船闸输水阀门运行工艺现场测试优化

通过高水头船闸输水阀门运行工艺优化，改善闸室内船舶停泊条件及输水廊道阀门段水流条件，这是解决过闸船舶大型化导致系缆力超过设计值等问题的重要技术方法。结合某大型船闸输水阀门运行实例，通过动水关(开)阀开度调整、动水关阀剩余水头等不同工况的输水阀门运行工艺，开展水力学现场测试，选定充泄水时间、惯性超高(降)均满足设计及规范要求的充泄水阀门优化运行工艺。现场测试表明：采用推荐的输水阀门运行工艺，可有效地改善闸室内船舶停泊及输水廊道水力学条件，双边充水时船舶最大系缆力比现状工况降低近39.3%,人字门开启时船舶最大系缆力比现状工况降低近59%。     

中水头巨型船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统水动力学研究*

闸墙长廊道侧支孔输水系统,因其相对于集中输水系统更优的水流条件以及相对其他分散输水系统更简单的结构和更低的建设维护成本,而广泛应用于中水头大型船闸中。近年来,湘江航运干线设计和建设了４座中水头巨型船闸,该输水系统能否满足巨型船闸高输水能量下的船闸自身与过闸船舶安全要求需要加以研究论证。本文以大源渡二线船闸为例,通过1:30物理模型试验,对其闸室船舶停泊条件、输水水力特性及引航道水流条件进行研究。结果表明：在推荐的消能布置和阀门开启方式下,各项指标均能满足规范和设计要求。     

碾盘山船闸输水系统设计与试验研究

碾盘山船闸等级为Ⅲ级,最大设计水头14.2 m,属于中水头大型船闸,根据类似工程相关经验,船闸采用闸墙长廊道侧支孔分散输水系统,推荐阀门开启时间为6 min,输水系统以及阀门开启时间选用是否合理直接影响水流及船舶停泊条件。通过水力特性计算并结合1:15物理模型,对输水系统水力特性、廊道压力、闸室停泊条件进行分析。结果表明,碾盘山船闸采用闸墙长廊道侧支孔输水系统是合理的,设计的阀门开启时间下各项输水水力特征指标均能满足设计和规范要求。     

某枢纽船闸输水系统水力学模型试验

某枢纽船闸为所处河段通航工程的主要控制性工程,船闸工程的修建将对河道渠化起到重要作用。其闸室规模大、工作水头高、输水能量高,解决输水过程水力学问题是船闸设计的关键环节。为使输水过程船舶与船闸自身安全满足相关要求,通过比尺为1:30的物理模型试验,对船闸输水过程水力特性、船舶停泊条件及引航道水流条件开展研究。结果表明：在推荐的输水系统布置和阀门开启方式下,各项水力指标均能满足规范和设计要求。     

三峡船闸输水阀门运行参数优化

三峡船闸为连续5级船闸,工作水头高,同时两线船闸相邻,船闸与升船机共用下游引航道,使船闸水力学问题的难度超过了已建的世界船闸工程,是船闸设计的关键技术问题之一.根据合理布置船闸输水系统方式的条件,通过在运行实践中不断优化阀门运行参数,成功地解决了4级运行下行船舶一闸室待闸等问题,而且具备了阀门工作水头从45.2 m提高到47 m的工作条件,实现了5级运行改4级运行,有效提高了船闸的通过能力.     

蜀山泵站枢纽船闸输水系统水力学模型试验

蜀山泵站枢纽船闸对引江济淮工程航运至关重要,是连通长江与淮河,确保引江济淮航运干线畅通的控制性工程,其闸室规模大、工作水头高、输水能量高,输水过程水力学问题是船闸设计的关键环节。结合工程地质和结构设计,船闸拟采用形式最为简单的闸墙长廊道侧支孔输水系统,输水过程船舶与船闸自身安全能否满足相关要求需要开展细致研究。通过比尺为1∶25的物理模型试验,对其输水过程船舶停泊条件、水力特性及引航道水流条件开展研究。结果表明:在推荐的输水系统布置和阀门开启方式下,各项水力指标均能满足规范和设计要求。     

