瓯江三溪口船闸输水系统布置及水力学模型试验

三溪口船闸设计水力指标较高,闸室为非标准闸室,输水系统布置受限制因素较多,采用集中输水系统的难度较大。分析了不同消能方式的特点,提出了适合该船闸的格栅帷墙消能室与消力池相结合的消能布置形式,计算了输水系统各部位的尺寸及具体布置;通过1∶20的物理模型试验研究,得到了输水水力特性、闸室流速分布、闸室船舶停泊条件、廊道压力特性以及进出水口水流条件,并提出了相关改善措施,确定了充、泄水阀门开启方式、闸室镇静段长度及下闸首消能室内的挑流坎尺寸。提出的输水系统布置及消能工形式较好地适应了三溪口船闸的工程特点,解决了相关输水系统布置难题,试验成果满足规范及设计要求。     

桂平二线船闸输水系统与闸室墙结构方案研究

桂平航运枢纽二线船闸设计水头为10.5m,输水系统类型为侧墙长廊道短支孔分散输水系统。船闸区上覆地层为第四系冲积的粘土,闸首闸室基础均置于石灰岩地基上,岩石完整性相对较好,因此具备采用衡重式或混合衬砌式闸室墙结构的条件。经充分比较,采用闸底长廊道输水系统、混合衬砌式闸室墙结构的方案,船闸充、泄水时间均可控制在10min以内,闸室内泊稳条件良好,达到了优化方案节省开挖量和混凝土工程量的目的。     

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。     

七星墩船闸输水系统布置及优化

七星墩船闸是北江上延工程武江航道的重要节点工程，其有效尺度为190 m×23 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),设计水头7.5 m。结合枢纽总体布置，按照规范要求，确定船闸采用闸墙长廊道侧支孔分散输水系统形式。输水系统模型试验表明，原设计方案的船闸输水系统存在泄水阀门后廊道压力偏低、进水口可见持续的吸气型漩涡、出水口附近局部壅高等不良水力现象。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，提出将船闸泄水阀门段降低、进水口格栅布置优化、出水口处消力槛调整等优化措施。优化后的船闸输水系统各输水水力特性指标均达到预期目标和要求。     

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。     

嘉陵江沙溪船闸输水系统布置研究

根据《船闸输水系统设计规范》的规定和嘉陵江沙溪船闸的特点,确定输水系统型式采用闸墙长廊道侧支孔输水系统。通过分析船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统的特点及其发展概况,总结了国内部分采用闸墙长廊道侧支孔输水系统的船闸特征尺寸,采用水力计算及对比分析的方法,确定了阀门处廊道断面尺寸,提出了具体的输水系统布置,确定了流量系数及输水阀门开启方式。采用船闸输水过程数学模型计算了闸室输水水力特性。研究成果表明,输水系统布置是合理的,提出的输水系统布置及各部位尺寸适合沙溪船闸的具体条件,各输水水力特征值满足规范和设计要求,能够达到预期的设计目标。这种闸墙长廊道侧支孔输水布置是一种适用于具有重力式闸墙结构的中水头船闸性能较优的输水系统型式。     

飞来峡二、三线船闸闸底长廊道输水系统模型试验

飞来峡水利枢纽位于北江中游,新建的二、三线船闸并列布置有效尺度为220 m×34 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),船闸最大设计水头14.44 m,采用闸底长廊道侧支孔输水系统双明沟消能布置形式。通过1∶30的物理模型,对船闸输水系统的布置形式及水力学特性进行试验研究。结果表明:闸室输水时间、水力学指标、闸室停泊条件、进出口布置形式均能满足规范要求,优化后的闸室停泊条件较好。     

并列双线船闸单侧闸墙长廊道输水系统布置及水力学模型试验研究

长洲三线四线船闸为目前国内规模最大的单级船闸。针对其并列布置方案,提出单侧闸墙主廊道闸底横支廊道的输水系统形式。通过水力计算分析及1∶32的水工模型试验研究,提出输水系统的具体布置,确定船闸不同运行方式下的阀门开启方式,得到输水过程的相关水力特性,解决了单侧闸墙廊道布置下闸室水流分布不均的问题。研究表明:提出的输水系统布置是合理可行的,各水力特征值均满足规范和设计要求,且输水系统布置于两线船闸之间,便于管理,减小了工程量,并可减少船闸耗水量。研究成果可为巨型船闸设计及船闸节水研究提供借鉴。     

帷墙格栅消能室在瓯江外雄船闸中的应用

根据瓯江内河航道规划,已建的外雄船闸过闸船舶由300 t提升到500 t。提出采用设置帷墙格栅消能室对船闸进行改造,在不改变船闸主体结构的条件下满足500 t船舶停泊安全和闸室有效长度不足的问题,在此基础上开展了1:20的船闸输水系统物理模型试验。研究结果表明：在船闸短廊道输水系统中设置帷墙格栅消能室的形式,不仅能缩短镇静段长度,而且能显著改善闸室内流态,使输水时间、船舶停泊条件均满足设计和规范要求,是一种适用于集中输水系统的消能工布置形式。     

