向家坝升船机下游引航道口门区水力波动特性原型观测*

向家坝水电站坝下河势及地形条件复杂，枢纽泄洪时升船机下游引航道口门区波动现象较为显著。原型观测表明，表孔泄洪时消力池内形成波状水跃，并以短波形式传向下游。受多种复杂条件影响，坝下河道纵向高频波动在升船机下游引航道口门区附近转变为横向振荡波，对船舶航行安全影响显著。通过分析向家坝枢纽不同泄洪流量下升船机下游引航道口门区水力波动特性原型观测结果可知，表孔泄洪是导致引航道口门区短波振荡的主要因素，且其泄量与口门区水力波动呈线性关系，而电站泄流和中孔泄洪利于降低口门区水力波动。     

船闸引航道内的异重流淤积计算*

异重流淤积是引航道的主要淤积之一,其特点是淤积距离长、淤积总量大,如不及时清淤,则会减小通航水深、影响通航安全。在资料有限的条件下,采用已有公式对引航道的异重流淤积量进行初步计算,对认识引航道的淤积特性,制定初步的清淤方案有着重要的意义。在现有异重流淤积计算公式的基础上,提出了考虑异重流清水上升效应的沿程含沙量修正公式。与现有公式相比,其计算结果与实测值更接近,为异重流淤积量计算研究提供新途径。     

富春江船闸扩建改造工程闸室输水水力特性及优化*

随着我国内河航运的不断发展,以保留老船闸使其兼作新船闸引航渠为方案的船闸扩建改造已成为突破内河通航“瓶颈”的创新性举措,并已成功运用于富春江船闸扩建改造工程。研究成果表明,输水阀门线性全开时,由于老船闸上闸首口门处过水断面较小,新闸室充水时老闸室内水位迅速下降,并在其门槛处产生7.15 m的集中跌落。在满足闸室输水时间的前提下,综合阀门启闭力、振动、空化及闸室惯性超高等特性,提出改造方式下船闸充水阀门分段间歇性开启加动水关闭的优化运行方式,使老闸室门槛处集中跌落降至0.5 m,有效地改善了引航渠内的水流条件。     

多线船闸下游极低通航水位通航水流条件试验研究

红花多线船闸下游通航水位较低时,受河道地形影响,口门区出现大范围斜流和横流,严重威胁航运安全。采用1100整体水工模型及自航船模试验,根据低通航水位水流特点,提出并论证大区域疏深挖槽导流、降低碍航段沙洲高程、延长隔流堤长度与洼地回填制造隔流带等综合措施,有效降低了口门区纵、横向流速和回流流速。经验证,优化措施不仅可满足下游低水位的通航要求,还可以提高船闸的最大通航流量,提高船闸通航效率。船模试验结果表明,船舶操纵参数均在要求范围内。研究结果可供相关枢纽工程参考。     

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。     

三峡升船机下游引航道非恒定流波动特性试验研究*

通过1:80的三峡枢纽及下游引航道整体物理模型研究了典型的大坝泄洪、电站调峰、船闸泄水及其叠加工况下的升船机下游引航道非恒定流波动特性。结果表明：三峡枢纽下游引航道内的水位波动是引航道波流运动和两坝间流量差引起的河道涨、落水长波耦合叠加的结果。枢纽进行百年一遇洪水调节时升船机下闸首水位波动最大小时变幅061 m/h。当大坝泄洪单次调节流量小于2 000 m3/s时,升船机下闸首水位波动小时变幅小于042 m/h。电站调峰运行时,升船机引航道水位波动首波幅值随流量变幅和变率的增大而增大,最大小时变幅则取决于流量变幅和两坝间净流量大小。船闸双线同时泄水时升船机下闸首水位最大小时变幅018 m/h,基本不影响升船机运行。     

电站不同下泄流量下游锚泊区停泊条件分析*

电站泄洪、发电时下泄水流沿通航建筑物引航道导航墙进入主河道后过流断面骤增,水流脱壁后发生斜向流动,在引航道口门区形成回流。若枢纽下游航道锚泊区距口门区较近,则一定条件下回流将对锚泊区内船舶停泊条件带来不利影响。以景洪水电站为例,采用实船试验的方法,研究电站不同泄流量下升船机下游锚泊区水流条件的变化情况及相应的船舶待机停泊条件,得出不同下泄流量下船舶系缆力特性以及船舶合理的待机停靠位置。     

单级省水船闸水级计算和影响因素探讨*

省水池水位高程及工作水头计算是省水船闸水级计算的重要内容，影响因素众多。推导建立了综合船闸总水头、上下游水位变化、省水池数量和面积、剩余水头等因素的单级省水船闸省水池水位和作用水头计算公式。根据公式分析了上下游水位变幅、省水池级数和省水池面积等对省水池水位高程和作用水头的影响。最后结合某60 m单级船闸，计算对比不同方案各级省水池水位和作用水头，提出了合理的水级划分方案。