沅水桃源枢纽左岸船闸桥区船模通航条件试验研究

沅江大桥通航环境十分复杂,原大桥通航孔布置不合理,严重制约了桃源枢纽二线船闸扩建工程建设。针对桥区通航条件差的问题,对其左岸桥梁通航孔布置方案进行船模试验研究,采用定床河工模型和小尺度船模试验相结合,并从船模试验的舵角、漂角和航速等航行参数进行综合分析,结果表明:在相同通航总净宽的情况下,双孔双向要优于双孔单向;桥梁通航孔右移可降低一线船闸船舶下行过桥难度,但会增加二线船闸船舶上行过桥的难度。建议左岸新建桥梁通航孔净宽应不小于220 m,桥位相比于现状桥梁右移约75 m,采用双孔双向,两线船闸分槽航行的方式。

船闸单侧闸墙主廊道输水系统岔管水动力特性研究

船闸单侧闸墙主廊道输水系统具有结构简单、开挖量小、工程投资省等优点,在河谷狭窄、边坡陡峭等地形受限地区具有明显的技术优势,但工程应用难点之一在于如何保证廊道内断面流速的均匀性,避免出现严重的偏流、脱流现象。依托嘉陵江草街二线船闸工程,采用通用CFD软件FLUENT,对船闸单侧闸墙主廊道双阀门输水系统布置中的岔管水动力特性进行较为详细的研究,探讨岔管分岔角、墩头曲线形式以及外壁曲线形式对岔管水力特性的影响,提出外壁采用正弦曲线,内壁采用圆弧-直线-圆弧形曲线的单侧输水廊道阀门段岔管布置体形,可为类似工程设计提供参考。

西津二线船闸阀门段空化特性及抑制效果

针对船闸阀门段空化问题,以新建的西津二线船闸为例开展原型观测研究,观测表明:充泄水阀门采用设计阶段阀门模型推荐的门楣体型,原型中实现了门楣自然通气,充泄水阀门双边开启最大通气量分别为0.11、0.17 m^(3)/s。门楣通气抑制阀门段空化效果显著,整个阀门开启阶段,闸顶未听见不通气存在的明显的空化泡溃灭声及雷鸣声;与不通气相比,门楣通气后充泄水阀门双边开启过程中空化噪声强度平均降低60%、82%;充泄水过程中,闸顶声级计在开阀期间所采集的平均噪声分别为68、79 dB;门楣通气后,阀门吊杆振动得到明显改善。防空化措施能够有效保护阀门及阀门段廊道免受空蚀侵害,保障船闸安全高效运行。

西津二线船闸输水系统水力特性原型观测

输水系统是船闸的重要组成部分之一,西津二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,为确保西津二线船闸能够安全高效运行,试通航前,通过在闸室、阀门井、检修门井、上(下)闸首人字门前后和上游引航道等部位布置水位计,各输水阀门及人字门有杆腔、无杆腔布设油压传感器,对船闸输水系统水力特性、阀门启闭特性及人字门启闭特性进行综合监测、调试与分析,提出合理的运行方式。结果表明:在推荐的运行方式下,惯性超高(降)基本控制在0.10 m之内,大幅改善人字门及活塞杆受力条件,保障船闸的安全运行和高效通航。

西津水利枢纽二线船闸总体布置方案

西津水利枢纽位于C形弯曲河段,枢纽两岸为高耸山体,受已建设施安全及运行条件限制,二线船闸闸位选择和平面布置难度较大。在总结类似工程建设经验的基础上,根据西津水利枢纽工程特点,针对性提出闸位选址原则,从已建枢纽设施安全与功能影响、船闸工程通航水流条件、工程占地和拆迁面积、施工方案、运行管理便利性、开挖工程量与工程投资等方面,采用定性分析与定量计算相结合对二线船闸闸位方案进行多方案比选。结合物理模型试验研究,优化上下游隔流堤长度,改善上下游引航道口门区通航水流条件。经现场运行检验,推荐方案船闸通过能力能够满足设计要求,达到高效通航的目标。提出的闸位选址原则和研究方法可为类似高水头库区船闸总体布置提供借鉴。