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。     

蔺家坝复线船闸闸位布置研究

蔺家坝船闸位于京杭运河苏北段的湖西航道上,为了满足货运量的增长需求,须建设复线船闸。本文对复线船闸的闸位布置进行了研究;从共用引航道宽度、复线船闸的引航道布置、施工条件、一线船闸闸室的主体结构、现场地形条件等方面,对可能的平面布置方案进行比较分析。经过综合论证,确定复线船闸与一线船闸的轴线间距为70 m。最后,为完善工程设计,对本工程提出了优化方向。     

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。     

船闸引航道长波波动对人字闸门影响研究

从船闸灌泄水非恒定流对闸室与引航道水力特性的影响出发,通过物理模型试验观测了引航道的波动形态、波动水力特性;探讨了闸首处最大水面升降与最大流量、引航道长度的关系;分析了闸室超高（降）与引航道水面升降对人字闸门的影响。结果表明调平闸室与上下游水位后,人字闸门的内侧（闸室）承受惯性水头,外侧（引航道）承受水面周期升降,人字闸门承受正反水头的作用,该水头呈抵消趋势,所以引航道水面升降有助于反向水头的减小。同时,讨论了惯性超高（降）改善措施、引航道水面波动的利弊及对集中输水系统船闸人字闸门的影响。     

某扩容改造船闸工程闸位平面布置

狭窄空间内船闸扩容改造受诸多因素的影响,其闸位平面布置方案的合理性尤为重要。以某扩容改造船闸工程为例,综合考虑选址、共用引航道宽度、施工过程对二线船闸主体结构及隔流堤安全的影响、施工围堰布置及防洪要求,进行方案比选研究。最终确定闸位布置方案为:两船闸中心线间距为80 m,改扩建一线船闸下闸首上游面与二线船闸下闸首上游面顺水流方向距离为4.4 m。同时,对后期工程设计提出建议。     

船闸引航道长波波动对人字闸门的影响

从船闸灌泄水非恒定流对闸室与引航道水力特性的影响出发,通过物理模型试验观测了引航道的波动形态、波动水力特性;探讨了闸首处最大水面升降与最大流量、引航道长度的关系;分析了闸室超高(降)与引航道水面升降对人字闸门的影响.结果表明调平闸室与上下游水位后,人字闸门的内侧(闸室)承受惯性水头,外侧(引航道)承受水面周期升降,人字闸门承受正反水头的作用,该水头呈抵消趋势,所以引航道水面升降有助于反向水头的减小.同时,讨论了惯性超高(降)改善措施、引航道水面波动的利弊及对集中输水系统船闸人字闸门的影响.     

具备长期开通闸条件的船闸设计方案

在航道整治项目中,对承受双向水头的船闸或为满足水利部门特定时段防洪需要,有时需配套建设具备开通闸条件的船闸挡水。船闸通过能力一般小于航道通过能力,容易成为通航瓶颈,船闸的通过能力成为航道整治项目的关键。以丹金船闸为研究对象,对门机电系统、输水系统、平面布置方案进行系统分析论证和经济比选,保证航道通过能力的发挥和整治工程的整体效益,对于国内平原水网地区类似项目的建设及船闸标准规范的完善均有借鉴意义。     

平陆运河船闸通过能力研究

船闸通过能力是平陆运河开发的核心问题之一。基于货运量和过闸船型预测结果,分析影响船闸通过能力的因素;采用计算机模拟技术,建立船舶进闸的排队仿真模型,得出一次过闸平均吨位、一次过闸船舶数及闸室利用率3个关键参数,据此分析并比较合理尺度下大、小船闸分工运行和双线船闸随机运行两种模式的船闸通过能力;并在大、小船闸分工运行模式下,对小闸通过能力与船舶载货量进行闭合调整。结果表明,平陆运河须同时建设双线船闸,当1000吨级船舶艘次比较大时,大、小船闸分工运行模式的船闸通过能力更大,且远期部分1000吨级船舶须从大闸通过才能使小闸通过能力满足运输需求。     

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究*

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。     

提高长洲枢纽现有船闸通过能力对策研究*

长洲枢纽现有船闸建成后有力地促进了西江黄金水道的运输能力,但其瓶颈效应也渐显。为缓解其堵航滞航问题,通过分析一线二线船闸的通航现状,基于改进的一次过闸平均吨位计算模式,预测了现有船闸近期(2010—2015年)的通过能力,并针对性地从船闸管理模式、船型标准化和大型化、船舶调度、工程措施等方面提出了提高长洲枢纽现有船闸通过能力的对策和建议。     

新江海河船闸平面布置及方案优化

针对新江海河船闸总平面布置受到外部建设条件制约的问题，总结船闸总体布置原则，研究闸址周边建设条件、河道状况、船舶航行条件、对外部环境的影响、施工条件和工程投资等各方面因素，采用定量与定性分析相结合的方法，得出最优的闸位方案。分析上游口门区可通航的最大引水流量和全年船闸可运行小时数，采用降低最大通航流量和牺牲少量通航时间的方法，得出优化布置方案。结果表明：船闸平面布置应结合多方面因素，综合分析比选；通过降低最大通航流量进而优化平面布置，旨为类似工程提供借鉴和参考。