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。     

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。     

旁海枢纽工程船闸输水系统布置及试验研究

高水头船闸常采用第二类输水系统以满足船闸闸室内水流条件的要求,但往往工程量大、施工复杂。根据船闸闸址处地形、地质条件,抬高闸底奠基高程以达到降低工程量并简化施工的目的,并在采取一定消能手段后,采用闸墙长廊道侧支孔输水形式。通过物理模型,对旁海航电枢纽输水系统进行布置及优化,证实采取加大闸室初始淹没水深、闸室两侧出水口加设连续消力坎、优化进出水口布置及进水口布置帷墙等措施可达到预期效果。     

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。     

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。     

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。     

集中输水系统镇静段长度数值计算*

结合国内某船闸工程,针对集中输水系统中简单消能工和格栅消能室两种布置形式,采用RNG κ-ε紊流模型和自由水面处理技术的VOF法对输水过程闸室流态进行计算,在此基础上分析了集中输水系统镇静段长度的选择方法,给出合理的量化方法。两种典型集中输水系统计算表明,以闸室沿程平均紊动能小于0.02 m2/s2作为镇静段长度控制条件,确定的镇静段长度与规范相符且更明确,可以作为集中输水系统镇静段长度量化判别指标。     

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。     

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。     

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。     

三峡船闸等惯性输水系统船队(舶)系缆力的探讨

本文依据三峡船闸的水力学试验结果,对船闸灌水过程中闸室内停泊条件的试验进行了分析,认为船队(舶)系缆力与进入闸室的流量增率,闸室、船舶尺度,排列型式以及停泊位置等因素有关,以此分析整理出用于船闸等惯性输水系统闸室内船队(舶)系缆力的经验公式,并选取了部分实例的计算结果与实测值进行对比,两者较吻合。     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

天津港复线船闸船舶在闸室的停泊条件分析

根据天津港复线船闸水力学模型试验结果，分析船闸输水系统在灌泄水过程中影响系缆力的因素。并针对海船闸的船舶允许系缆力标准进行了探讨。     

龙溪口航电枢纽工程船闸输水系统设计

龙溪口航电枢纽工程的主要开发任务为畅通岷江航运通道，船闸作为该枢纽的唯一航运设施，是岷江通道畅通中的重要一环，故输水系统作为该船闸核心的组成部分，其重要性不言而喻。针对该船闸输水规模较大、水力指标要求较高的问题，对船闸进行水力学计算分析以及单体物理模型试验研究。结果表明，龙溪口航电枢纽船闸输水系统设计采用闸墙长廊道侧支孔输水形式是合理的，满足设计规范要求；闸室灌泄水时水流条件及阀门开启方式满足船舶安全通行需要。     

盐邵船闸高水位系船设施应急改造研究

南水北调东线工程正式运行后,盐邵船闸上游长期处于高水位,闸室系船设施不能满足大型船舶高水位系缆要求。文中分析了过闸大型船舶的尺度、系缆特点,对船闸闸室结构安全进行验算,研究优化闸室高水位系船设施应急改造方案,取得了良好的使用效果。     

船只线型对波浪力的影响

在船闸输水水力计算中,船舶在闸室中受力的估算,忽略了船只线型对波浪力的影响。结果偏于保守。经试验研究,提出了包含排水量方型系数的波浪力计算公式。     

省水船闸在高坝通航中的应用

采用带省水池船闸降低阀门工作水头是解决高水头船闸技术难题的一种尝试。依托乌江银盘36.5 m高水头枢纽工程提出了带两级省水池的船闸方案,整体水力学模型实验结果表明,通过合理拟定阀门开启方式和控制省水池水位变幅,将总水头降低一半左右和减少船舶每次过闸耗水量45%以上的设想是可行的,并且闸室的灌泄水时间、船舶系缆力等技术指标均满足规范和设计要求。     

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。     

绣江复航工程白马枢纽省水船闸三维水力特性数值模拟

建立白马枢纽省水船闸三维紊流数学模型,对船闸充水过程的正常运行工况进行数值模拟,分析水力特性以及船舶系缆力,并与相同水力边界条件下的普通单级方案进行对比分析。结果表明,省水方案较普通单级方案,按下一级阀门提前开启的方式,充水时间有所延长,增幅6.7%;3个流量峰值中,1峰和2峰值降幅分别为30.98%、31.6%,3峰值增幅为15.16%;船舶纵向最大系缆力和横向最大系缆力降幅分别为36.25%、44.18%。船闸的水力特性等各项参数均满足规范及设计要求。