柳江红花二线船闸输水系统布置与水力学模型试验研究

红花二线船闸是广西西江黄金水道首批重点建设项目,是提升柳江及西江通航能力、实现西江亿吨黄金水道的重要工程,其闸室规模与三峡船闸一致、工作水头近20 m、输水能量巨大。结合工程特点,选择了闸底长廊道侧支孔输水系统,设计了输水系统具体布置,并提出采用汇合廊道改善单边阀门运行输水流态的措施。通过比尺为1∶30的物理模型试验,对不同阀门运行工况下输水系统水力特性、闸室船舶停泊条件、进出水口水流条件等开展研究,推荐了使水力指标满足规范和设计要求的阀门开启方式。     

中高水头船闸输水系统选型布置及试验研究

以贵州旁海枢纽工程船闸为例，根据国内已建船闸综合分析所得的输水系统选型指标，利用灰色系统理论对船闸输水系统选型和布置进行验证，并应用物理模型试验对船闸水力特性和阀门工作条件进行试验研究。通过试验测定闸室内停泊条件和阀门开启方式，确定并优化了船闸结构和输水系统布置。结合近年来船闸输水系统设计、工程实际经验和成果，为第二类分散输水系统和平板阀门在中高水头船闸工程的设计和应用提供参考。     

三峡船闸紧急关阀工况输水阀门工作条件原型观测*

输水阀门是船闸输水系统的关键部位,运行过程中受水动力荷载显著,极易诱发空化、振动,威胁阀门的安全运行。阀门在开启过程中遇紧急情况需动水关闭时,廊道水流呈现负水击波特性,门前压力迅速上升,而门后压力陡降,阀门工作条件恶化。通过现场原型观测,监测了三峡船闸北4闸首输水阀门在紧急关闭时的工作特性,包括流量和门井水位变化,阀门空化、流激振动及启闭力特性,分析了阀门在动水关阀时所承受的最大作用水头响应规律。结果表明：三峡船闸输水阀门在紧急关闭工况下,工作条件安全可靠。     

蚌埠复线船闸水工模型试验研究

为了了解淮河蚌埠新、老船闸同时运行时,上、下游引航道靠近闸首范围内的水流流态分布规律、新船闸输水系统水力试验情况、闸室灌（泄）水过程中闸室内停泊船只安全状况等内容,通过船闸水工模型试验,观察引航道闸首范围内纵、横向水流流速分布,评价对船舶运行安全的影响,并提出消除不利影响的措施;针对最高、最低通航水位及最大水级组合条件下输水系统水力流态、消能、闸阀开启方式等试验,提出输水系统优化设计方案及运行方案;结合闸室内水流流态,试验惯性超高、超降水头,并进行安全评价,同时提出消除对安全不利影响的措施。     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

泗阳三线船闸输水系统的设计

在中低水头船闸采用局部分散输水系统,既具有结构工程量比分散输水形式少的优点,又具备分散输水系统水流条件好、确保船舶在闸室内的泊稳条件、拜优于其他集中输水系统指标的一些特点,能降低工程造价.在不延长输水时间的情况下,可以有效地减少船闸灌水时闸室内产生较大的波浪力,从而使闸室不设镇静段、提高船闸通过能力,具有较好的经济效益和社会效益.局部分散输水系统对船闸输水系统设计方案提出了新的形式.可为<船闸输水系统设计规范>的修订完善作出补充,为类似工程设计参考.     

