雙線船閘共用下引航道錯(cuò)峰運(yùn)行方案優(yōu)化研究.pdf

1、近年隨著水運(yùn)蓬勃發(fā)展，原建單線船閘過(guò)閘能力已達(dá)飽和，多采用擴(kuò)建的方式興建共用引航道的多線船閘。雙線船閘共用下引航道同時(shí)同步泄水時(shí)，由于水體波動(dòng)的疊加，會(huì)造成水位變幅是單線船閘泄水時(shí)的兩倍，產(chǎn)生的動(dòng)水作用力更不利于引航道內(nèi)船舶的通行與停靠，問(wèn)題更為突出。學(xué)者們對(duì)單線船閘的具體工程進(jìn)行了一系列研究，基本掌握了船閘泄水時(shí)，引航道內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)機(jī)理及規(guī)律，但針對(duì)雙線船閘共用引航道水流條件的優(yōu)化措施研究并不多。本文依托白石窯水利樞紐，通過(guò)二維數(shù)值模擬

2、，研究雙線船閘共用下引航道時(shí)下引航道內(nèi)水流條件錯(cuò)峰運(yùn)行的優(yōu)化措施。
　　首先對(duì)引航道內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行了分析，在充分了解水力特性的影響因素基礎(chǔ)上，制定了三個(gè)優(yōu)化措施:(1)、雙線船閘錯(cuò)時(shí)泄水;(2)、改變閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間;(3)、雙線船閘錯(cuò)距布置。研究并分析三者與下引航道內(nèi)水位變幅、最大流速之間的關(guān)系。研究成果如下:
　　1、利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證比較，證明本文所建立的二維數(shù)學(xué)模型是可行的，可以準(zhǔn)確模擬船閘泄水時(shí)下引航道

3、內(nèi)的水流運(yùn)動(dòng)。
　　2、雙線船閘錯(cuò)時(shí)泄水。利用水流波動(dòng)原理，雙線船閘錯(cuò)時(shí)泄水可避免波峰疊加，從而減小瞬時(shí)最大流量，對(duì)最大水位變幅及最大流速都有優(yōu)化作用。本文計(jì)算分析了相對(duì)錯(cuò)時(shí)因子Tr為0.1～1.4時(shí)，各工況引航道內(nèi)的水流條件。得出Tr＜0.6時(shí)，水位變幅及最大流速都隨著雙線船閘錯(cuò)開(kāi)泄水時(shí)間的增大而減小。Tr＞0.6后，水位變幅及最大流速都隨著雙線船閘錯(cuò)開(kāi)泄水時(shí)間的增大有變大的趨勢(shì)。由此可知，最優(yōu)錯(cuò)開(kāi)泄水時(shí)間為T(mén)r=0.5～0.7

4、。
　　3、改變閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間。隨著閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間增加，泄水瞬時(shí)最大流量減小。本文對(duì)比分析了閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間為2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min的水流條件，得到水位變幅與最大流速與閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間成線性反向關(guān)系。但閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響船閘通行能力，閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間不宜超過(guò)8min。
　　4、雙線船閘錯(cuò)距布置。錯(cuò)距優(yōu)化與錯(cuò)時(shí)運(yùn)行原理相同，對(duì)下閘首錯(cuò)開(kāi)不同距離的工程措施進(jìn)行了研究后發(fā)現(xiàn)雙線船閘下閘首錯(cuò)距對(duì)閘