长江三峡水利枢纽通航建筑物设计

长江是中国最大的通航河流,发展航运是兴建三峡工程主要综合效益之一.三峡通航建筑物由目前世界上设计总水头和阀门工作水头最高的双线五级大型船闸、世界上提升高度和提升重量最大的一线大型垂直升船机和施工期一线临时通航船闸3个工程组成.扼要介绍了三峡通航建筑物设计的主要技术难点,通航建筑物在枢纽中的布置,双线五级船闸的建筑物、机电设备及输水系统布置,闸首、闸室结构和高边坡设计,垂直升船机和临时船闸主要建筑物、金属结构、机电设备的布置,主要结构和设备的设计.     

三峡工程永久通航建筑物的设计与研究

三峡工程永久通航建筑物布置在枢纽左岸，由双线五级连续梯级船闸和单线一级垂直升船机组成，设计总水头１１３ｍ。双线五级连续梯级船闸和单线一级升船均为上前世界上规模最大的通航的。根据三峡工程通航建筑物需克服的水头巨大、通航设计标准要求高等特点，设计中重点对通航建筑物上，下游引航道泥沙淤积及通航水流条件，输水系统阀门水力学、船闸高边坡岩体稳定变形及衬砌式船闸结构等关键性重大技术问题进行了深入广泛的研究论证     

龙潭水电站枢纽布置及基础处理设计

龙潭水电站是常规低水头灯泡贯流式水电站.枢纽建筑物主要布置包括厂房,闸坝及船闸,基础均为砂砾石层,本文主要介绍龙潭水电站的枢纽布置方案的选择、建筑物布置及基础处理设计.     

长江三峡工程地质地震与枢纽建筑物专题枢纽建筑物论证报告（节录 上）

论证工作简况(略)二、专题论证意见(一)配合水位论证进行的枢纽布置研究为配合水位论证,对6个代表性方案(三斗坪一级开发。正常蓄水位150、160、170、180米四个方案、分期蓄水方案和两级开发方案)的枢纽布置进行了论证,主要情况如下:1.关于一级开发方案三斗坪一级开发,正常蓄水位150、160、170、180米的枢纽布置方案是参照长办提出的150米方案初步设计的设计原则和枢纽布置方式拟定的,并对施工期发电水位,泄洪设施布置及永久梯级船闸级数、线路作了适当调整。各方案主要     

葛洲坝船闸原型观测成果分析

三峡水利枢纽的双线5级连续船闸，是枢纽建成后长江水运大动脉的咽喉。船闸充水时，上游流速流态是保证航运畅通和船闸安全运行的重要因素。为此，中国三峡开发总公司要求对葛洲坝2号、3号船闸充水过程中，船闸上游的流速流态进行原型观测，为今后深入系统地进行原型观测与研究奠定了基础，也为三峡水利枢纽永久船闸技术设计审查及其他枢纽通航建筑物设计提供了参考。1观测要求与条件1．1观测要求葛洲坝水利枢纽在三江布置有2号、3号两座船闸。终结模型试验成果表明：当水位组合坝上66m，坝下39m即最大水头为27m时，一次充水量达34m3，其中2…     

官山水船闸大体积混凝土底板的设计与施工

南海市官山水船闸枢纽工程由排水闸和船闸组成，排水闸总净宽为36m，闸底板标高－2．50m，闸项标高9．00m，设计水头5．96m。船闸V级，闸首宽12m，船室长100m，受场地限制以及便于检修闸门尺寸的统一，设计确定水闸单孔宽取与船闸闸首同宽，即为12m，水闸共三孔，对于这样单孔宽较大的三孔水闸，如何合理地选定闸室结构型式是水闸设计中值得探讨的问题。1闸室结构布置型式比较三孔水闸如采用分离的U型结构，则不但缝墩增多，施工麻烦，且边孔闸室的双向稳定难以满足，故舍弃此方案。可供选择的布置方案是底板与闸墩联成整体的“UU”型结构…     

大藤峡船闸总体设计布置

大藤峡水利枢纽工程是打通西江亿吨黄金水道的关键项目,坝址河段航运要求高,货运量大,通航建筑物船闸的总体设计布置对整个枢纽的布置方案、货运量、运行管理、投资起着至关重要的作用。对于船闸的总体设计,首先根据工程区地形地质条件,结合枢纽布置要求选择船闸位置,在此基础上,对闸首、闸室、输水系统、上下游引航道、口门区及连接段、待闸锚地等进行设计,并根据模型试验成果优化输水系统结构尺寸及口门区整流措施。大藤峡船闸无论是规模、水头还是水位变幅条件和水力指标要求均达到了国内外已建船闸的最高水平,其总体布置可为大尺度、高水头船闸的设计提供一定的参考作用。     