高坝通航枢纽中省水船闸方案探讨*

阀门水力学问题一直是高水头船闸设计的关键技术难点。以在建的大藤峡单级船闸为例,基于国外省水船闸工作原理,提出带两级蓄水池船闸方案。输水系统水力学初步计算表明,阀门工作水头削减20.125 m,省水率可达到48.76%。与单级船闸方案比较结果表明,该输水系统形式因水头大幅降低,设计和建造均大为简化,在山区河流高坝通航领域以及兼顾发电与农业灌溉用水紧张的情况下,应用前景非常广泛。     

犍为船闸输水系统布置

犍为船闸是岷江高等级航道的重要节点工程,其有效尺度220 m×34 m×4.5 m（长×宽×门槛水深）,设计水头19 m。结合枢纽总体布置,按照规范要求,研究确定犍为船闸采用闸墙长廊道、闸底横支廊道的分散输水系统形式,并经水力学计算及模型试验验证。结果表明,输水系统的布置和阀门开启方式合理,闸室泊稳条件以及上下游进、出水口的水流条件良好,满足船闸灌泄水时的水流条件及输水系统安全运转要求,达到预期目标。     

富春江船闸扩建改造工程输水阀门水力学试验研究

富春江船闸扩建改造工程采用第二类分散输水系统。输水系统布置受到限制,新建船闸充水阀门上下游输水廊道在较短距离内存在连续的水平和垂直转弯,且阀门后廊道平顺段长度较短,阀门进出水流流态较为复杂。通过减压模型对输水阀门进行了试验研究;通过常压模型对新老输水系统衔接段进行了试验研究。试验结果表明:("平面渐扩"+"大衔接池")的新老输水系统衔接方案及"顶扩体型"的阀门段布置型式,辅以"门楣通气"工程措施后,廊道内的水流条件较好,空化噪声得到有效抑制,空化问题得到有效解决。     

分散式船闸输水系统惯性超高的探讨

以葛洲坝２号船闸为例，对其输泄水过程进行了分析研究，认为在长廓道分散式输水系统的船闸灌泄水过程中存在惯性水头，应当充分利用其对缩短输水时间的有利一面，对由此产生的在灌泄水末期的闸室水位超高和超降应设法加以减小，限制在适当数值，使其对在闸室停泊的船舶不产生危害，减小惯性超高的适宜和有方法是在闸室水面尚未与库水位齐平时，适当提前快速关闭输水阀门。     

无镇静段输水系统在下坝复线船闸上的运用

下坝船闸是芜申线航道的重要通航枢纽,承担着大量的货物运输,同时设计最大水头差高达9.78 m,是目前江苏省设计水头差最大的船闸之一。下坝复线船闸工程设计中针对设计水头高、船舶通过量大的特点,对船闸集中输水系统布置进行深化研究,综合集中输水和分散输水的优点以及下坝船闸的特点,对现有传统的集中输水系统布置形式加以改进优化,采用了新型的无镇静段输水系统,并通过水力模型试验取得较好的效果。无镇静段集中输水系统消能效果明显,灌泄水时船舶在闸室内停泊条件好,同时免除闸室的镇静段,船舶可直接停泊在上闸首的后方,并且缩短了输水时间,提高了船闸的通过能力,节省了工程投资,在类似工程中具有一定的推广意义。     

赣江万安二线船闸输水系统水力学模型试验研究

万安二线船闸工作水头和一次输水过程能量均居世界单级船闸前列,输水系统设计直接关系到工程设计成败。根据《船闸输水系统设计规范》和类似工程经验,结合水力计算,设计优化了适合万安二线船闸的闸墙主廊道、闸室中部垂直立体分流、闸底四纵支廊道两区段出水、明沟消能的输水系统形式。通过比尺为1∶30的整体物理模型试验,研究了所设计输水系统的水力特性。成果表明:万安二线船闸所采用的输水系统整体设计是合理可行的,输水时间、船舶停泊条件、进出水口及引航道水流条件等各项水力指标均满足设计和规范要求。     

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。     

船闸闸底三支廊道顶缝出水输水系统研究

研究闸底三支廊道的输水条件，测试闸底三支廊道顶缝出水输水系统在不同水级时船闸的水力特性，闸室内水流条件，闸室内船舶停泊条件以及不同水级在不同阀门开启工况下，输水廊道压力的变化情况。