葛洲坝1号船闸输水系统水力学模型试验研究

葛洲坝1号船闸输水系统共进行了4个方案的模型试验研究。最后确定,4区段8根纵支廊道顶孔出水盖板消能的方案作为设计方案。本文简要介绍输水系统方案的选择情况。对试验确定的设计方案,重点叙述输水系统进水口及泄水口的布置;阀门段廊道的高程及体型;闸室中间廊道(第1分流口)及支廊道进水口(第2分流口)的型式;支廊道出水孔的布置和消能盖板的型式。文中亦给出了灌、泄水的水力特性、阀门后最低压力变化及闸室停泊条件等资料。     

高水头船闸阀门段廊道防空化设计

高水头船闸水力学的关键技术问题之一是阀门及阀门段廊道的空化。解决此问题的关键技术,包括合理确定阀门段廊道布置高程和廊道体型、输水阀门选型和开启方式等。对这些问题进行了较详细的分析和论述,并结合工程实例重点介绍了输水阀门和阀门段廊道防空化气蚀措施的最新设计研究成果,即根据不同的阀门段廊道体型,配合门楣通气,同时辅以其他通气方式,能有效地抑制阀门底缘空化,提高阀门段廊道整体抗空化能力,还减少了阀门段廊道的埋置深度,节省土建工程量。     

船闸突扩廊道体型的水力特性

本文提出了船闸输水阀门后的几种突扩廊道体型,推导了考虑阀门前均速断面至阀门后收缩断面之间能量损失的廊道压力计算公式,以及阐明了突扩廊道体型对阀门后廊道压力的影响。还讨论了输水阀门后水流收缩断面处影响收缩系数的主要因素,并应用流动显示的新方法——萤光微丝法实测了收缩系数。用YCW-500-A微型传感器与HP5451C富里叶分析仪等组成的测试系统,实测和分析比较了突扩廊道体型和直段廊道体型的水流压力脉动。最后分析了突扩廊道体型的水流空化特性。     

葛洲坝水利枢纽工程二号船闸水力学问题研究

本文综合了葛洲坝二号船闸输水系统及闸、阀门水力学试验研究的主要成果。在输水系统的选择及其水力特性部份,扼要介绍了纵横支廊道布置方案的特点。该布置具有较高的水力指标,闸室充泄水时,水流平稳,船舶停泊条件良好。在输水阀门水力学部份,叙述了反向弧形阀门的选型,启门力试验及减压模型试验,给出了启门力过程线,支铰力及其脉动值,以及临界空穴数与阀门开度的关系曲线等。在下闸首人字门启闭力试验部份,给出了人字门启闭动水阻力矩曲线及门前后水位差与启闭时间的关系曲线,提出了采用变速方式启闭闸门的建议。在原型观测初步成果部份,介绍了81年5～6月份船闸试运转期间,对于闸室输水水力特性、廊道压力、船舶系缆力、以及反弧门启闭力等的观测结果,并与相应的模型试验值作了比较,两者颇为一致。     

贵港航运枢纽二线船闸输水系统水力学试验

贵港航运枢纽位于贵港市上游6.5 km处西江郁江河段,船闸设计有效尺度280 m×34 m×5.6 m(长×宽×门槛水深),采用闸墙长廊道多支管分散输水系统形式,设计最大水头14.1 m.通过对输水系统水力特性、廊道压力、闸室和上下游进出口流态、船舶(队)系缆力的观测,提出了上闸首阀门后廊道高程、闸室三明沟消能等部位的合理布置方案,杜绝了充水过程中的门后检修门井掺气,进一步均匀闸室内横向水流分配,使得设计船(队)舶的泊稳条件更好地满足规范要求.研究表明采用闸墙长廊道多支管输水型式是可行的.     

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。     

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.     

乌江银盘船闸输水系统设计与试验研究

银盘船闸等级为Ⅳ级,采用单线单级船闸布置形式,最高运行水头35.12 m,建成后将是国内水头最高、世界水头第三的单级船闸.简要介绍了输水系统设计中重点研究解决的几个关键问题.通过对输水系统合理的布置,采用的阀门段廊道体型及淹没深度、通气等措施,较好地解决了阀门底缘及阀门段廊道防空化技术难题.     

叶坊船闸输水系统水工模型试验

本试验通过对初设输水廊道的模型预演试验结果和分析,提出了修改廊道布置及其尺寸、降低进口高程,增加淹没水深和修改消能室布置的建议。     

泰州引江河高港二线船闸输水系统布置及水力计算分析

结合高港二线船闸工程具体条件,按照《船闸输水系统设计规范》的要求,研究确定了船闸短廊道和三角门门缝联合输水的输水系统型式及具体布置方案,计算分析了充泄水阀门开启方式,通过建立船闸联合输水数学模型计算了闸室输水水力特性.结果表明,确定的船闸输水系统布置及阀门开启方式是合适的,相关水力指标满足规范及设计要求;设计的消能工布置适合高港二线船闸工程特点,可获得较好的闸室水流条件;同时根据水力特性计算结果提出了阀门启闭系统设计建议.     