古顶水利枢纽二线船闸下引航道布置物理模型试验研究

多线船闸布置中引航道口门区及连接段通航水流条件是一个重要的研究课题。以古顶水利枢纽二线船闸通航水力学试验为例,研究古顶二线船闸在修建背景下,船闸下引航道口门区及连接段通航水流情况。试验结果表明,口门区及连接段回流及横流流速超标。因此,从布置导航墙、疏浚引航道连接段两方面着手,提出多种优化布置方案,并推荐布置70m外挑导航墙(50m直墙+20m外挑)和疏浚连接段相结合的方式。研究成果为古顶水电站二线船闸的优化布置提供了参考。

西津水利枢纽二线船闸下引航道布置方案对比

西津水利枢纽二线船闸工程对发展西江航运和流域经济具有重要作用。为研究二线船闸布置方案与原一线船闸布置的相互影响,采用水工模型试验研究二线船闸下引航道两类不同布置方案下的水流条件,通过分别测定一、二线船闸下引航道口门区纵、横向及回流流速三项指标,并进行对比分析得知:一、二线船闸下引航道口门区采用共用布置方案时,在中洪水流量情况下,口门区内横向及回流流速难以满足规范要求;当采用下引航道口门区分开布置形式时,二线船闸下引航道口门区多项流速在各级通航流量下基本满足规范要求。

京杭运河万年闸复线船闸平面布置方案

受一线船闸、桥梁、泄水闸、调水泵站和防洪大堤等已建建筑物的制约,京杭运河万年闸复线船闸的平面布置条件较为复杂。船闸平面布置时结合既有建筑物的限制条件、船闸通航条件、相邻建筑物的安全和正常运行、船闸运行管理、工程协调美观性、施工条件以及工程投资等方面对闸位进行比选,确定最优的船闸闸位方案,在引航道布置时结合设计船型的实际情况和一线船闸引航道的现状条件采用弹性停泊段和共用靠船墩等创新方案,对在工程集中区域布置多线船闸具有借鉴意义。

桂平航运枢纽二线船闸平面布置研究

为配合桂平航运枢纽二线船闸工程设计,采用定床物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的研究手段,对桂平二线船闸工程布置进行研究,分析和论证设计方案的合理性。通过工程河段水流特性、枢纽调度对上、下游水流条件影响的模型试验,分析了工程河段水流特性,研究了二线船闸上下游引航道口门区和连接段航道通航水流条件和船舶航行条件,修改完善了设计方案,并最终确定了桂平二线船闸合理可行的工程布置方案。

清远水利枢纽新建二线船闸对北江下游河势稳定影响试验研究

在现有水利枢纽建设二线船闸受原有建筑物安全、地形空间等诸多因素限制,二线船闸建设对水流条件及河势稳定的影响较为复杂。该文通过定床物理模型试验,开展了清远水利枢纽船闸新建二线船闸对北江干流河势稳定影响的模型试验研究,各级洪水流量下二线船闸建设后流场基本无变化,水动力轴线的位置基本保持不变,引起河道主要汊道分流比的改变较小。工程建设对该河段总体河势稳定影响不显著,但坝下左侧长丁坝完全拆除,对枢纽与烂柴洲之间河段的河势稳定将造成一定的影响,为了确保清远枢纽下游的河势稳定及北江大堤的安全,建议将不拆除坝下的长丁坝,注意加强烂柴洲现有护岸工程的监测。

木京水利枢纽二线船闸通航水流条件的试验研究

木京水利枢纽现有船闸规模较小,随着东江航运的发展,已不能满足未来航运的需求,为此拟新建二线船闸。其所在河段为大弯曲河道,导致通航水流条件非常复杂。通过定床物理模型试验,研究船闸在各种工况下的通航水流条件,根据试验结果对船闸布置方案进行优化,提出同时满足通航要求和防洪要求的船闸布置方案以及最高限制通航流量,成果为木京水利枢纽船闸设计提供了重要技术支撑,可供同类工程参考和借鉴。

“限时服务规则”下的复线船闸多目标调度优化

针对现有船舶过闸排队规则的欠缺,基于“限时服务规则”,构建复线船闸多目标双层优化调度模型:上层模型用于获得两个闸室安全区域的船舶排布可行方案;下层模型用于获得不同船舶排布可行方案的优化闸次数。下层模型分两个阶段完成:对符合“限时服务规则”的船舶,构建以闸次最少为目标的0-1规划模型,获得此类船舶安排的闸次;对其余船舶按照“先到先服务规则”,构建以闸次最少、闸室利用率最大为目标的多目标决策模型,获得不同船舶排布可行方案应该安排的频次。以位于江苏省干线航道上的某复线船闸某日24小时内过闸船舶的数据为例,计算结果表明:采用本文优化模型获得的优化方案与“经验编排方式”相比,两座船闸各节约2个闸次,两个船闸的平均闸室利用率分别提高了3.66和4.72个百分点。

