葛洲坝三江下引航道水位波动特性及其影响分析

为了探明葛洲坝船闸泄水对三江下引航道内水位变化以及船舶通航的影响,通过原型观测及统计分析的方式研究了葛洲坝三江下引航道水位波动特性。基于葛洲坝水利枢纽运行初期的观测资料和三江下引航道两岸沿程流态情况,在三江下引航道两岸沿程对称布设9对水尺,对葛洲坝2号、3号船闸不同泄水组合下的水位进行同步观测。结果表明：当两闸联泄间隔在0～8 min时,水体势能呈叠加效果,8 min之后水体势能呈抵消效果;试验观测到最低波谷达0.75 m,枯水期两闸联泄时间间隔宜大于8 min;船闸泄水后14～38 min,三江水位低于庙嘴站水位,对通航产生不利影响,应加强交通组织和航道观测。     

葛洲坝双线船闸的泄水布置及其不稳定流问题

本文将阐述葛洲坝双线船闸的泄水布置与结构特点,泄水不稳定流的水力特性,及其对通航的影响与改善措施等。为大流量(1000m~3/s)船闸泄水全部泄入引航道提供了成功的经验。     

三峡船闸下游引航道通航条件研究

三峡船闸末级闸室泄水和大坝泄洪引起下游引航道水位波动,水流往复运移。这种非恒定流影响船舶在引航道安全航行和停泊。通过物理模型试验介绍了船闸下游引航道非恒定水流特性和通航水流条件,并提出了改善通航水流条件的有效措施。     

引航道通航水流条件数值模拟

采用数值模拟手段,计算了当引航道航道中心线与河流主流存在较大夹角时,船闸引航道口门区及其连接段区域不同流量下的水位、流速分布等水力特性.计算结果表明:各级流量下引航道口门区的斜流效应明显,影响口门区通航水流条件,分析各级流量下的通航水流条件后,确定其最高通航流量为4 000 m3/s,若要提高最高通航流量,应适当减小航道中心线与河道主流的夹角.通过对比分析数值模拟与物理模型试验的结果可知,该数学模型能较好地模拟引航道口门区水流条件.     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27 m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析.内容包括:船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播,闸室充、泄水水力特性,阀门段水流空化及声振现象,阀门启闭力及阀门振动特性等.对船闸运行和检修中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍.葛洲坝3座船闸运行20 a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的.船闸输水系统布置型式是成功的.     

葛洲坝枢纽三江下游引航道不恒定流数值试验初步研究

一、问题提出葛洲坝枢纽三江航道设有2~#、3~#船闸,下游引航道自船闸出口至镇川门与长江汇合,全长约3.4公里,设计底宽120米(口门底宽150米),渠底高程34.5米,底坡接近水平,边坡为1:2.5。设计最低通航水位39米,相应葛洲坝电站下泄流量3200米~3/秒。1981年建成通航以来,1982年元月13日曾因二江电站机组事故停机,下泄流量急剧减小,造成客轮在公路桥以下搁浅。初步分析除了水位低于39米外,尚有其他原因:渠底泥沙淤积抬高、客轮航速过大以及船闸放水波影响等。     

葛洲坝下游河势调整方案设计及其作用

为了和三峡工程的通过能力相匹配,葛洲坝水利枢纽大江航道的最大通航流量须从20 000 m3/s提高到30 000 m3/s,乃至达到35 000 m3/s。因此迫切需要对葛洲坝下游河势进行调整,为此开展了大量的研究工作,工程调整方案已于2004年开始实施。对葛洲坝下游河势调整工程设计方案及该方案对改善大江航道通航水流条件所发挥的作用做了详尽的论述。     

宜昌站枯水位变化趋势分析

以三峡工程初步设计确定的葛洲坝下游庙咀站最低通航水位为基准,较系统地分析了宜昌站1890年以来年最低水位、1973年至今枯水期同流量条件下水位变化情况等资料。结合宜昌至枝城下游河道冲淤变化成因等对宜昌站枯水位的影响程度和关系,以及下荆江系统裁弯、葛洲坝工程修建和三峡工程运用等不同时期的年最低水位变化趋势等成果,对未来宜昌站枯水期同流量下枯水位变化趋势进行了类比分析和预测,提出了预测结论和应对策略。指出应加强下游河道治理,控制枯水位进一步下降,而目前工作的重点则是控制枝城至马家店河段水位下降对宜昌站水位的带动作用。     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析。内容包括；船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播、间室充、泄水水力特性，阀门段水流空化及声振现象，阀门启闭力及阀门振动特性等。对船闸运行和检验中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍，葛洲坝3座船闸运行了20a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的，船闸输水系统布置型式是成功的。     

分汊河段船闸引航道整治试验研究

大洑潭枢纽位于沅水上游,处在山区限制性河道,其通航水流条件十分复杂,不利于通航。针对上、下游引航道口门区和连接段水流条件差、横流较大、洲尾通航困难及小流量下通航水深不足等问题,设计和修建大洑潭枢纽船闸整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸引航道口门区、连接段及洲尾处通航水流条件进行系统的试验研究。模型试验结果表明,船闸枢纽平面布置存在缺陷,上游船闸引航道口门区及连接段水流条件易受江心洲分汊口斜流影响,尤其左右两汊同时泄流下,船舶航行难度较大。整治方案采取加长导航墙和修建丁坝、顺坝及开挖航槽等措施进行试验研究,发现优化方案④下的通航、船模水流条件得到明显改善,确定了在该条件下的最大通航流量,并论证了在此方案下通航的安全性和工程可行性。     

