川江船舶引航操作技术探讨

本文按照川江的通航船型,从航道、水文特征出发,重点论述了川江引航基础,上行急流滩和下行急弯河段的引航操作;介绍了川江操舵的三个要领,急流滩上滩航法和七个类型的典型急流滩上滩引航技巧,下行急弯河段的转向技巧以及川江夜航。通过揭示川江船舶引航操作的基本规律,对于提高船舶引航技术和促进航行安全,都有着重要的实际意义。     

长江上游九龙滩航道整治方案及效果分析*

船舶吨位提高、大型港口作业区发展需要提升长江上游九龙坡—朝天门河段航道等级。为满足这一需求,通过物理模型试验研究九龙滩航道整治方案,使该河段航道尺度由Ⅲ级（2.7 m×50 m×560 m,水深×航宽×弯曲半径）提升为Ⅰ级（3.5 m×150 m×1 000 m）。分析工程实施后的效果得出：1）九龙滩滩段整治后航道尺度满足设计要求,航道条件趋近一般航道,航宽足以正常会让船舶。2）彻底解决了九龙滩滩段弯曲、狭窄、水流急的状况,水流由以前的泡漩状态改善为现在的稳流状态。3）船舶明显更易控制,通过弯道更加安全。     

徒骇河富国作业区至东风作业区千吨级航道设计研究

依据相关规范,结合徒骇河河道地形、地质、水流和货运组成特点,在选定船型的基础上,确定了乘潮水位和航道的水深、底高程、航宽等参数。对于航道变向问题,长弯曲段采用内河弯道曲率半径进行设计,急弯段采用海域转弯半径进行设计。最后采取设置候潮区的方法,解决船舶候潮和上、下船舶错航时待航问题,候潮区采用双浮筒系泊方式设计。     

黄河上游双旋沟滩航道整治方案模型试验研究

为确定黄河上游龙湾至南长滩河段碍航最为严重急险浅滩——双旋沟滩的航道整治工程方案,进行了定床河工模型试验研究。其中定床水流试验研究滩段水力要素,定床输沙试验研究挖槽稳定性。试验结果表明,通过浅区疏浚、卡口切嘴、深沱填槽、深槽潜坝、放宽段丁坝等整治措施,可以降低该滩段流速、比降,改善流态,增加航宽航深,使该滩段满足V级航道建设要求。整治后,滩段水力要素满足船舶上滩要求,船舶能在10 a一遇洪水下安全航行。     

基于三维数模礁石航道水流结构分析

针对长江航道的升级,往来船只航行在具有突嘴、较大礁石碍航河段航行时,往往由于横向宽度不足导致船舶航行安全受到威胁的问题,进行概化礁石斜流水流结构以及船舶受力特点研究。采用CFD软件模拟礁石航道时船舶的水流三维数值模拟方法,得知:流速、礁石占据比越大对水流结构的影响距离越大,且横向流速的影响距离较突出;流速与船舶所受横向力成正比;概化礁石对船舶的纵向影响距离在上下游1倍船长范围之间,最大值约在上游0.5倍船长处。     

长江上游老虎梁险滩航道整治模型试验研究

长江上游老虎梁滩段是重庆—宜昌河段内的重点碍航滩险，近期发生多起海损事故，严重影响船舶通航安全及航运效益发挥。针对此问题，采用物理模型试验和船模试验的研究手段，在深入揭示老虎梁滩段碍航水流特性及行船安全问题的基础上，对不同航道整治方案实施后的水流条件、行船状态进行了对比研究。结果表明，方案实施能减弱不良流态对船舶安全航行的影响，综合分析比选后推荐了最优方案，为该滩段航道整治工程设计提供科学依据，也可供其它类似滩险的航道整治研究参考。     

湘江大花滩航道整治方案优化及效果数值研究*

针对湘江渠化河段大花滩连续弯道滩险航道整治措施进行研究。采用非结构化网格,建立工程河段二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型。验证原型实测水位验证模型的可靠性后,计算得到了不同流量情况下工程河段的航道水深、流场以及船模操纵的舵角、漂角、最小航速等主要参数。结果表明：工程河段内不实施切嘴及整治建筑物也可通过优化航线、拓宽航宽并结合适当的疏浚、护岸工程措施满足通航标准要求。     

黄浦江航道弯道水域通航措施研究

在对上海黄浦江典型弯道水域通航环境现状分析的基础上,通过选取经常在黄浦江航行的不同尺度代表船型,在不同的吃水、风力和水流条件下弯道航行的船模试验.研究船舶通过弯道的时间规律和在弯道会遇概率,以及船舶通过弯道时航迹宽度和实际占用航道情况.为驾引人员在过弯操作、港航单位在调配船舶和海事部门在通航管理等方面提供帮助.     

汉江下游马口滩段航道整治

丹江口水库调水方案实施后,汉江下游的来水来沙将发生较大的变化,落水期浅滩冲刷流量减小对浅滩影响较大。天然状况下马口滩段上段的浅滩在枯水期得不到较好的冲刷,同时马口弯道的转弯半径较小,目前的航道尺度无法满足设计船队的双向通航要求。分析马口滩段的河床演变特性和碍航特点,针对不同滩段确定了不同的整治原则和整治方法,用物理模型和自航船模试验相结合的方法,提出并研究了满足船舶双向通航的工程方案,可为类似滩段的整治提供参考依据。     

船舶过弯道航宽计算及应用

本文根据船舶过弯道所需航宽计算原理,对航道环境进行综合分析;计算出各类船舶(对)通过特定弯曲河段时的所需航宽,计算数据分析;最后确定各类船舶(对)能否安全通过此特定弯曲河段、能否安全相互会船.     

