船闸——通航隧道系统水力特性分析研究

论文摘要

目前我国许多通航江河流上的水电站闸坝已成为航运发展的瓶颈,随着经济的发展和对内河航运需求的不断增长,采开辟通航隧道与设置船闸组合的过坝方式是解决碍航闸坝通航问题的一种切实可行的方法,我省在富春江七里泷航运瓶颈改造工程可行性研究中率先提出这种方案。但船闸灌泄水引起的水流及水面震荡波将影响到与船闸上游引航道相连接的隧道内船舶的安全航行问题,因此对船闸输水系统的布置、水力参数及隧道内水力特性的分析研究和试验工作是非常关键的,可为具体设计方案提供科学依据。本论文结合富春江七里泷第二通道工程实例,研究船闸与通航隧道相连接状况的系统水力特性,论文包含的主要内容及创新点有:1、论文通过船闸输水系统布置、输水阀门的开启方式、输水时间分析的基础上,通过建立合理的数学模型方法,计算分析船闸输水水力特性及通航遂道内非恒定水流条件和水力特征值,如断面流速、水位,沿程水面波动等,初步估算船闸灌水时通航遂道内的水流条件。2、通航隧道的水力特性计算值与模型试验值较为吻合,表明系统水力计算的数学模型及方法是合理的;同时根据隧道内满足安全通航的水力特征值要求,对设计方案提出改进建议。3、船闸引航道与通航隧道直接相连接的设置方式在国内外尚无先例,对船闸输水引起的隧道内水力特性的计算分析具有工程实际应用价值,同时对我国碍航闸坝问题的破解具有重要的示范作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和主要内容
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 论文研究内容及方法
• 2 船闸输水系统型式及布置
• 2.1 输水系统的组成和作用
• 2.2 船闸输水系统的分类
• 2.3 输水系统的布置要求
• 2.4 工程基本资料
• 2.5 本章小节
• 3 船闸——通航隧道水力计算原理及方法
• 3.1 船闸输水水力计算原理及方法
• 3.2 通航隧道（明渠）水力计算原理及方法
• 3.2.1 明渠非恒定流的基本特性及分类
• 3.2.2 通航隧道明渠非恒定流计算原理
• 3.3 本章小节
• 4 船闸——通航隧道水力特性计算分析
• 4.1 船闸输水系统计算
• 4.1.1 输水系统布置
• 4.1.2 输水系统基本水力参数的确定
• 4.1.3 充、泄水水力特性计算
• 4.2 通航隧道（明渠）水力特性计算
• 4.2.1 计算区域和参数选取
• 4.2.2 计算工况
• 4.2.3 计算成果
• 4.3 本章小节
• 5 船闸——通航隧道水力特性模型试验研究
• 5.1 模型试验
• 5.1.1 船闸——通航隧道整体物理模型的建立
• 5.1.2 物理模型试验仪器设备
• 5.1.3 水力特性物理模型试验成果
• 5.2 水力特性计算与模型试验结果的比较
• 5.3 隧道通航水流条件讨论
• 5.3.1 通航水流条件的标准
• 5.3.2 隧道通航水流条件的改善措施
• 5.4 本章小节
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