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。     

富春江七里泷航道第二通道工程船闸输水系统布置

根据富春江七里泷航道第二通道工程船闸及其上游通航隧道总体布置的特点，按照《船闸输水系统设计规范》的要求，确定了船闸的输水系统型式，并计算了输水阀门处廊道断面的面积；推荐了通航船闸输水系统的布置及关键尺寸．     

桥巩船闸工作阀门抑制空化措施与原型试验

桥巩水电站船闸等级为Ⅳ级,输水系统型式为闸底长廊道侧支孔出水,明沟消能。输水系统工作阀门采用平板门,其工作水头超过国内已建船闸,阀门空化问题非常复杂。通过原型试验,对阀门廊道体型和布置进行了优化,采用小门槽型式,解决门槽空化问题;缩小阀门下游面板与门楣的间隙,实现门楣自然通气;结合“阀门后底突扩＋顶突扩”的新型廊道体型,改善了阀门底缘水流流态,有效地抑制了阀门底缘的空化。首次提出了可以实现自然通气的台阶状跌坎布置型式。跌坎通气后形成的掺气水流,不仅覆盖了跌坎空化溃灭区域,抑制了跌坎空化;而且还延伸至升坎区域,对突扩廊道底板及升坎亦能起到一定的保护作用。     

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。     

葛洲坝船闸水力学原、模型试验比较

本文根据葛洲坝三座船闸原、模型试验资料,对船闸输水系统的水力特性、船只系缆力、阀门后廊道压力、水流空化噪声、阀门启闭力、阀门振动等问题作了综合分析比较。结果表明,原型充泄水时间比模型短,阀门后廊道顶板压力比模型低。文中所得到的结果对科研设计有参考意义。     

高水头船闸输水系统布置的若干局部型式

本文主要针对我国已经建造的几座高水头船闸输水系统的取、泄水口,阀门段廊道、分流口闸室支廊道出水孔布置类型进行综合评述,为今后设计提供参考经验。     

红水河桥巩水电站船闸设计

红水河桥巩水电站船闸设计水头为24.6 m,属高水头船闸,船闸输水廊道工作阀门采用平板门,突破了平面阀门在船闸的应用范围。重点介绍了桥巩船闸的主要技术特征、船闸建筑物总体布置、输水系统等方面的设计,并对船闸输水系统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。     

昭平水电站船闸槛下分散输水系统水力特性研究

叙述了我国第一座采用槛下闸底廊道二区段出水的分散输水系统船闸－广西昭平电站船闸（水头２０ｍ，闸室有效尺寸为６０ｍ×８ｍ×１．５ｍ）１：２０输水系统水工整体模型及１：１６阀门段减压模型试验成果，并对闸室输水水力特性及船舶停泊条件、空腹式输水阀门廊道段的水力特性，包括阀门的阻力系数、收缩系数、阀门后水流收缩断面的最低压力以及阀门的空化特性和减免空蚀措施等方面作了介绍。原型运转表明，该船闸水力条件令人满意。     

三峡船闸输水系统防淤设计

针对三峡船闸输水系统布置特点,重点介绍了通过控制孔口和廊道内流速大于泥沙起动流速,对进水箱涵采用变断面型式,进水孔高低错开布置,利用闸室内分支廊道的剩余压力,在其首尾布置冲淤廊道,实现全闸室出水的一套防淤体系设计。经模型试验验证,取得了在满足进流均匀性的同时减少泥沙淤积的满意效果。这种首创的与船闸输水系统设计相结合的防淤体系技术,可供建在多沙河流上的船闸输水系统设计借鉴。     

美国下葛兰奈特船闸的原型观测

下葛兰奈特船闸是陆军工程师团沃拉沃拉工区设计的,并取得了水工模型试验的验证.该闸闸室宽86英尺,长675英尺,设计水头105英尺。该闸的输水廊道布置,首次采用底部纵向输水廊道系统。此种输水系统是唯一能够满足高水头船闸快速和安全充水要求的。它的基本原理是:运用一侧或二侧输水廊道阀门,均可使水流平稳、均匀地进入闸室。1975年船闸工程竣工并投入了运转。现场原型试验表明,除充泄水时间较快和掺气较多外,其充水特性与模型试验的非常接近。阀门操作稳定、平静,没有发生过去修建的高水头船闸发生过的巨大爆破声响。