大型超高水头船闸输水系统型式研究与展望

高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型式不能满足该工程需要,亟需消能效果更好的输水系统。结合大藤峡船闸工程相关研究,参考国内外已建高水头船闸输水系统布置的成功经验,总结了高水头船闸不同输水系统型式与船闸运行水头和闸室尺度规模的匹配关系,介绍了适应大藤峡船闸工程特点的自分流全闸室出水4区段等惯性输水系统型式,提出了消能效果更好的带内消能工的输水系统新体型,可供类似超高水头大型船闸的设计和研究借鉴。     

大藤峡水利枢纽单级船闸输水系统初步分析

大藤峡水利枢纽通航建筑物拟采用单级船闸方案,其设计水头及闸室规模均处于世界单级船闸前列,输水系统水力学问题尤为突出,成为制约其单级船闸方案是否可行的关键因素.通过引入的相关输水能量指标参数,将大藤峡船闸单级方案与国内外典型高水头船闸进行了水力学综合比较,并对其引航道水流条件进行了初步分析.结果表明:国内外现有的船闸输水系统布置及取、泄水方案能够解决大藤峡船闸的相关水力学技术难题,采用单级布置方案是可行的,但需开展详尽深入的专题研究.     

三峡永久船闸输水系统水力学问题研究

三峡工程永久船闸的安全运行是确保长江航运畅通的关键所在，经多年研究，在解决了一系列的水力学关键技术问题（如高水头阀门空化、阀门及启闭系统优化、阀门段廊道动水荷载特性及廊道衬砌形式的确定、船闸末级闸首旁侧泄水超长廊道特殊水力学问题及闸室惯性等）后，设计建造了一个既能满足船只快速过闸，又能确保建筑物安全的永久船闸输水系统。通过试运行和初期运行的检验，该输水系统总体满足设计要求，说明该项研究是成功的。     

三峡船闸水力学关键技术研究与实践检验

简要介绍了三峡高水头大型船闸防空化、声振、闸室快速平稳输水,以及引航道通航水流条件等水力学关键技术.经有水调试和运行检验,船闸水力学各项指标均满足设计要求,达到高水头大型船闸水力学先进水平.     

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40.25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

三峡船闸系统联合调试期水力学原型观测

三峡船闸金属结构及机电设备无水、有水(抽水)系统联合调试条件下，各级输水系统的原型水力学监测工作于2002年6月至2003年5月间进行。安全监测的主要项目包括闸室输水特性、阀门区段输水特性、门楣通气、闸室空化特性、阀门段空化特性、阀门及人字门启闭特性、阀门与人字门门体动力特性，监测内容多达20项。抽水调试期中间级闸首工作水头分别达到了30m、40m、46m和设计工况的45．2m，初始淹没水深达到了26m的设计条件，并进行了双边输水和单边输水、现地控制和集中控制等操作运行条件的比较。本次监测成果系统性及完整性较好，不仅为各级闸阀启闭控制系统的调试提供了可参比数据，也为船闸的验收、鉴定、运行管理提供了科学依据，保证了三峡围堰期蓄水发电和五级船闸试通航目标的实现，对国内外开展高水头船闸的设计和运行亦有十分重要的参考价值。     

大藤峡船闸第一分流口压力特性试验研究

大藤峡船闸是目前世界上单级水头最高的大型船闸,其闸室单次充、泄水体远超已建船闸的最高水平,对船闸输水系统设计和运行带来了极大的挑战。以大藤峡船闸输水系统为研究背景,采用1∶20水工实体模型,分两种试验方案(无导流背和增设导流背)探究了大藤峡船闸第一分流口压力特性。试验成果可为船闸设计和运行提供参考。     

三峡永久船闸人字门启闭机设计

三峡永久船闸人字门具有运行边界条件复杂，运行水头和淹没水深巨大的特点。在我国大型船闸上采用液压机构操作人字闸门尚属首次。通过分析人字门运行动水阻力矩的大小和变化规律，研究人字门液压启闭机构的运行方式及整体稳定等关键技术，对永久船闸人字六门启闭机构设备进行了一系列的设计优化。对船闸的安全运行和经济效益有着重要意义，亦对今后我国高水头船闸启闭设备的设计和应用提供参考。     

大化水电站船闸工程设计及技术特点

大化水电站是红水河上10座梯级电站的第6级.通航建筑物为单级船闸,设计水头29.0 m,位于国内已建单级船闸前列.该船闸是在原250 t级垂直升船机的基础上改建.结合水工模型试验研究和原型水力学观洲及调试,解决了工程设计的关键技术问题.重点介绍大化船闸的主要技术特征,船闸建筑物总体布置、输水系统、输水阐门、水工结构等方面的设计.特别对大化船闸的主要技术特点进行了概括和总结,为高水头船闸的设计提供参考和借鉴.     

乌江银盘省水船闸整体水力学模型试验研究

乌江银盘水利枢纽省水船闸是我国第一座按现代省水船闸理念设计的船闸.整体水力学模型试验结果表明,省水船闸方案将实际最大工作水头由36.500 m降至18.250 m,理论省水率可达50%;输水时间、系缆力、阀门门后压力、峰值流量及流量系数等船闸输水系统的各项技术指标均满足规范要求.省水船闸方案不仅降低了船闸工作水头,简化了高水头阀门水力学难题,而且达到减少船闸耗水的目的.     

