基于大藤峡水利枢纽单级船闸输水系统初步分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期水利水运工程学报No．42012年8月ANDENGD旺砸INGAug．2012大藤峡水利枢纽单级船闸输水系统初步分析覃业传，宣国祥，麦建清，李君(1．广西西江开发投资集团有限公司，广西南宁530028；2．南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，通航建筑物建设技术交通行业重点实验室，江苏南京210029；3．广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西南宁530011)摘要：大藤峡水利枢纽通航建筑物拟采用单级船闸方案，其设计水头及闸室规模均处于世界单级船闸前列，输水系统水力学问题尤

2、为突出，成为制约其单级船闸方案是否可行的关键因素．通过引入的相关输水能量指标参数，将大藤峡船闸单级方案与国内外典型高水头船闸进行了水力学综合比较，并对其引航道水流条件进行了初步分析．结果表明：国内外现有的船闸输水系统布置及取、泄水方案能够解决大藤峡船闸的相关水力学技术难题，采用单级布置方案是可行的，但需开展详尽深入的专题研究．关键词：大藤峡水利枢纽；船闸；水力学；可行性中图分类号：U641．32文献标志码：A文章编号：1009—640X(2012)04—007l一061工程概况大藤峡水利枢纽是红水河十级综合开发利用的最后一个梯级，坝址位于

3、桂平市上游约12km处的黔江河段，是一座集防洪、水资源配置、发电、航运及灌溉为一体的综合水利枢纽．大藤峡枢纽上游连接西南水运出海通道北线(都柳江)和中线(红水河)，下游连接西江航运干线，上、下游之间有很强的经济互补性，丰富的资源和大量的产品迫切需要水路运输．因此，大藤峡枢纽成为打造西江黄金水道、发展西江经济带的关键节点，同时也是推动西部地区优化流域经济布局和产业结构的重要支撑，其航运地位至关重要．在中水东北勘测设计研究有限责任公司和中水珠江规划勘测设计有限公司于2008年联合编制的《大藤峡水利枢纽工程项目建议书》¨中，建议大藤峡枢纽通航建

4、筑物规模按照二级航道、最大过闸船舶(队)为2000t级的Ⅱ级单级船闸设计，闸室有效尺寸为250m×23m×5．0m，船闸最大设计水头为38．61m(61．00～22．39m)，年单向设计通过能力为1664万t(下行)．在上述项目建议书的基础上，结合国家发改委批复及咨询评估意见，广西交通规划勘察设计研究院于2011年6月编制完成了《大藤峡水利枢纽航运功能定位及3000吨级船闸建设规模研究报告》J，最终建议大藤峡枢纽通航建筑物仍采用单级船闸布置，但闸室有效尺度调整为340m×34m×5．8m，船闸最大设计水头增加至40．94m(61．O0～2

5、0．06m)，年单向设计通过能力达到4249．6万t(下行)，可满足设计水平年(2040年)预测过闸货运量(下行4080万t)的要求．无论上述何种方案，大藤峡枢纽通航建筑物都拟采用单级船闸布置形式，其工作水头处于世界单级船闸的最高水平，闸室规模亦在高水头船闸中位居前列．因此，对大藤峡水利枢纽通航船闸采用单级布置方案带来的输水系统布置及其相关水力学问题进行技术可行性分析是十分必要的．收稿日期：2011—10—11作者简介：覃业传(1962一)，男，广西陆川人，高级工程师，硕士，主要从事水运工程建设、管理与研究工作E—mail：qinyech

6、uan@263．net学兔兔www.xuetutu.com72水利水运工程学报2012年8月2国内外巨型和高水头船闸现状随着内河航运事业的发展，通航船闸的尺度及水头逐渐增大，表1和表2列出了国内外部分巨型和高水头单级船闸的基本情况．表1国外部分巨型船闸特征统计Tab．1Typicalhugeshiplocksabroad表2国内外部分高水头单级船闸特征统计Tab．2Typicalhighheadsingle—stepshiplocksathomeandabroad注：上标1为设计方案，船闸未建；2为处于设计阶段；3为处于建设阶段可见，巨型

7、船闸主要分布在欧洲沿海国家及巴拿马运河上，且多为海船闸，水头一般都不大，但一次性输水水体较大．而超过25m的高水头单级船闸则主要分布在前苏联、美国、巴西、葡萄牙及中国等国家，其中水头最高的Ust—Kamenogorsk船闸，虽采用了跌水消能室的布置，但水流自由跌落高度达28m，尽管设置了除气装置，但水流掺气仍十分严重，直接影响了闸室内船舶的停泊安全，且船闸充、泄水时间较长，运行效果不学兔兔www.xuetutu.com第4期覃业传，等：大藤峡水利枢纽单级船闸输水系统初步分析73太理想．由此可见，拟建的大藤峡船闸无论在工作水头还是闸室规模上

8、都处于世界单级船闸前列，因此其设计中存在的相关问题尤其是水力学问题将尤为突出．3大藤峡船闸输水系统布置初步分析船闸输水系统是完成闸室充泄水的主要设备，输水系统技术上是否可行，其标准主要为：是否