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     

三峡水利工程勘测设计技术创新与应用

三峡工程是一座以防洪、发电和改善航运等综合利用的特大型骨干工程。三峡工程最大下泄流量达102500m3/s;水电站总装机容量22500MW,单机容量大(700MW),装机台数多(26台),电站变幅水头大(达40m);双线五级船闸总水头高(113m),通航要求高,一线下水年通过能力达5000万t,一次需通过万吨级船队,船闸规模大且在左岸山体开挖形成;施工导截流流量大,技术复杂;混凝土工程量大,浇筑强度高等。因此,长江勘测规划设计研究院经过长期设计研究,在枢纽总布置、大坝、水电站厂房、通航建筑物、施工导流和施工总进度设计技术方面,大胆应用了一系列创新技术,成功解决了众多技术难题,提升了我国水电工程勘测设计技术水平,促进了我国的水电技术发展。     

三峡船闸对世界水利科技的创新与发展

世界上已建成水头大于20m的单级船闸27座。其中以美国约翰德船闸设计水头最高,达34.5m。三峡船闸是三峡工程三大主要建筑物之一,按双线连续5级设计,总水头113m,级间水头45.2m,设计年单向通过能力为5000万t。从规模与设计水头讲远较上述工程为大。加上三峡船闸需适应的上游水位变幅大,江水含沙,坝址复杂的河势和陆上地形地质条件,使船闸工程的总体设计、工程的长期使用、船闸输水技术、船闸结构、船闸工作闸门及启闭机、船闸运行监控等的技术难度,大大超过了世界各国已建的船闸水平。     

双线互输水船闸剩余水头优化研究

为定量分析双线互输水船闸剩余水头与船闸输水时间的关系,基于船闸输水系统非恒定总流能量方程和连续性方程,建立了一元船闸充、泄水数学模型。以广西长洲枢纽三、四线船闸为例,用原型观测数据验证了数学模型的可靠性。重点研究双线互输水船闸的输水系统水力学,揭示剩余水头与输水时间和省水率的关系。研究表明,随着剩余水头减小,船闸输水时间不断增加,同时因联通阀门关闭时间较长,在阀门关闭末期,充水闸室水位高于泄水闸室水位,从而出现倒流现象,船闸省水率增至0.5后又降低。故从省水角度出发,剩余水头取4 m为最优。综合考虑省水率与输水时间的矛盾,从而提出省水率与输水时间在剩余水头选取上的权重问题,为优化双线互输水船闸剩余水头提供参考。     

长洲水利枢纽三线四线船闸布置位置选择

长洲水利枢纽是西江下游河段广西境内的最后一个梯级,现有通航建筑物为双线单级船闸水利枢纽(1×2000t+1×1000t),为适应日益增长的货运量发展需求,需新建双线2×3000t船闸.文章主要介绍了长洲水利枢纽2×3000 t三线四线船闸布置位置的比较选择,为繁忙航道上复杂枢纽的船闸位置选择提供参考和借鉴.     

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.     

分汊河段船闸扩建对已有建筑物运行影响及改善技术研究

航运的发展促使内河航运枢纽中的船闸扩建工程日益增多,在已建枢纽基础上进行船闸扩建势必会改变现有工程河段的边界条件和水动力特征,从而对已有建筑物运行产生影响。结合富春江船闸扩建工程,采用整体物理模型试验,研究了分汊河段扩建船闸对已有建筑物的影响及相关改善技术。结果表明:富春江船闸位于峡谷分汊河段,扩建船闸及导航墙的兴建,导致汊道分流比发生明显改变,左汊主河道分流量增加、水位壅高,对发电、行洪产生不利影响;为减小扩建船闸的影响,需在右汊船闸隔流墙与江心洲之间开挖一条行洪渠道,以尽量维持河道原有分流比,但行洪渠道紧邻下游口门区,受渠道内集中水流影响,口门区通航水流条件不满足要求,船闸通航条件与发电、行洪相互制约;提出了在汊道进口设置节制闸控制分流的创新技术,通过节制闸调节两汊分流比,能够解决船闸通航与枢纽建筑物运行之间的相互影响问题。     

施工宽缝对整体式闸首底板的受力影响研究

鉴于整体式闸首底板在顺水流方向易出现裂缝,严重危害船闸的使用安全。本文提出的设置施工宽缝的施工方案可以有效改善整体式闸首底板开裂问题。首先运用ANSYS软件建立模型,对闸首结构进行有限元分析,进一步探索出施工宽缝对整体式闸首底板的应力与变形的影响,将应力计算结果转换成内力,最终研究出满足工程要求的最优合缝时间和设缝位置,从而为整体式船闸的施工提供参考。     

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.     

