草街航电枢纽船闸引航道优化布置研究

论文摘要

重庆草街航电枢纽是嘉陵江梯级渠化中规模最大的航电枢纽工程,是国家西部大开发的十大重点建设工程之一。该枢纽位于上下游弯道的过渡段,枢纽总体及船闸引航道布置困难,枢纽规模大、船闸水头高、泄洪单宽流量大、坝址河道较窄、河势复杂,枢纽通航条件及总体布置方案是工程建设中的关键问题。本文以国家重点工程项目重庆草街航电枢纽工程为依托,采用现代先进试验技术,通过物理模型试验,结合计算分析和类似工程原型观测成果,对该航电枢纽的船闸引航道布置进行了研究,主要工作和研究成果如下：（1）通过对一线和二线船闸引航道布置及引航道口门区通航水流条件的研究,提出了部分切除方家石盘,平顺岸线,开挖象鼻山突咀,调整引航道布置及优化闸门调度等多种措施,改善了枢纽的通航条件。（2）研究了导航墙长度堤头型式对通航条件的影响及改善措施,通过试验对四种导航墙长度,即4L、3L、2L、1L（L—船队长）进行了比较,从压缩回流区范围,减小横流强度,改善口门区流态等综合因素考虑,提出草街船闸上引航道宜采用180m导航墙和6个圆柱导航墩的结构形式,下引航道导航墙采用开孔尺寸5m×10m（宽×高）间隔5m的布置形式,得出开孔率为0.27的较好。（3）结合模型试验对枢纽最高通航流量进行了研究,论证并提出了适合山区河流特点的草街枢纽最高通航流量,既满足了通航要求又可减少工程投资。（4）在船闸上下游引航道口门区的通航水流条件满足《内河通航标准》GB50139-2004和《船闸总体设计规范》JTJ305-2004规定的口门区纵横向流速范围的基础上,提出了进一步改善通航条件的措施。综合分析一线及一线和二线船闸上下游引航道通航水流条件,认为草街航电枢纽最高通航流量能够从15000m3/s提高到20000m3/s,船舶可安全进出船闸。本项目主要研究成果已在工程建设中得到应用,节省了工程投资,经济和社会效益十分显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据与研究意义
• 1.1.1 草街航电枢纽的重要性
• 1.1.2 草街航电枢纽的复杂性
• 1.2 研究现状分析
• 1.2.1 通航水流条件研究现状
• 1.2.2 通航改善措施及影响因素
• 1.3 研究方法及主要内容
• 第二章 草街航电枢纽概况
• 2.1 依托工程概况
• 2.1.1 工程河段的河道特点
• 2.1.2 工程河段水文泥沙特征
• 2.1.3 草街航电枢纽的工程概况
• 2.2 通航条件及其影响因素
• 2.2.1 水流速度与水位变化对通航的影响
• 2.2.2 航道泥沙淤积对通航的影响
• 2.3 通航建筑物的选型与布置
• 2.3.1 通航建筑物的选型
• 2.3.2 通航建筑物的布置
• 2.4 本章小结
• 第三章 模型试验方案与设计
• 3.1 模型试验的基础资料
• 3.1.1 试验依据资料
• 3.1.2 遵循的通航要求
• 3.2 试验模型设计与相似性验证
• 3.2.1 模型设计
• 3.2.2 几何相似性验证
• 3.2.3 水面线验证
• 3.3 试验研究的主要内容
• 3.4 本章小结
• 第四章 船闸引航道优化布置及通航模型试验
• 4.1 一线船闸引航道优化布置及通航水流条件
• 4.1.1 优化方案布置及通航条件
• 4.1.2 船模航行验证试验
• 4.1.3 优化方案试验成果
• 4.2 二线船闸引航道优化布置及通航水流条件
• 4.2.1 二线船闸规划方案上下引航道布置
• 4.2.2 二线船闸规划方案上下游引航道水流条件试验
• 4.2.3 二线船闸引航道优化方案布置及通航水流条件试验
• 4.2.4 进一步改善通航条件以提高通航流量
• 4.3 导航墙长度及堤头型式与通航条件
• 4.3.1 上游引航道导航墙长度及堤头型式对通航条件的影响
• 4.3.2 下引航道导航墙长度和堤头形式对通航的影响
• 4.4 枢纽泥沙淤积试验与通航条件
• 4.4.1 试验目的及指标
• 4.4.2 试验方案及试验水沙条件
• 4.4.3 试验研究成果分析
• 4.4.4 影响分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 成果分析与综合效益评价
• 5.1 解决的通航问题
• 5.1.1 最高通航流量的确定
• 5.1.2 闸门开启方式的确定
• 5.1.3 过闸船队规模的确定
• 5.2 综合效益评价
• 5.2.1 优化方案产生的经济效益
• 5.2.2 优化方案产生的社会效益
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果