分散梯级船闸输水时的作用水头和中间渠道断面形式对通航水流条件的影响*

针对分散梯级船闸中间渠道的通航水流条件问题,研究了中间渠道断面形式对其影响。提出了矩形断面与梯形断面中间渠道的作用水头计算公式。采用数学数值模拟的方法研究两种断面形状对船闸通航水流条件的影响。结果表明：1)中间渠道充泄水的船闸作用水头一致,其水位呈现周期性的变化。2）改变中间渠道的断面形式对船闸输水时的流量变化趋势与输水时间影响较小。3）相较于矩形断面,梯形断面的中间渠道可以有效地减小上游船闸泄水过程中的水位变幅、振荡波波高、最大水面坡降和最大纵向流速。研究为分散梯级船闸中间渠道的设计提供了理论支持。     

闸墙长廊道侧支孔输水系统出流均匀性分析与布置优化

针对船闸分散式输水系统前后段支孔出流流量及出流时间不同的问题,依托国内某已建船闸,建立数学模型,通过计算数据与实测资料的耦合,验证模型适用性。在模型基础上修改支孔面积,模拟不同支孔面积比下各支孔的出流量,并利用方差和均匀性系数评价不同工况的出流均匀性。结果表明：1）支孔出流量前端支孔出流较早,输水中期和后期的流量较小;末端支孔出流较晚,但由于管道末端的压力较大,输水中期和后期的流量较大。2）支孔出流均匀性随前后支孔面积比的增大呈现先提高后降低的趋势。3）本工程前后支孔面积比情况良好。     

通航隧洞船舶航行阻力试验研究

为进一步了解船舶在通航隧洞中航行阻力的变化规律，针对大型船舶提出航行阻力估算公式，建立物理模型开展船模试验对公式进行验证与分析。结果表明：阻力实测值与公式拟合程度较高，验证效果良好；隧洞水域横截面积的变化对航行阻力扰动更大，航行阻力对隧洞水域横截面积的敏感性高于航速；航行阻力与航速的二次方成正比，随着通航断面系数的增大而减小。     

通航隧洞内消波设施试验研究

通航隧洞是一种常见的浅水航道，属于典型的狭窄形航道，船舶在此类受限航道中航行，船舶两侧的不对称水域、船行波以及充泄水振荡波的反射叠加，将对船体产生不对称的侧向力，增加船体控制难度。针对船舶在隧洞航行时的波动问题，本文提出了一种具有立柱和横板的消波设施，采用物理模型开展船舶试验，分析设施的消能效果，经验证该设施可有效减小波动。     

导流墩对急弯河道下游口门区水流条件的改善作用

针对口门区通航水流条件影响船舶航行安全的问题，根据急弯河道下游口门区特征建立概化数值模型，从导流墩数量、布置角度和相对间距3个因素对船闸下游口门区通航水流条件的影响展开研究。依托位于急弯河道的航电枢纽建立二维数学模型，对导流墩布置规律进行验证。研究结果表明，合理布置导流墩可以较大程度改善口门区水流条件，适当增加导流墩数量且当导流墩间距与长度等长时通航水流改善效果较强。导流墩布置方向与航线平行时，水流条件较优。