对比隔流堤不同长度口门区的流速分布,同时结合自航船模试验分析船闸口门区通航条件。结果表明,延长隔流堤对减小口门区横向流速峰值、改善流态作用明显;隔流堤延长250 m时,石洲船闸上游引航道最高通航流量可达到规范要求的20 a一遇洪水。     

低闸坝枢纽船闸引航道口门区通航水流条件研究

结合凤仪场电航枢纽船闸引航道口门区通航水流条件试验成果,分析了低闸坝枢纽船闸引航道导墙的结构、布置对口门区水流条件的影响,提出了改善引航道口门区水流条件的措施。     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

瓦村枢纽下游引航道通航水流条件试验研究

为保证船闸口门区有利于通航的良好水流条件,采用整体定床物理模型对瓦村枢纽船闸下引航道及口门区通航水流条件进行研究。试验结果表明:受电站下泄尾水扩散及尾水渠出口右岸边坡挑流的影响,下引航道口门区水流流态较差,纵横向流速明显超标,不满足船舶安全航行要求。探讨了延长导航墙长度、扩挖尾水出口右岸边坡、增设隔流墩等措施对水流条件的影响,经模型方案比选及优化,确定了下引航道布置推荐方案,较好地解决了口门区横流较大的问题,使下引航道及口门区的水流条件满足船舶安全通航要求。     

嘉陵江船闸透空式导航墙的研究及应用

在嘉陵江航电枢纽建设中,研究并采用了透空式导墙结构型式,较好地解决了船闸引航道及其口门区存在的通航水流条件问题。文中以嘉陵江金溪船闸为例,通过整体水工物理模型试验,研究了引航道导航墙不同结构型式对口门区水流条件的影响和透空式导航墙的开孔尺度和布置。总结了船闸引航道透空式导航墙的适用条件、选型及注意事项等。     

船闸凹岸布置上下游引航道水流条件优化*

峡江枢纽是赣江高等级航道的控制性工程,坝址所在河段呈“S”形急弯形态,枢纽采用集中异岸布置,船闸布置在河道凹岸,上游引航道口门位于“S”形河段上弯道凸岸下游,下游引航道口门区位于下弯道凹岸河道主流顶冲点附近,布置不利于通航水流条件,同时该枢纽还具有低水头、大流量的特点,因而船闸上下游引航道口门区及连接段通航水流条件复杂。通过1:110枢纽整体水工模型及自航船模试验,提出并论证了枢纽上游采用顺岸式整治方案、下游采用顺岸式整治方案结合透空式隔流导墙的综合措施,极大改善了船闸上下游引航道及其口门区通航水流条件,各项水力指标均满足了规范要求,确保过闸船舶的安全。     

北江濛里枢纽上游引航道通航水流条件试验研究*

濛里枢纽原有航道等级偏低,不满足目前货运增长的要求,因此需要对原有船闸进行扩建来提高航运能力,将在一线船闸右岸新建二线船闸。为保证一、二线船闸口门区有利于通航的良好水流条件,建立了整体定床物理模型,研究引航道导墙长度及布置形式对口门区及引航道内水流条件的影响。模型试验结果表明,在所有修改方案中,修改方案Ⅱ（一、二线船闸分开布置,二线船闸外导墙375 m,堤头段开孔）较好,其一线船闸上引航道通航条件基本不变,二线船闸口门区通航水流条件较好,较好地改善了上游口门区及连接段的斜流、回流等不利流态。     

古顶水利枢纽二线船闸下引航道布置物理模型试验研究

多线船闸布置中引航道口门区及连接段通航水流条件是一个重要的研究课题。以古顶水利枢纽二线船闸通航水力学试验为例,研究古顶二线船闸在修建背景下,船闸下引航道口门区及连接段通航水流情况。试验结果表明,口门区及连接段回流及横流流速超标。因此,从布置导航墙、疏浚引航道连接段两方面着手,提出多种优化布置方案,并推荐布置70 m外挑导航墙(50 m直墙+20 m外挑)和疏浚连接段相结合的方式。研究成果为古顶水电站二线船闸的优化布置提供了参考。     

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。     

韩江东溪船闸通航水流条件优化试验研究

潮州供水枢纽东溪水闸段呈"C"形弯曲河道特点,新建船闸布置于弯道凸岸,上下游引航道中心线与河道交角较大。通过整体物理模型试验及自航船模验证试验,提出改善水流条件的具体措施。结果表明:通过降低通航标准、优化航线、开挖与调整凸岸岸线等措施,减小了引航道中心线与河道主流流向交角,减弱了上、下游引航道及口门区存在的横向流速、回流等不利流态;有效改善了东溪船闸的通航水流条件,为"C"形弯曲河段船闸布置提供参考。     

弧线导航墙改善船闸引航道口门区水流状态试验

对弯曲河道船闸下游的引航道设计形式进行试验研究,提出引航道采用弧线型设计较之直线型设计能有效减小口门区横向流速、纵向流速,改善水流状态.并讨论了弧形导航墙张角的大小和弧度的大小对下游口门区水流状态的影响.     

进水口形式对闸墙长廊道船闸输水系统影响的数值模拟

船闸进水口水流条件关系到输水系统的输水效率、船舶停泊安全,因此进水口的形式布置是船闸水力设计和模型试验的重要内容之一。针对两种常见的进水口布置形式,结合某船闸输水系统的具体条件,采用数值模拟的方法,从输水水力特性、水流流态方面对比分析了这两种进水口布置形式对于输水系统的影响,研究结果表明：对于闸墙长廊道船闸输水系统,相对于进水口外侧导墙拉直,进水口外侧导墙斜拉的工程措施在控制惯性超高和闸室水面最大上升速度、增强进水支孔流量过程稳定性、改善进水口水流流态方面更具优势。研究成果可为船闸输水系统进水口布置提供技术参考。     

内河船舶操纵数学模型中水流力的模拟及应用

内河水域通航水流条件复杂,尤其是在船闸引航道口门区,进出闸安全一直是人们关注的最重要的问题。文章建立的模型考虑了船舶在船长方向上不同的水流流速,提升了船舶操纵模拟的精度,并将其应用到了旗杆咀船闸改造工程中,利用数值模拟与仿真模拟相结合的方式研究了船闸上、下游引航道的通航建筑物的平面布置方案,提出了改善通航条件的方法及平面布置需要注意的事项。     

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。