三峡永久船闸现地监控系统设计

三峡永久船闸为双线连续 5级船闸 ,每线船闸由 6个闸首和 5个闸室组成。每一闸首段两侧各设一个液压启闭机房 ,每个液压启闭机房设一个液压站 ,每个液压站设一个现地控制站 (简称子站 )。每线共设 12个液压站 ,两线共设 2 4个子站。每个闸首的 2个子站互为备用 ,且同时投入运行 ,运行时只有一个子站的控制信号输出。各子站必须具备操作功能、控制功能、保护功能和信息采集功能。对三峡永久船闸现地监控系统的设计作了详细介绍。     

SHIP‐LOCK–INDUCED SURGES IN AN IMPOUNDED RIVER AND THEIR IMPACT ON SUBDAILY FLOW VELOCITY VARIATION

The majority of large rivers are fragmented by dams, and navigation is often supported by the installation of ship locks. Despite their ubiquitous existence, the effect of ship locks on river basin hydrodynamics is rarely considered in an environmental context. Ship‐lock operation induces single‐wave crests or troughs called surges, which propagate along the basin and are subject to reflection at the up‐ and downstream impoundments. We used pressure sensors and acoustic Doppler current profiler measurements to investigate the effects of up‐ and downstream ship locking on the water level and the current velocity dynamics in a 12.9‐km‐long basin of the impounded river Saar (Germany). Ship lifting at the lower dam and the associated water export from the basin results in a negative surge propagating upstream, whereas a descending ship‐lock operation at the upper dam of the basin creates a positive surge propagating downstream. Both types of waves are subject to positive reflection at the opposing dams. Frequent lock operations lead to a complex pattern of multiple superimposing surges. The resulting water level fluctuations are comparable in magnitude with those associated with discharge variations due to hydropower peaking but occur at much shorter timescales. Associated with the water surface displacement during wave passage is a corresponding increase or decrease of the longitudinal current velocity. The magnitude of wave‐induced velocity fluctuations can exceed mean flow velocities by a factor of three and, depending on wave type and direction, can result in a reversal of the main flow direction of the river. Because of their longevity of several hours and superposition effects, ship‐lock–induced surges govern 66.3% and 45.4% of the subdaily variations in flow velocity and water level, respectively. This article concludes with a discussion of the potential effects of lock‐induced flow dynamics in impoundments on oxygen dynamics and methane ebullition. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

中间渠道次生波发育长度数值模拟研究

分散梯级船闸充、泄水会引起船闸中间渠道内水体振荡波动,严重时会增加船舶操控难度,甚至引发安全事故。国内外专家学者针对中间渠道非恒定波流特性的研究主要集中于长波的波动特性,对次生波的关注甚少。针对三峡水运新通道分散梯级船闸布置方案,建立了基于船闸输水基本方程和Boussinesq方程的船闸-中间渠道耦合数学模型,研究船闸充、泄水条件下中间渠道次生波发育长度的分布特性及其对相关水力参数的响应规律。结果表明:上级船闸泄水条件下,次生波发育长度与单宽峰值流量有关;而下级船闸充水时,次生波的发育长度取决于单宽峰值流量和船闸运行水头。基于数值计算结果,给出了船闸不同运行方式下次生波发育长度的预测方法,可为分散梯级船闸的设计和运行调度提供理论指导和技术支撑。     

西江航运干线桂平二线船闸设计关键技术

桂平二线船闸是西江航运干线上首座3 000 t级船闸,建设规模大,技术复杂,其成功建设将为促进西江航运干线扩建为Ⅰ级航道,提升通过能力起到积极推动作用.建成投入营运以来,船舶进出闸顺畅,输水系统消能效果好,一次过闸船舶数基本为一线船闸的2.5倍,过闸效率显著提高.对桂平二线船闸总体布置、改建公路选线、引航道布置、改善口门区水流条件的措施、输水系统、闸室墙结构、降低反向水头对一线船闸影响、保证基坑干地施工等设计关键技术进行了总结,成果可为其他船闸工程建设提供借鉴.