长沙枢纽船闸下游口门区出口支流入汇段通航条件研究-论文.pdf

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1、第35卷第4期水道港口V01．35No．42014年8月JournalofWaterwayandHarborAug．2014长沙枢纽船闸下游口门区出口支流入汇段通航条件研究郝媛媛，普晓刚，李君涛(交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456)摘要：长沙枢纽船闸下游引航道口门区连接段处于支流沩水人汇口。对于有支流汇人的连接段航道，其水流条件的优劣除与枢纽河段的平面形态、枢纽平面布置关系密切外，支流汇人角和汇入比往往起到控制作用。试验研究表明：保障支流人汇连接段通航安全，可采取筑堤导流和疏浚引流低水整治措施；在中、洪水期，通过加高河口导流堤高程的

2、工程措施调整支流水流入汇角已经不经济，采取调整连接段船舶进出闸航行线路的非工程措施，可有效解决干、支不利遭遇下船舶安全会遇的问题。关键词：船闸下游口门区；支流入汇段；通航条件；双向航行；船模试验；长沙枢纽中图分类号：TV135．1；U641．1文献标识码：A文章编号：1005—8443(2014)04—0399—05长沙综合枢纽坝址位于湘江尾间蔡家洲汉道河段，支流沩水人汇口上游2km处，是湘江干流9级梯级开发中最下游的一个枢纽，为低水头径流式电站、泄水闸式闸坝、槽蓄型水库，泄水闸堰面高程尚低于现有河床平均标高。船闸为2000t级双线，船闸闸室按通航一顶四艘千吨级+一顶二艘千

3、吨级顶推船队或通过2列一顶2艘2000t船舶标准设计；船闸平面呈对称布置，双线船闸上、下游均为共用引航道，船舶采用直进曲出方式进出船闸；船闸下游引航道长度为1000m，其中直线段长度为850m，引航道底宽为135m，过渡段长150m，引航道底宽由135m过渡至160m，堤头0～1800m口门区及连接段航道宽由160m渐变至90ITI，而后航道宽均为90m；沩水口上口位于堤头下800m，船闸引航道出口段平面布置见图1。船闸设计最大通航流量为21900m／s(20a一遇)，最小通航流量为385m／s(P=98％)，由图1设计方案平面布置图Fig．1Layoutofdesignp

4、lan于船闸下游连接段处于沩水人汇口，在不利的干、支流遭遇情况下，即湘江干流为中、枯水流量遭遇沩水的洪水流量时，汇流段的航行条件比较恶劣。该段是长沙枢纽上、下游口门区及连接段的航行难点，尤其当船舶在此处会遇时，存在安全隐患。在以往的研究中，对船闸引航道口门区连接段位于支流河口通航条件的研究较少，长沙综合枢纽是很少见的一个特例。本文利用物理模型试验和自航船模试验相结合的方法，研究提出了满足船舶安全会遇的工程方案和非工程措施。收稿日期：2013—03—07；修回日期：2013—04—25基金项目：西部交通建设科技项目(20113283431670)作者简介：郝媛媛(1980一)

5、，女，山东省人，工程师，主要从事通航及航道工程研究。Biography：HAOYuan-yuan(1980一)，female，engineer．水道港口第35卷第4期1船闸下游引航道出口汇流段水流条件试验1．1试验流量级根据枢纽运行方式，在双线船闸设计最大通航流量(Q干=21900m／s)和设计最小通航流量(Q-7-=385m，／s)之间选取24级典型流量进行通航条件试验。典型流量分为干、支流量正常遭遇和不利遭遇两种情况。(1)干、支流流量正常遭遇。根据统计，沩水平均汇流比为0．02，大部分在0．05以内。因此，将沩水人汇比0．05作为干、支流流量正常遭遇。干流发生常年洪水

6、(Q干--7800m3／S)及其以下流量时，沩水汇流比取0．05，干流发生常年洪水流量以上时，沩水取相同频率洪水流量。(2)干、支流流量不利遭遇。不利遭遇分两种情况：一种为湘江干流的中、枯水流量遭遇沩水的洪水流量，汇流比远大于正常遭遇的0．05；模型试验选择了4级流量，分别为Q干=385mIs(Q沩水=l93m。／s，汇流比0．50)、Q干=1824m／s(Q沩水=912rn／s，汇流比0．50)、Q干=1824m／s(Q沩水=3350m／s，汇流比1．84，沩水为20a一遇洪水)、Qf=5ooom／s(Q沩水=3350m／s，汇流比0．67，沩水为20a一遇洪水)。另一种

7、情况为湘江干流洪水流量遭遇沩水的枯水流量，选取汇流比为0．01。模型试验选择了2级流量，分别为Q干=13500mIs(Q沩水=135m／s，[流比0．O1)、Qf=21900m／s(Q沩水=219m／s，汇流比0．O1)。1．2通航水流条件限值根据《船闸总体设计规范》，II级船闸的引航道口f-I区水流表面流速限值为：纵向流速≤2．0m／s，横向流速≤O．30m／s，回流流速≤O．4m／sn。对于连接段水域，目前还没有相应的限值标准，根据相关研究成果，连接段的水流条件应满足纵向流速≤2．5m／s，横向流速≤0．40r