兴隆船闸关键水力学问题研究

兴隆船闸采用短廊道输水系统,属集中输水系统布置中的中高水头船闸.船闸规模及一次充泄水水体大,输水时间短,水力指标要求高.对于输水系统出口设置在闸首的船闸,其充、泄水系统出口布置型式以及输水阀门的运行方式直接影响过闸船舶安全.通过1∶30兴隆船闸整体模型,对过闸船舶停泊条件等关键水力学问题进行了专题研究.通过研究提出了能够满足充泄水时间和停泊条件要求的输水阀门运行方式及输水系统布置型式,为兴隆船闸设计提供了科学依据,并可作为其他短廊道输水系统船闸设计参考.     

船闸水力学研究的新成就

本文主要介绍近１０年来我院在船闸水力学研究方面的新成就。包括船闸输水系统布置、闸阀门水力学和引航道水力学等。并结合葛洲坝、三峡、五强溪等大型通航水利枢纽工程，重点介绍在船闸输水水力计算、闸阀门非恒定流水力学、输水阀门段廊道体型以及门楣通气减蚀措施等方面的研究成果。     

三峡工程永久船闸水力学研究

三峡工程永久船闸总水头为１１３ｍ，为双线连续五级，中间级最大水头达４５．２ｍ，超过了国内外已建大型船闸的水平，其水力学问题十分复杂，通过多年来大量的试验研究，选用双侧主廊道四区段领先八支管动力平衡输水系统，输水阀门向弧形门，门后廊氏部吾突扩体型，门楣处减蚀措施，采用快速开启阀门和提前关闭阀门，以消除闸室水面惯性超高的不利影响，进水口旁侧取水方式等，不仅满足各项设计要求，并能保证船闸的安全运行。     

三峡工程通航建筑物技术设计审查（二）

4永久船阐水工结构设计永久船闸水工结构要满足船闸有关尺度和输水系统的要求，并受船闸高陡边坡设计的影响；工程量大、结构复杂，特别是闸首和输水廊道阀门段，更应作为重点进行研究。对技术设计的主要审查意见：4.1闸首结构闸首结构是水工结构中最重要也是最复杂的部位，是水工结构审查的重点。（1）设法改善边墩的稳定性、支持体的整体性及刚度，确保顺水流方向的自身稳定、包括闸首采用整体式或改变分缝位置等措施：（2）对墙后渗压强度、温度影响深入研究；（3）对各种不利工况的补充完善；（4）对闸首排水及细部结构进行优化；（5）…     

贵港二线船闸输水系统水力特性原型观测

贵港二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,采用简单的闸墙廊道侧支孔出水及双明沟消能的分散输水系统布置型式。为验证输水系统布置及闸阀门运行方式是否合理,对船闸输水系统进行了水力特性原型观测试验。观测结果表明:闸室水力特性及船舶停泊条件基本满足规范及设计要求,船闸进出水口及闸室内流态较好;在当前船闸水头及推荐的阀门运行方式下,输水末期闸室内的超高、降超出了规范要求,改善闸阀门运行方式后,有效降低了惯性水头;船闸原型与模型间流量系数存在偏差,偏差值不超过6%;双线船闸在不同工作时序下运行,相互影响不大。     

三峡永久船闸输水廊道水动力学特性研究

该文对三峡永久船闸末级闸首阀门段输水廊道进行了数值模拟,对阀门段输水廊道的内部水流流动特征进行了分析,并研究了阀门后廊道顶部的压力特性,分析比较了以不同速率开启阀门及不同开度下紧急关闭对阀门段输水廊道内部流场的影响。将二维结果与三维结果及实验结果进行对比,变化趋势基本一致,验证了边界条件提法的合理性及数值方法的可行性。该研究对永久船闸阀门开启速率及紧急关闭时阀门开度选择具有一定的指导意义。     

嘉陵江利泽航运枢纽船闸输水系统的布置与研究

根据嘉陵江利泽航运枢纽船闸的特点和《船闸输水系统设计规范》的规定,将利泽航运枢纽船闸的输水系统型式确定为闸墙长廊道侧支孔输水系统。通过对船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统的特点进行分析且采用对比分析及水力计算的方法,确定了输水廊道的面积及断面尺寸,提出了合理的充泄水阀门开启时间和具体的输水系统布置。结果表明:输水系统布置合理,利泽枢纽船闸的具体条件与设计单位提出的输水系统布置及各部位尺寸相适应,各输水水力特征值能够达到预期设计目标并同时满足规范和设计要求。这种闸墙长廊道侧支孔输水布置是一种较优的、适合于中等水头与重力式闸墙的输水系统型式,其具体实效有待实践验证。     

船闸水力学研究的新成就

本文主要介绍近１０年来我院在船闸水力学研究方面的新成就，包括船闸输水系统布置、闸阀门水力学和引航道水力学等。并结合葛洲坝、三峡、五强溪等大型通过航水利枢纽工程，重点介绍在船闸输水水力计算、闸阀门非恒定流水力学、输水阀门段廓道体型以及门楣通气减蚀措施等方面的研究成果。     