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。

湘江湘祁枢纽船闸下游引航道口门区通航水流条件影响及对策

湘江湘祁枢纽二线船闸是在已有建筑物岸侧增建的二线船闸,造成二线船闸引航道与主航道曲线连接。因一线船闸引航道的限制,且一线船闸与二线船闸轴距较短,使得拟建二线船闸上下游口门区及连接段通航水流条件较为复杂。因此,依托湘祁枢纽二线船闸扩建工程,采用1100定床水流物理模型试验,分析双线船闸下游引航道口门区通航水流条件。对泄水闸开启方式优化、二线船闸下游引航道隔水堤优化、电站下游右岸大堤优化、电站出流口下游河道局部疏浚等系列措施开展试验研究,提出了改善通航水流条件的优化措施。

已建枢纽破坝新建二线船闸防洪影响问题探讨——以清远枢纽为例

清远水利枢纽新建二线船闸工程涉及破坝施工,其防洪问题,涉及到新建工程在施工期及运行期对已建枢纽的安全影响及河道防洪影响的问题。该文从水务管理角度,提出在论证该类建设项目的防洪影响问题时,应重点关注水行政主管部门关心的4个问题:1是否对现有水利枢纽安全造成不利影响;2是否降低附近水利工程的防洪标准;3是否对现有河势造成不利影响;4是否对第三人合法水事权益造成影响。鉴于破坝工程的特殊性,应采用综合的研究手段,运用岩土渗流、抗滑稳定计算方法、有限元数值模型等手段研究破坝对已有枢纽的影响及基坑开挖的安全;运用物理模型试验的手段研究工程对河势影响及对现有水利工程防洪水位的影响。该文成果可为类似已建枢纽新建二、三线船闸的水行政管理、审批提供参考。

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。

万安枢纽二线船闸平面布置方案

万安枢纽二线船闸平面布置综合考虑了邻近建筑物结构安全稳定、通航水流条件、施工条件、征拆及土石方开挖等影响因素,比选出布置在一线船闸右岸且在坝顶公路桥中心线处一、二线船闸轴线间距为230 m的方案。通过数模与物模试验对上、下游引航道通航水流条件进行分析与优化,提出延长二线船闸上游引航道停泊段、一、二线船闸共用部分停泊段,并在转弯处加宽上引航道底宽、加深疏浚,延长一线船闸与泄水闸之间的隔流堤,采用全旁侧泄水形式等措施,改善了上、下游引航道通航水流条件,可为类似高水头库区船闸平面布置提供借鉴。

红花二线船闸平面布置方案

在已建船闸旁增建二线船闸,应综合考虑相邻建筑物安全性、通航水流条件、施工条件及工程投资等因素。以红花二线船闸平面布置为例,在分析已建枢纽布置及结构物特点的基础上,确定二线船闸工程建设目标。重点论述二线船闸建设时选址及平面布置思路及方法,并对不同方案进行技术经济方案比选,对增建二线船闸工程的项目具有借鉴意义。

大源渡二线船闸总体布置方案

为解决丘陵地区复杂地形条件下既有枢纽建筑对扩建二线船闸的制约影响,从理论上分析设计条件,并通过物理模型验证,提出适合弯曲河段的船闸总体布置方案和保障通航能力的技术措施。该船闸总体布置方案和相关技术措施可为湘江流域后续二线船闸建设提供借鉴。

湘祁二线船闸平面布置方案及设计优化创新

扩建二线船闸应综合考虑地形、施工、通航、征拆、投资等制约因素。以湘祁二线船闸工程为例,重点论述二线船闸设计原则、选址及平面布置思路及方法,比选得出布置在一线船闸左岸、两闸轴线间距80 m、船舶直进曲出的方案。通过物理模型试验对口门区通航水流条件进行分析与优化,提出延长上、下游隔流墙、疏浚电站下游河床、优化调度方式等措施,改善了口门区水流条件。针对浮式检修门库、靠船墩、隔流墙,提出了具有较强通用性的创新与优化设计理念。