龙滩升船机中间渠道通航条件试验

通过对龙滩水电枢纽两级升船机中间渠道内航行条件的水工模型试验研究,结果表明:中间渠道内船舶(队)单向航行速度小于2.0 m/s时,船行波、航行阻力和船体下沉量均不大;中间渠道直线段宽为32 m时,宜采用航、停的会让方式,航速应<1.5 m/s,而船舶宜停泊在右航线上;船舶(队)转弯时的航迹带要宽,因此不应有转弯段等航速会船。     

海船船行波对游艇航行安全影响试验

采用不同比尺的物理模型,研究了3万t级海船及游艇在进出港航道中航行产生的船行波特性;利用造波机模拟海船船行波,试验分析了海船船行波对游艇航行安全的影响。研究表明,当航道两侧挡沙堤出水后,对海船航行具有较明显的限制性航道特点;海船航速8节时在游艇航道中产生的最大波高为0.46m,对单游艇航行安全没有影响;当海船和2艘游艇三者同时相遇时,游艇航速宜小于等于10节。     

限制性航道船周回流速度与船体下沉研究

通过船舶在限制性航道(宽32 m,水深2.5 m)的航行试验,研究了500 t和300 t船队航行时的船周回流速度与船体下沉。试验表明,船周回流和船体下沉与航速、航行方式和断面系数等因素有关,其中交错航行时的船尾下沉量是渠道水深设计的控制条件。     

基于船舶模拟器的航道航迹带宽度计算方法

航迹带宽度是航道规划、设计的重要参数,一直是航道宽度计算的难点。针对现行规范航迹带宽度计算系数取值困难的问题,基于船舶操纵模拟器,通过采集模拟试验仿真数据,采用将船舶航迹带宽度分为航线偏移量和船舶本身占用空间来直接计算航迹带宽度的方法。结合台州湾大桥区航道,仿真计算了典型风、流工况的航迹带宽度,仿真结果与现行规范计算结果基本一致。表明该方法可行,且具有很好的实用价值。     

山区急弯放宽河段水流分离现象试验研究

文章在分析山区河流形态的基础上,概化出急弯放宽河段的基本平面形态参数,引入了弯道放宽率这个因素,并在前人对弯道水流分离现象研究的基础上,综合考虑了弯道放宽率、弯道中心角、相对弯道中心半径、弗汝德数等因素的影响,通过物理模型试验,对山区急弯放宽河段的水流分离现象的发生和分离区的大小进行了系统的试验研究。研究表明,在文章的试验范围内,总的来说弗汝德数和弯道中心角越大、相对弯道中心半径越小,水流就越容易出现分离,但对弯道凸岸分离区的出现起主要作用的是弯道放宽率,当弯道放宽率大于一定值时,都将发生水流分离现象,而与其他因素没有关系,并且当弯道放宽率较大时分离区也较大。     

长江南京以下12.5m深水航道落成洲航段平面调整探讨

长江南京以下12. 5 m深水航道二期工程实施后,落成洲段航道整治效果显著,船舶流量增加且大型化趋势明显。受嘶马弯道弯急流大、10. 5 m航道与12. 5 m航道共存、下行大小型船舶混航等影响,落成洲航段通航环境复杂,2017年洪季出现多起上行大型船舶错误驶出12. 5 m航道水域而出浅的险情。根据河床演变、流场和通航行为等分析研究,落成洲航段可考虑向左侧调整主航道平面、增设下行推荐航路实现大小型船舶分道通航、应用虚拟航标、完善航道整治工程等措施,以达成安全高效的通航格局。     

构皮滩升船机中间渠道通航隧洞和渡槽的尺度研究

构皮滩水电站通航建筑物采用带二级中间渠道的三级垂直升船机方案,其中第一级中间渠道由单线通航隧洞、渡槽、明渠及错船段组成。采用水工物理模型和船模试验,对第一级中间渠道的航行水力条件、单线通航隧洞和渡槽的尺度进行了系列研究。结果表明,船舶航行阻力、下沉量和渠道内水位波动随着船舶航速的增大而增大,一定航速条件下,渠道内还将产生横波,对船舶航行安全影响较大,应避免;错船段和单线渠道的连接应平顺,并应注意船舶从单线渠道航行至错船段时,因阻力减小,造成航速突然增大的影响。试验提出了不同航速条件下的单线通航渠道合理尺度,优化了错船段的位置,建议单线渠道宽采用18 m,水深不小于3.0 m,船舶航速小于等于1.2 m/s。     

中间渠道交汇区尺度及船舶航行方式研究*

利用自航船模试验,研究两级单线航道中间渠道供船舶交汇错船的交汇区尺度及船舶航行方式。试验表明,中间渠道交汇区通过斜导墙缩窄分别与上、下游通航建筑物连接,过渡段长度大于2倍船长是合理的。参考相关标准和设计规范确定交汇区宽度和船舶航行方式,确保一线船舶停泊另一线船舶以正常航速航行能在交汇区顺利进行交汇,以提高通航建筑物通过能力和船舶航行安全性。     

船舶进出承船厢水力特性试验

采用遥控自航船模和牵引船模相结合的方法,对船队进出船厢的水力特性进行了试验。成果表明:船队进出厢的航行阻力和下沉量取决于船厢断面系数和进出厢的速度。断面系数减小,航速增加,阻力和下沉量增大;出厢的阻力和艉沉均大于进厢;结合国内的部分研究成果以及国内外的工程实践,初步提出了承船厢尺度的确定原则。