报告简本-交通部西部交通建设科技项目管理中心.doc

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1、内河航道通航条件关键技术研究（二期）报告简本引言0.1研究背景近年来，在内河航道建设上，经过大量的工程实践，发现和提出了不少急待研究的技术问题，其中，有关内河航道通航水流条件方面总结归纳了八个方面的问题，拟作专题研究。受研究经费及研究周期所限，八个专题的研究工作拟分三期进行。2004年已启动了第一期的研究工作，内容包括“通航建筑物口门区及连接段通航水流条件”、“跨河建筑物通航净宽、净高”和“内河航道设计通航水位计算方法”三个专题。二期的研究内容主要包括：“通航建筑物引航道通航水流条件研究”和“内河航道横流对船舶

2、航行的影响研究”两个专题。二期研究内容的拟定主要是基于其研究内容与一期相关专题的连续性，以充分利用一期研究过程中收集的相关资料，为二期研究工作的开展创造一定的条件。引航道是通航建筑物的重要组成部分，是船闸、升船机等过船设施与上、下游河道的连接通道，其作用在于保证等待过闸的船舶安全停泊，并使进出船舶能交错避让顺利进出通航建筑物。在通航建筑物灌泄水时，上下游引航道内产生非恒定流，由此引起的水面波动和流速、流态变化不仅对引航道等待过闸的船舶产生各种动水作用力，直接影响船只进出引航道，同时，涌浪还会使引航道中的水面降低

3、，减小有效水深，影响航行安全，在国内外的工程实践中，在引航道内均有发生船只海损事故的实例。船闸引航道的通航水流条件与口门区的水流条件也息息相关，口门区通常为动静水的交界区，常产生斜流、横流和回流等不利于航行的水流流态。因此，在实际工程中，常在导航堤头部开孔以改善口门区的水流条件。但开孔的同时，特别是在引航道端部开孔的一定范围内也产生水流流速，从而影响引航道内的通航水流条件。本项目专题一系统研究了船闸灌泄水非恒定流长波波流运动的水力特性；长波波幅与瞬时水面比降、与阀门开启时间、最大瞬时流量、灌泄水时间的关系，并提

4、出相应的设计原则。同时，研究了8不同开孔方式对改善口门区水流条件的效果，以及对引航道通航水流条件的影响，提出导航墙开孔的布置原则，这对优化工程设计有一定的现实意义。保证航道全线贯通的关键往往取决于滩险、过河、拦河或临河建筑物等处的通航水流条件。其中过河、拦河或临河建筑物等处影响船舶安全航行的主要因素是横流。船舶在航道中航行时，只要水流流向与航向不一致，水流对船舶即产生横向作用，使船舶偏离规定航线。横流是船舶航行中经常遇到的一种水流状况。在《内河通航标准》（GB50139-2004）中，对通航水流条件只作了原则规

5、定，对非限制性顺直航道横向流速未提出具体的规定。在《航道整治工程技术规范》（JTJ312-98）中，按引航道的通航水流条件要求，规定“船闸上下引航道进出口、取水工程的进口及排水工程的出口处，航道横向流速不宜超过0.3m/s，回流流速不宜超过0.4m/s。”，对非限制性顺直航道的横向流速的要求还有待进一步研究。本项目专题二重点了研究内河航道横向流速的大小、范围对航行船舶的影响，以及分析顺直航道横向流速的限值指标等问题，这是目前内河航道整治工程规划、设计、施工、维护和管理必须研究解决的关键技术问题之一，也是现行标准

6、今后修订时应增加的内容之一。0.2研究工作的技术路线和指导思想本项目是紧密围绕内河航道建设工程所涉及有关通航水流条件的关键技术问题进行的两个专题研究，因此，整个研究工作是在系统总结我国内河航道建设在设计和运用情况的基础上，紧紧围绕项目研究的总体目标，采用调研咨询、资料收集、依托工程物理模型、概化物理模型、数学模型和综合分析相结合的手段进行的一系列研究工作。研究工作的指导思想是研究内容要有针对性，即紧密结合内河航道建设工程的实际；研究成果要有实际应用价值、要有所提高、有所创新，既要服务于内河航道建设工程的设计和实

7、践，为今后的类似工程提供参考和借鉴，又要为制定或修订相关规范标准中的有关内容提供依据和丰富的素材，并力争使研究成果达到国内外的领先水平。1研究的内容及主要成果8本项目研究的总体目标是提出具有科学性和实用性的通航建筑物引航道水力要素的限值建议值以及通航建筑物导航堤（墙）开孔的布置原则；同时，在分析讨论内河（运河、水网）航道临河建筑物附近横向流速对船舶航行影响的基础上，提出顺直航道横向流速限值的建议值。1.1专题一——通航建筑物引航道通航水流条件研究引航道的尺寸和平面布置以及在枢纽总体中的布置都直接关系到船舶过闸的

8、安全和效率，因此，引航道具有足够的水深和适宜的平面布置是保证通航期内过闸船舶（队）畅通无阻、安全行驶的关键。通过对工程实践经验、物理模型试验和数值计算等相关成果资料的收集、分析，以及采用概化物理模型、数值计算相结合的技术路线，研究船闸灌泄水非恒定流产生的长波运动所形成的水力要素对船舶在引航道停泊与航行的影响，提出引航道水力要素（波幅、比降）的限值建议值。同时，结合国内工程实例、概化物理