内河船舶航行阻力及通航水力指标计算

以山区河流澜沧江为代表,采用实船静水航速试验资料,对原兹万科夫公式进行了修正,提出了适合于澜沧江代表船舶的水流阻力计算式.对比其他山区河流船舶航行阻力的研究成果,讨论了内河船舶的航行阻力计算方法.结合坡降阻力计算,建立了澜沧江急流滩的通航水力指标,并与其他内河航道的通航水力指标进行了比较分析,明确了各典型内河航道通航水力指标与航道条件的关系.     

动水域进行静水航速试验的测算方法

受条件限制,某些河道的静水航速实船测试不得不在动水域进行.由于动水域水面坡降的存在,船舶推力需克服坡降阻力而不能全部为航行提供动力,对水航速代替静水航速会造成一定偏差.通过在澜沧江动水域进行的静水航速实船测试试验,提出了阻力平衡法和阻力同比法以修正静水航速,两种修正方法结果差异不大,而阻力同比法更为简略.理论和实例分析表明,对水航速是否能代替静水航速取决于坡降阻力所占船舶推力比例的大小.     

澜沧江船舶航行阻力及通航水力指标研究

采用螺旋桨推力与船舶航行阻力相平衡的原则,以兹万科夫水流阻力计算公式为基础,根据澜沧江实船静水航速试验资料,以船舶浸水面积与水流佛劳德数为典型参数,对原兹万科夫公式进行了修正。提出了适合于澜沧江代表船舶的水流阻力计算公式。结合坡降阻力计算,探讨了多种工况下的船舶推力和航行阻力的计算问题,提出了一系列急流滩消滩流速—比降组合。并建立了应用方便、结构简单合理的澜沧江通航水力指标,即船舶能自航上滩的最大流速—比降关系式,为澜沧江航道的规划、设计及整治提供了理论基础。     

三峡工程明渠汛期通航水力学安全监测

导流明渠是三峡工程二期施工长江唯一的泄水通道，同时兼顾着导流和通航两大任务，在汛期既要保证安全度汛，在设计通航流量条件下又要保证安全通航。在导流明渠建成后两年汛期内，从流态、航迹线及船只对岸航速等方面进行了水力学观测。1998年是导流明渠建成后的第一年，由于明渠内部分未挖净的设计基本相同，1999年观测：明渠流态有明显好转，流速、水位也同设计值和试验值更接近些。通过对两年实测资料的分析并与模型试验对比表明：从水力学的角度，明渠设计采用高低渠结合的方式较好地解决了弯道水流的向心问题，使明渠流态更趋合理。实测明渠通航船只对岸航速均大于1m/s，船只通航流量大于其相应船舶（队）的设计通航流量，满足设计要求。     

嘉陵江草街航电工程通航船模试验

根据船模试验最高安全限值的要求，分析船队在各试验航段的航行要素和操纵要素过程，研究草街航电工程上下游引航道及连接段的通航条件，论证工程布置的合理性和可行性，给出最佳航线和驾驭方式，并指出航行难点。通过船模试验提出了将上下游引航道由对称布置调整为非对称布置、口门区岸线内扩以及通航船队由一字形顶推方式优化为梭形顶推方式等措施，大大改善了枢纽通航条件，保证了船舶航行安全。     

三峡工程明渠汛期通航水力学安全监测

导流明渠是三峡工程二期施工长江唯一的泄水通道 ,同时兼顾着导流和通航两大任务 ,在汛期既要保证安全度汛 ,在设计通航流量条件下又要保证安全通航。在导流明渠建成后两年汛期内 ,从流态、流速、航迹线及船只对岸航速等方面进行了水力学观测。 1998年是导流明渠建成后的第一年 ,由于明渠内部分未挖净的堆积和淤积影响 ,使明渠内部分区段水位和流速大于设计值 ,流态也不好。通过 1998年洪水的冲刷后 ,实测地形与设计基本相同 ,1999年观测 :明渠流态有明显好转 ,流速、水位也同设计值和试验值更接近些。通过对两年实测资料的分析并与模型试验对比表明 :从水力学的角度 ,明渠设计采用高低渠结合的方式较好地解决了弯道水流的向心问题 ,使明渠流态更趋合理。实测明渠通航船只对岸航速均大于 1m/s,船只通航流量大于其相应船舶 (队 )的设计通航流量 ,满足设计要求。     