大藤峡船闸输水系统设计布置

大藤峡水利枢纽工程的船闸是目前国内外实际运行水头最高的单级船闸,输水系统采用闸墙长廊道经闸室中心进口垂直分流、闸底四区段八分支廊道出水、盖板消能的型式.本文着重对船闸输水系统的型式选择及设计布置进行了论述.经过设计、研究和不断优化,并创造性地运用了自分流体型,解决了大尺度高水头船闸输水系统的一系列重大技术难题,输水系统各项水力指标均能较好地满足设计及规范要求,对大尺度高水头船闸输水系统设计布置有着很好的参考价值.     

三峡船闸水力学问题综述

通航建筑物总体布置确定之后,船闸水力学问题就是影响船闸运行的主要因素。为此,从三峡工程论证以来各有关方面针对三峡船闸水力学问题进行了大量深入的试验研究及调研工作。本文结合葛洲坝船闸的运行实践来论述三峡船闸水力学的有关问题。1　船闸水力学问题的主要因素高水头船闸水力学问题集中反映为闸室停泊条件和阀门工作条件问题。葛洲坝船闸的运行实践表明,前者主要表现为超灌超泄问题,后者即为阀门区气蚀和声振问题。11　超灌超泄问题高水头船闸经常存在超灌超泄问题。较大的反向水头不仅损伤人字门启闭机的构件,而且在闸室内形成明显…     

万安船闸设计与运行实践

万安船库是目前我国设计水头最高的单级船闸是赣江上建设的第一座大型船闸。船闸设计规模为５００吨级，闸有效尺寸为１７５ｍ×１４ｍ×２．５ｍ。设计中重点研究了两个方面的问题：一是如何利用永久船闸解决枢纽二期工程施工期间的通航问题；二是研究采用简单分散式输水系统解决高水头船闸的水力学问题。重点介绍了万安船闸的布置怀结构设计特点３以及枢纽分期施工通航措施，总结了船闸施工期及永久通航设计与运行的经验与教训，同     

红水河桥巩水电站船闸设计

红水河桥巩水电站船闸设计水头为24.6 m,属高水头船闸,船闸输水廊道工作阀门采用平板门,突破了平面阀门在船闸的应用范围。重点介绍了桥巩船闸的主要技术特征、船闸建筑物总体布置、输水系统等方面的设计,并对船闸输水系统的主要技术特点进行了概括和总结,为高水头船闸的设计提供参考。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及８０年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门和用力的性质，量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构特性及其优化阀门设计的最新技术，结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果，这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

三峡永久船闸设计技术问题综述

三峡永久船闸是目前世界上水头最高，规模最大的多级船闸。长江水利委员会协同全国各有关部门机构，经过反复论证和长期深入的勘测，设计，研究工作，较好地解决了船闸布置，通航水流条件，引航道淤积，输水系统水力学，高边坡稳定及变形，建筑物型式，超大型人字门及启闭机设备等一系列关键性技术难题，确定了比较完善的设计方案和技术措施，满足了船闸安全运行的要求，且节省了工程投资，为工程的顺利建设创造了良好的条件。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及80年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门作用力的性质、量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构动特性及其优化问问设计的最新技术。结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果。这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

突扩廓道体型减免高水头船闸输水阀水空化研究

高水头船闸存在的主要关键技术问题是船闸输水阀的空化与空蚀问题。本文在综合研究国内外改善输水阀门空化的措施基础上，提出了突扩廓道体型以及减免输水阀门空化，通过物理模型试验和原型观测研究，充分论证了突扩廓道体型减免空化的效果，结合三峡工程连续五级船闸水力学试验研究，优化了突扩廓道体型，提出了结构简单，具有很强抗空化能力的底扩体型。     

突扩廊道体型减免高水头船闸输水阀门空化研究

高水头船闸存在的主要关键技术问题是船闸输水阀门的空化与空蚀问题.本文在综合研究国内外改善输水阀门空化的措施基础上,提出了突扩廊道体型以及减免输水阀门空化,通过物理模型试验和原型观测研究,充分论证了突扩廊道体型减免空化的效果.结合三峡工程连续五级船闸水力学试验研究,优化了突扩廊道体型,提出了结构简单、具有很强抗空化能力的底扩体型.闽江沙溪口船闸水力学原型观测成果表明,突扩廊道体型减弱了阀门空化强度,起到了保护阀门和廊道边壁免遭空蚀破坏的作用,保证了该船闸的正常运转.     

三峡水利枢纽技术设计中一些重大技术问题的论述

三峡水利枢纽在技术设计中，研究解决、决策了大坝泄洪消能，岸坡厂房坝段基础深层稳定，电站引水管道结构型式，电站排沙排漂，永久船闸输水系统及水力学，引航道布置及通航水流条件、高边坡稳定，升船机承重结构稳定，水轮发电机组及金属结构中的永久船闸人字门、启闭机、充水泄水阀门，升船机承船厢提升及平衡系统等一些重大技术问题。