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广西柳江红花水利枢纽二线船闸工程是在已建红花水利枢纽及一线船闸基础上的扩建工程,受现有枢纽布置及枢纽区河势地形等条件的影响,二线船闸工程上下游引航道口门区通航水流条件为非恒定流,流态复杂,表现为斜向水流和大面积的回流。当船舶进、出引航道口门区时,回流和斜向流动会使其发生横漂和扭转,严重时将会出船只现失控事故,影响通航安全。因此,引航道口门区的水流条件涉及船舶航行安全和通航效率的问题,研究非常必要。
本文研究采用比尺为1∶100枢纽整体物理模型并结合自航船模航行试验对红花水利枢纽二线船闸工程方案的通航水流条件进行了研究,并提出有效的改进措施。主要研究内容和成果如下:
1.通过对广西柳州红花水电站枢纽工程进行水工模型试验,发现:(1)在现状一线船闸布置条件下,受上游河道弯道及局部地形的影响,一线船闸上游航线上存在泡漩、较大的横流等严重影响航行安全的不利水力条件。(2)二线船闸布置方案中,上口门距离上游航线弯道末端仅约800m,仅是船队长度的4倍左右,口门区存在较大的横流,难以保证过闸船舶安全。为此,试验研究比较多个方案后,提出两个方案:(1)缩短上引航道一二线船闸间的隔堤长度,使口门区位置相对下移,避开了恶劣流态区;(2)采用上游设置导流顺坝、并对左岸突嘴下游的深潭区进行回填局部抬高航道高程的措施对上引航道口门区水流条件进行了调整;(3)下引航道比较了三种不同长度隔流堤布置试验,提出采用长隔流堤布置方案。
2.通过对调整方案布置进行水工模型试验研究表明:在流量Q≤14100m3/s下,上下游引航道口门区水流条件基本满足要求;Q>14100m3/s流量后,由于流速的增大,上下游引航道口门区水流条件显著恶化,建议最大通航流量不超过14100m3/s。
3.通过自航船模验证试验,结果表明,在Q≤14100m3/s流量下,进出闸船舶可顺利通过上下游引航道口门区,二线船闸通航建筑物整体布置方案合理。
本文研究采用比尺为1∶100枢纽整体物理模型并结合自航船模航行试验对红花水利枢纽二线船闸工程方案的通航水流条件进行了研究,并提出有效的改进措施。主要研究内容和成果如下:
1.通过对广西柳州红花水电站枢纽工程进行水工模型试验,发现:(1)在现状一线船闸布置条件下,受上游河道弯道及局部地形的影响,一线船闸上游航线上存在泡漩、较大的横流等严重影响航行安全的不利水力条件。(2)二线船闸布置方案中,上口门距离上游航线弯道末端仅约800m,仅是船队长度的4倍左右,口门区存在较大的横流,难以保证过闸船舶安全。为此,试验研究比较多个方案后,提出两个方案:(1)缩短上引航道一二线船闸间的隔堤长度,使口门区位置相对下移,避开了恶劣流态区;(2)采用上游设置导流顺坝、并对左岸突嘴下游的深潭区进行回填局部抬高航道高程的措施对上引航道口门区水流条件进行了调整;(3)下引航道比较了三种不同长度隔流堤布置试验,提出采用长隔流堤布置方案。
2.通过对调整方案布置进行水工模型试验研究表明:在流量Q≤14100m3/s下,上下游引航道口门区水流条件基本满足要求;Q>14100m3/s流量后,由于流速的增大,上下游引航道口门区水流条件显著恶化,建议最大通航流量不超过14100m3/s。
3.通过自航船模验证试验,结果表明,在Q≤14100m3/s流量下,进出闸船舶可顺利通过上下游引航道口门区,二线船闸通航建筑物整体布置方案合理。