北塘河船闸平面中枢卧倒门门后流态试验研究

论文摘要

近年来,很多城市为美化环境、改善生态,给居民提供舒适的休闲娱乐空间,兴建了许多“亲水”、“见水”的城市景观水利工程。平面中枢卧倒门是一种新型的卧倒门,其既具备了常规下卧门的优点,又解决了下卧门难出槽检修、易水下淤积的问题。这种闸门结构型式对城市景观水利工程有较强的应用价值、重要的借鉴价值和良好的推广应用前景。本文以常州市北塘河船闸工程中枢卧倒门为例,从物理模型试验入手,对中枢卧倒门门后流态进行了研究,提出科学、合理的闸门开启制度,使其满足工程安全运行要求。文中阐述了闸门的作用、分类以及几种典型闸门的优缺点,并就现阶段国内外下卧式闸门发展状况进行了总结。为验证工程枢纽的安全可行,按重力相似准则建立工程整体模型,选择合理可靠的量测仪器,分别对船闸上、下闸首正、反共计7个工况的门后流态分别进行了试验研究,测得了各工况闸门线性开度与断面平均流速的对应关系曲线以及闸门后扩散段3个测速断面的流速分布,并结合观察对门后水流流态进行了分析。本文的研究成果为工程设计提供了可靠的设计依据,不仅适用于常州市北塘河船闸工程,对同类型的其他工程也有很好的借鉴价值和良好的推广应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 我国城市水利的现状
• 1.1.2 传统船闸的缺陷与城市景观水利建设的矛盾
• 1.2 闸门概述
• 1.2.1 闸门的作用
• 1.2.2 闸门的组成
• 1.2.3 闸门的分类
• 1.2.4 几种典型闸门的优缺点
• 1.2.5 平面中枢卧倒门的特点
• 1.2.6 平面中枢卧倒门需要解决的问题
• 1.3 研究现状
• 2 船闸基本资料
• 2.1 工程概况
• 2.2 水位资料
• 2.2.1 特征水位
• 2.2.2 船闸消能水位组合
• 2.2.3 闸门开启水位组合
• 3 模型试验的设计与量测仪器
• 3.1 水工模型试验的意义
• 3.2 物理模型实验基本理论
• 3.2.1 相似准则
• 3.2.2 水工模型相似定律
• 3.2.3 水工模型定律应用的限制条件
• 3.3 模型设计与制作
• 3.3.1 模型试验范围
• 3.3.2 模型材料
• 3.3.3 模型布置
• 3.4 测量方法及设备
• 3.4.1 测量方法
• 3.4.2 测量设备
• 4 船闸模型试验研究与分析
• 4.1 船闸试验工况设计
• 4.2 船闸下闸首试验研究成果及分析
• 4.2.1 闸门开启速度0.8m/min
• 4.2.2 闸门开启速度1.0m/min
• 4.2.3 闸门开启速度1.1m/min
• 4.2.4 下闸首试验分析
• 4.3 船闸上闸首试验研究成果及分析
• 4.3.1 闸门开启速度1.0m/min
• 4.3.2 上闸首试验分析
• 5 结论与展望
• 5.1 结论与建议
• 5.2 展望
• 附件
• 参考文献
• 致谢