彎曲河段樞紐下游引航道通航水流條件研究——瀟湘樞紐下引航道通航水流改善方法研究.pdf

1、受樞紐建筑物布置、樞紐泄水、彎曲河道邊界條件以及彎道水流特征等方面的影響，布置于彎曲河段上的船閘樞紐下引航道在距樞紐泄水段較近時(shí)，其口門(mén)區(qū)附近的水流條件將十分不利。此時(shí)，下引航道口門(mén)區(qū)附近的水流條件不僅受到過(guò)水?dāng)嗝嫱粩U(kuò)產(chǎn)生的斜向流和河道與引航道之間動(dòng)靜水結(jié)合產(chǎn)生的回流的影響，還受到彎道中螺旋水流及彎道水流其他特點(diǎn)的影響。下引航道口門(mén)區(qū)附近出現(xiàn)強(qiáng)度大、范圍廣的斜向流與回流，通航水流條件較差，影響船舶的安全通航。
　　當(dāng)大壩下泄流量較

2、小時(shí)，上下游水位差較大且下游河道的水深較小，下泄水流對(duì)下游水體的影響較大，受河道邊界條件和通航建筑物邊界條件的影響，在口門(mén)區(qū)附近出現(xiàn)斜向流和回流。隨下泄流量的增大，下泄水流整體具有的能量也隨之增大，流速增大，對(duì)下游水體的擾動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)受到邊界條件的影響也增強(qiáng)，水流沖擊口門(mén)區(qū)作用明顯，口門(mén)區(qū)附近的水流條件將進(jìn)一步惡化。流量增大到一定程度時(shí)，樞紐閘門(mén)敞泄，對(duì)于低水頭樞紐所在河段則演變?yōu)轭?lèi)天然河道狀態(tài)，而此時(shí)，彎道水流特征凸顯，口門(mén)區(qū)通航水流

3、條件依然存在諸多問(wèn)題?？傊瑹o(wú)論流量大小，彎曲河段樞紐船閘下引航道口門(mén)區(qū)附近通航水流條件均不理想，以至對(duì)船舶安全通航造成影響。
　　為消除下引航道口門(mén)區(qū)附近不利水流條件對(duì)船舶安全航行的影響，通過(guò)了解分析其水流條件特點(diǎn)，利用流體力學(xué)的原理并結(jié)合水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提出了將傳統(tǒng)的連續(xù)導(dǎo)航墻加透空式導(dǎo)航墻的導(dǎo)航建筑物結(jié)構(gòu)同設(shè)置在導(dǎo)航墻末端外側(cè)的挑流墩建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合的綜合整治措施。依托瀟湘樞紐數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)和整體物理模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，可知通過(guò)采用

4、布設(shè)挑流墩的綜合整治措施后，調(diào)順了水流流向，將整治措施布置在航道外側(cè)，使得工程對(duì)原河道水流的擾動(dòng)點(diǎn)位于航道范圍以外，利用挑流墩的阻擋作用，即能加劇河道內(nèi)水流的紊動(dòng)、增強(qiáng)水體的相互碰撞、削弱了水體能量，又能在挑流墩的背水面減小水流速度、形成緩流水域，從根本上消除口門(mén)區(qū)附近的回流與斜向流，改善了通航水流條件，最大限度地滿(mǎn)足了船舶安全通航的要求。
　　采用挑流墩改善船閘樞紐通航水流條件的方法較為新穎，為提高其適用性，本文通過(guò)建立數(shù)學(xué)概化