湘江湘潭铁路桥水域船舶安全航速研究

湘江湘潭铁路桥水域的通航条件较为复杂,为了研究船舶通过此水域的安全航速,确保桥和船的安全,进行桥区水域航道的船模试验研究。根据相似准则制作1∶100正态定床水工模型和船模,模拟II级航道各典型船舶在此水域的航行状况。试验采用流场实时测量系统VDMS对船模运动进行快速检测,由其内置程序得到船模的漂角、漂距以及相应的航速。根据安全航行的原则,通过对试验成果的分析,提出了在最大通航流量Q=20 000 m³/s下,2 000 t 级自动船舶、2×2 000 t 级驳船队和4×1 000 t 级驳船队通过此水域的安全航速分别为：18.36~25.49 km/h,14.40~19.40 km/h和14.40~18.47 km/h。该研究方法可供同行参考,其研究可为航道管理部门及设计部门提供依据。     

含淹没植物的水流阻力试验研究

河道中存在水生植物会改变水流阻力,在大多数情况下会导致水位抬高,降低河道的泄洪能力。然而,水生植物的存在对河道治理、边滩保护、水质净化等起积极作用。为了探索河道中水生植物对水流阻力的影响,在实验室水槽中进行了不同密度的流淹没刚性植物水流试验,观测了沿程的水位变化,计算了水面坡降,基于试验资料分析了雷诺数、植物密度对糙率系数的影响,并建立拖曳力同植物水流特征粗糙度对数关系表达式,丰富了植物条件下明渠流动的试验观测资料数据库。     

三峡工程明渠导流及其通航研究与运行效果

为解决三峡工程二期施工的导流与通航问题，在枢纽的右侧修建一明渠，采用多个不同比尺水工模型和自航船模试验等技术，经多年研究，得到一个能解决导流与通航两大任务的明渠体型，简述了研究的主要成果，通过近5年的运行，明渠承受了1998年大洪水的考验，汛后渠底冲刷甚小（小于0．5m)，在多种设计通航流量条件下，船队（只）无能顺畅通过明渠，且实际通航流量大于设计通航流量，说明对明渠的研究是成功的，由于模型缩尺影响，弯道环流的水力特征在原型表现更为明显。     

银盘水电站引航道水力学设计与试验研究

银盘水电站坝址地形条件十分复杂,通过比较不同的隔流堤长度、枢纽调度方式下的引航道口门区通航水流条件以及船模试验验证,分析探讨了不同泄洪方式及隔流堤长短对下游引航道口门区通航水流的影响.提出了合适的隔流堤长度及枢纽运行方式.模型试验成果表明:在最大通航流量下,短堤方案口门区通航水流条件要好于长堤方案,船模试验也证明,船舶上、下航行指标能满足船队进出口门航行条件的要求.     

三峡-葛洲坝两坝间现行船队通航流量适应能力研究

三峡—葛洲坝两坝间河道通航难点段诸多,河道蜿蜒曲折,沟壑浅滩水流紊乱,并存在泡漩等不利的险恶流态,给船舶(队)的航行安全带来隐患。介绍了5套运行较多、具有代表性的船舶(队),在两坝间来流量45 000～35 000 m3/s时进行的通航船模试验成果。在来流量40 000 m3/s以下,各船队可通过两坝间各困难航段,其航行指标基本满足船队安全航行的要求,500 t以下的各小型船队应限定在来流量35 000 m3/s以下航行,较为安全;两坝间河道的6个困难航段中,上行较难的为喜滩和狮子垴段,居中为莲沱段、其次为石牌、偏垴和南津关段。该研究成果对今后两坝间行船有一定的实用价值和指导意义。     

长江三峡明渠导流的试验研究与原型运行调查

该文阐述三峡明渠导流的模型试验研究成果，含明渠池流能力，过流断面形式，渠道进口纵向堰头部形状，河岸保护，航道河段整治及船只上行航线等。并对原型泄洪运行中尤其是1998年大洪水作了观测，包括明渠水流情况，两岸水位，明渠底面冲淤变化，围堰护坡淘刷及船只航行等。     