分汊河段河中布置船闸水沙碍航特性研究

分汊河段的汇流口水沙条件复杂多变,为保证航道稳定及船舶航行安全,分汊河段水利枢纽平面布置时一般将通航建筑物布置于其中一个汊道的靠岸侧。受工程建设条件限制需将通航建筑物布置于分汊河段河中时,既存在流态碍航问题又存在泥沙淤积碍航问题。针对布置于分汊河段洲尾汇流段的已建桃源枢纽船闸存在的通航条件较差的问题,采用整体定床水流、定床输沙与遥控自航船模试验相结合的研究手段,开展了船闸下游口门区水沙碍航特性试验研究。结果表明:水流条件是导致流态碍航与泥沙淤积碍航的根本因素,左、右汊不同下泄水流在汇流段形成单边突扩或水流掺混交汇,致使下游口门区所处的汇流段水流流态差且推移质泥沙落淤碍航,分汊河段船闸河中布置应慎重考虑。     

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。     

三峡永久通航船闸布置方案选择

三峡永久通航船闸设计总水头113米,是目前世界上设计总水头最高的大型船闸。多年来对船闸的水级划分和线路位置进行了多方案研究,经着重对连续式5级船闸和分散式带中间渠道的3级船闸两种布置方案进行专题论证,决定选用连续5级船闸方案.与分散3级船闸相比,该方案的主要优点是,船闸的布置紧凑,运行管理简单,线路长度短,线路位置与枢纽施工场地总布置的矛盾小,工程的施工强度低,枢纽的发电工期少1年,船闸的工程量和造价明显节省,船闸的主要工程技术问题通过较深入的研究已有较落实的解决措施。     

葛洲坝3号船闸爆破拆除方案及爆破振动控制研究

随着长江经济带的发展,葛洲坝3号船闸已经不能满足通航能力要求,拟拆除扩建。针对拆除部位距保护对象较近,且所处位置地质条件复杂,爆破拆除可能引发振动破坏的问题,采用数值模拟和工程类比相结合的方法,研究了葛洲坝3号大型钢筋混凝土船闸的拆除方案,分析了各保护对象的爆破振动响应特性及爆破振动控制措施。提出了以爆破拆除为主、机械拆除为辅的拆除方案,总体上将船闸结构分为设施设备及框架结构、大体积柱状钢筋混凝土结构、板状钢筋混凝土结构3部分进行拆除。数值计算结果表明:爆破拆除施工中,3号船闸保留的右侧闸墙、冲沙闸、防渗帷幕受爆破振动响应较大,施工时应加强这些部位的振动监测,并提出了相应的爆破振动控制标准及措施。研究成果可为类似工程的爆破拆除施工提供参考。     

三峡永久船闸金属结构及机电设备系统联合调试

三峡永久船闸是我国通航建筑中规模最大的连续多级船闸。船闸机电、金属结构设备众多，运行方式和过闸工艺及其控制程序都较单级船闸复杂得多。因此，设备单机安装调试后，必须通过对设备系统的联合调试才能使船闸满足通航要求。三峡永久船闸金属结构及机电设备进行了无水和有水状态下的系统联合调试，通过调试，发现并解决了有关问题为，永久船闸的正常运行奠定了基础。     

三峡船闸几种运行状态故障率探讨

本文给出了计算系统保证率的一般公式，运用葛洲坝２号船闸１０余年的运行资料，对三峡船闸几种运行状态的保证率进行了估算。研究表明，在三峡船闸建成初期，可能有一定碍航故障。     

赣江石虎塘航电枢纽船闸引航道口门区通航水流条件试验研究

结合赣江石虎塘枢纽工程水工模型对其船闸引航道通航水流条件进行了细致研究,试验观测表明:由于赣江属于宽浅性平原河流,滩槽分布明显,水流条件顺畅,流态良好,上下游通航水流条件能够满足设计船舶的安全航行,但为了节省工程量和投资,对工程进行优化,将上下游引航道外引航墙进行适当缩短后,经水工模型试验研究发现:该优化工程措施值得在同类平原河道低闸坝枢纽船闸中借鉴。     

提高三峡船闸完建期通过能力措施研究

为缓解三峡船闸完建期单线运行带来的航运压力,提出了156.0 m水位船闸由五级运行改为后四级运行以及船舶待闸位置由上游靠船墩移至一闸室的创新设想.借助理论分析、原型调试及实船试验等手段,通过优化各闸首输水方式,解决了船闸四级方案超设计水头运行及一闸室待闸船舶安全的关键技术难题,阐明了一闸室水体波动特性及其与待闸船舶系缆力间的相互关系,提出了符合一闸室待闸特点的运行调度方案.船闸实际运行表明,上述措施大大提高了完建期三峡船闸的通过能力,取得了显著的经济和社会效益.     

赣江石虎塘航电枢纽工程设计优化与验证

结合石虎塘航电枢纽水工整体模型试验的数据资料,优化并验证了石虎塘航电枢纽工程泄洪闸的泄洪能力、闸下消能防冲效果、电站取水防沙条件以及船闸引航道口门区的通航水流条件,并从水力学角度验证了石虎塘航电枢纽工程经优化后的枢纽布置方案的合理性和可行性。