大藤峡水利枢纽船闸水力学关键技术研究与实践

大藤峡船闸是目前国内外水头最高的大型单级船闸，其闸室输水功率、阀门水力条件、闸门结构尺寸等多项指标均居世界之最，代表了当今世界船闸建设的最高水平。围绕大藤峡大型船闸安全高效输水、高水头输水阀门空化振动、巨型人字门安全运行等水力学关键技术难题，历经10多年研究和实践，在大型船闸输水系统布置、高水头阀门防空化技术、巨型人字门设计、现场调试技术等方面取得了大量创新成果，成功解决了40 m单级船闸设计、建设和运行难题，在基础理论和核心技术上实现新的突破。总结梳理了大藤峡船闸水力学关键技术研究成果，以期为类似高水头船闸设计研究提供参考。     

渠江富流滩船闸输水系统水力学模型试验

富流滩船闸改扩建工程是渠江广安航运建设工程的重要组成部分,对促进川东地区经济社会发展具有重要意义.由于新建船闸等级及综合水力指标较高,因此,需对其进行水力学模型试验以优化输水系统设计.根据初步设计的富流滩船闸输水系统,通过1∶25的整体物理模型试验对其输水水力特性进行详细研究.试验结果表明:富流滩船闸采用闸底长廊道侧支孔明沟消能的输水系统布置是合理的,推荐的阀门开启方式下各输水水力特征均满足设计和规范要求.     

船闸水力学研究方法论

为进一步拓宽船闸水力学研究的思维方式,在总结已有研究成果的基础上,介绍了船闸水力学研究的目的、方法和准确把握优化研究方向的思维方式;阐述了通过能力、船舶航行/停泊安全与船闸输水系统安全三者在船闸水力学研究中的辩证统一关系。研究提出:船舶安全高效过闸优化研究过程,是一个从全局着眼对各种问题和矛盾渐进让步和协调的过程,是在厘清矛盾主次、明确目的后遵循水流自身规律因势利导、跳出惯性思维陷阱的创新过程。结合大藤峡船闸水力学研究成果,对船闸水力学研究方法论进行了解析,可为后续船闸水力学研究者提供参考。     

超高水头大型船闸输水系统研究

随着社会经济的发展和技术的提高,船闸不断向大型化和高水头化方向发展,以往常规的等惯性输水系统已不能适应40 m以上的超高水头大型单级船闸。结合某工程实例,通过类比分析、物理模型试验及数值计算的方法,提出了新型自分流的闸室分流口结构型式和输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了常规等惯性输水系统的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

船闸集中输水系统复合模型研究与应用

在分析船闸输水系统重要性及相关水力学问题研究方法特点的基础上,针对集中输水系统船闸,提出并建立了局部物理模型与数学模型相结合的复合模型,阐述了其具体实施方案.采用2座依托工程船闸的物理模型试验资料验证了复合模型研究成果的准确性,并将复合模型成功应用于工程实例船闸,得到了相应的输水水力特性、船舶系缆力、闸室及引航道流速特性等水力指标,均符合规范及设计要求;确定了闸室镇静段长度,提出了消能工优化布置措施,为工程设计提供了技术依据.研究表明,提出的船闸集中输水系统复合模型既能保证研究成果的准确性,又比物理模型试验大大节省费用并缩短研究周期,是一种适合低水头船闸较好的新型研究方法,具有推广应用价值.     

桂林市春天湖船闸设计特点

春天湖船闸是我国首座为旅游服务的双线双向省水运行船闸,其船闸的省水效率、水流流态平稳、船舶停泊条件以及运行频繁程度在国内船闸史上是相当高的,其船闸省水形式、输水系统的布置对今后船闸的设计具有很高的借鉴意义。     

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。     

杨家湾船闸结构安全监测系统设计

船闸是水利枢纽中重要的通航建筑物,其安全关系着国计民生。目前,关于船闸结构安全监测与评估系统的研究工作还很少。以杨家湾船闸为工程背景,分析了船闸结构的主要病害与安全要素,进行了船闸结构安全监测系统设计研究,包括:监测项目的选择、监测测点布置以及传感器的选择、数据采集与传输系统的构成等内容。根据内河航道通航特点以及船闸结构特点,进行了数据查询与管理子系统、结构监测预警与安全评估系统设计研究。     

施工方法对整体式闸室墙后土压力的影响分析

为研究施工方法对闸室墙后土压力分布的影响,以江苏某船闸工程为背景,采用非线性有限元方法模拟施工过程,土体采用D-P模型,在闸墙与回填土之间、闸底板与地基土之间设置接触单元,模拟接触面滑移特性,得到了不同施工方法的闸室墙后土压力分布,并与船闸规范推荐的计算方法进行比较。研究成果可供船闸设计施工参考。更多还原     

葛洲坝特大型船闸运行水污染控制系统非线性研究

结合葛洲坝特大型船闸运行系统自组织特征分析,全面地介绍了分形理论、混沌学、非线性动力学在特大型船闸运行水污染控制系统科学研究中的应用,详细论述了船闸水污染分形、非线性特征,建立了动力方程、水质预测预报模型,指出常规理论方法研究中存在的问题,提出了水污染系统非线性研究是今后着重需要深入探讨研究的领域,具有重要的实用价值。     

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。