导流明渠参与三峡工程施工通航的决策与作用

长江航务管理局是长江航运的主管机构，其有关部门参与了三峡工程导流明渠兼通航的决策，并开展了相应的试验研究工作。提出了船舶通过明渠的上，下行航线和进一步优化明渠通航条件的措施，通过1998年大洪水和4年多来船舶运行的考验，证明明渠的设计是成功的，由列举的运行实况和统计数据，进一步说明了导流明渠参与通航决策的正确性。     

维持通航建筑物口门水深的护底加糙措施研究

提出护底加糙的壅水工程措施以解决通航建筑物水深不足。通过对其论证分析发现，加糙效果与加糙材料粒径直接相关，同时粒径的选取应综合考虑自身稳定性、水位壅高效果、比降和局部流速变化，避免造成新的碍航问题。在此基础上，针对三峡建库后葛洲坝船闸可能出现的水深不足情况，通过理论分析以及数值模拟，比较了不同加糙方案的壅水效果。该措施还具有设置或拆卸的灵活性，工程风险小等优点。     

三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究

为深入探索三峡枢纽运行产生的水力波动在下游引航道内的叠加规律,从明渠非恒定流基本方程出发,建立三峡-葛洲坝两坝间河道及三峡枢纽下游引航道的Preissmann四点隐式差分格式数学模型,研究引航道内波动叠加规律,分析河道基流和初始水位对波动特性的影响,并对葛洲坝枢纽流量不变和敞泄时三峡枢纽下游引航道口门和升船机下闸首的水位波动过程进行了回归分析。研究表明:引航道口门的波动过程主要由两坝间净流量所引起的平均涨水过程和以其为平衡轴的振荡过程叠加而成,升船机下闸首水位波动过程则表现为引航道口门波动过程和引航道内往复波流的叠加,其相对波动幅值的衰减过程基本符合指数规律。回归分析得到的表达式,能有效获得引航道水位波动过程,具有较高的模拟精度。     

三峡工程泄洪对下游通航条件影响的研究

根据水工模型试验成果,分析了三峡工程泄洪时坝 下游引航道和两坝间河段(三峡至葛洲坝)的非恒定波流运动特性,结合遥控自航船模试验对 两坝间的通航水流条件进行了分析评价,并提出了提高通航流量标准、改善通航条件的相应 措施。     

三峡工程二期临时船闸引航道泥沙淤积研究

自 1997年大江截流后 ,临时船闸运行经历了 1998丰水丰沙年和 1999丰水少沙年。通过原型观测和实船试航 ,搜集了系统的引航道泥沙淤积和流速、流态资料。实体模型试验成果与资料对比分析表明 ,实体模型关于引航道的试验成果基本合理 ,有些预测值与原型接近 ,为永久通航建筑物设计和运行提供了重要数据     

三峡工程二期围堰截流度汛期的水力学计算

三峡工程二期施工围左岸，进行主河床截流，迫使江水从右岸导流明渠下泄，为减小截流强度，满足明渠通航要求，围堰在１９９７年汛前进行了预进占和垫底平抛，预留４６０ｍ宽的口门度汛，在汛期各级流量与不同口门宽度条件下，对导流明渠分流比，非龙口段线堤口门的流速，落差等水力学要素进行了分析计算，并进行了实时校验，计算成果与实测值吻合较好。     

三峡工程明渠汛期通航

通过明渠汛期试航，摸清了通航水流条件，航线、航法，探索了扩大通过能力的可能性。简要介绍了三峡坝区汛期水情特点和明渠汛期通航条件，明渠汛期换推，绞滩可行，有效，其潜力有待进一步发挥。１９９８年受洪水影响，断航，碍航时间长，明通航船舶数量不足。对１９９８年明渠汛期的助航，限航，禁航和通航作了统计与分析。提出了修订明渠通航流量标准、补充安排试航项目，优化绞滩方案等有关明渠汛期通航的意见。     

三峡水利枢纽工程阶段验收工作体会

2003年，三峡水利枢纽工程胜利完成了蓄水(135m水位)、双线五级船闸试通航和首批机组(2、5号)启动等阶段验收，为实现蓄水、通航、发电三大目标奠定了基础。由三建委发布的《长江三峡二期工程枢纽工程验收工作大纲》是国家专为三峡二期工程阶段验收制定的验收办法，验收工作由国务院长江三峡二期工程验收委员会主持。三峡二期工程阶段验收工作的顺利进行，为我国特大型水利水电工程的阶段验收积累了经验。