相互灌泄水船闸水力学特性研究

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1、分类号U641.6单位代码10618密级学号2120093005硕士学位论文相互灌泄水船闸水力学特性研究研究生姓名：随娟娟导师姓名及职称：张绪进研究员申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称水利工程论文提交日期2015年4月20日二级学科名称水工结构工程论文答辩日期2015年6月8日2015年6月8日StudyonHydraulicCharacteristicsofMutualIrrigationShiplockADissertationSubmittedfortheDegreeofMaste

2、rCandidate：SuiJuanjuanSupervisor：ZhangXujin(Pro.)ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要摘要我国内河航运事业的发展，对物流等的需求日益增加，现有船闸通过能力远不能满足货运量的需求，因此，近年来国内大量新、扩建二线、三线、四线船闸。但对于枯水季节缺水的内河河流，航运、发电、灌溉用水三者之间的矛盾较为突出，如何节省船闸耗水量和提高其通过能力是新、扩建船闸迫切解决的问题。国内以往双线相互灌、泄水省水船闸的研究主要针对

3、其本身的具体布置进行，而未对其运行方式、双线运行下船闸通过能力、省水量与省水发电效益之间关系等方面进行系列研究；国外并无此类省水船闸先例，国内此类输水型式暂无工程运行实践经验，因此对其研究是十分必要的。本课题以广东北江飞来峡二、三线船闸为研究背景，针对双线船闸相互灌、泄水输水过程中关键技术问题，通过数值模拟计算和物理模型试验手段，研究了单、双线船闸运行方式、输水特性、闸室船舶停泊条件、廊道压力和双线船闸船闸通过能力、省水量与省水发电效益之间关系。主要研究成果和结论如下：1、对不同阀门开启方式下的输水特性进行了

4、观测，船闸双线省水运行时，主廊道输水阀门以tv1=5min均匀开启，连通廊道阀门以tv2=3min均匀开启，两闸室水位差在0.4m~5m之间开启主廊道输水阀门时，考虑模型缩尺影响，船闸输水时间T<15min。2、两种输水运行方式下，采用数值模拟计算和物理模型试验得出的闸室输水水力特性曲线吻合度较好，且具有一定的规律性。闸室水位过程线均为上升或下降型曲线，且单线普通运行的水位上升或下降速率大于双线省水运行工况；单线普通运行闸室流量过程线为单峰型曲线，双线省水运行时为双峰型曲线，且前者峰值大于后者。3、在推荐的阀

5、门启闭方式下，单线普通运行时，闸室内设计船舶最大纵向力为7.68kN，最大横向力10.10kN；充水阀门后廊道顶部最低压力约为2.6m水柱，泄水阀门最低压力约为1.5m水柱。双线省水运行时条件优于单线普通运行工况，船闸单线普通运行工况起控制作用。4、船闸双线省水运行时，船闸通过能力与两闸室间水头差成正比，省水率与两闸室间水头差成反比。当近期货运量不大时，按连通阀门关闭时两闸室水位差为0.4m运行，省水率为48.6%；当远期货运量增大时，按两闸室水位差为4.0m运行，其省水率为38.5%；省水所得发电效益为每年

6、264.0万元。关键词：双线船闸，相互灌泄水，输水系统，水力特性，省水率IABSTRACTABSTRACTThedevelopmentoftheinlandrivershippingdemandforlogisticsisincreasingdaybydayandtheexistinglockfreightvolumeisfarfrommeettheneedsoftheability.Therefore,inrecentyears,therehavebeenalargenumberofnewconstruct

7、ionsandexpansionofsecond-line,three-lineandfour-lineshiplockinourcountry.Butfortheinlandriverwithwatershortageindryseason,thecontradictionamongtheshipping,powergenerationandirrigationwaterismoreprominent.Howtosavetheshiplockwaterconsumptionandincreaseitscar

8、ryingcapacityistheurgentproblemofthenewconstructionandexpansionshiplock.Previousdomesticstudiesondoublelinemutualirrigationwatersavinglockmainlyaimsatthespecificarrangementofitsown,butnotontheoperation