专题二——内河航道横流对船舶航行的影响研究-交通科技管理中心
内河航道横流对船舶航行影响研究现状
内河航道横流对船舶航行影响研究现状马爱兴1,曹民雄2,陈作强31河海大学交通学院,南京 (210098)2南京水利科学研究院交通部港口航道泥沙工程重点实验室,南京 (210024)3四川省交通勘察设计研究院,成都 (610017)E-mail :aixingma@ 摘 要:横流是内河航道通航水流条件的一个重要方面,根据内河航道横流的特性及对船舶航行的影响,总结了内河航道横向流速对船舶航行影响研究的现状并进行了分析,最后提出了有待进一步研究的内容。
关键词:内河航道;横流;船舶航行参数中图分类号:U6111. 引言内河航道中,如果水流流向与航道轴线不一致,则将产生横向水流,船舶航行过程中航道内的横向流速关系到船舶能否安全通过该航道。
由于横流对船舶航行影响较大,各国航运部门和学者对通航的横流条件进行了研究,也提出了航道内横流的基本条件(标准)。
本文对这些研究成果进行总结分析,并提出需要进一步研究的课题,以便今后进行系统研究。
2. 横流特性及对船舶航行影响船舶航行过程中,如果水流流向与航线不一致,水流就会对船舶产生横流作用。
航线附近的斜向水流在航线上的垂直分量即为横向流速,其大小与斜流流速、斜流和航线的夹角有关,可用下式表示:θsin S x V V = (1) 式中:x V 为横向流速;S V 为斜流流速;θ为斜流与航线之间的夹角。
从上式可知,航线附近斜流流速越大、斜流与航线夹角越大,航道内的横向流速也就越大。
船舶在实际航行中遇到横流的情况较多,比如:船舶横穿江河水流由此岸到彼岸的过程;船舶经过河道交汇口附近、河道取水或排水口附近;船舶经过交错浅滩、弯道或穿越回流水域;船舶在进出船闸等通航建筑物引航道口门区、口门外连接段;船舶经过桥墩附近水域等等,通常这些区域通航水流条件要求严格,而横流是决定因素和重要的限制条件。
因而横流是船舶航行中经常遇到的一种水流状况,也是通航水流条件的主要研究内容。
航行中的船舶受横向水流及自身操舵的作用,将发生横向漂离航线的现象,横向流速越大,船舶的横漂速度(船舶横向漂离航线的速度)也越大。
内河航道船舶交通流研究
内河航道船舶交通流研究吴中;王雪洁【摘要】本文在分析内河船舶航行特点的基础上,应用水流阻力和船舶制动距离计算公式,提出了平原地区内河航道船舶跟驰的安全间距模型,并以双向单航道直线段基本航段和500 t级典型内河船舶为研究背景,建立了基于Anylogic平台的仿真模型.交通流理论结合仿真结果,给出了船舶交通流的基本图模式,分析了水流对交通流的影响以及船舶交通流基本图的特征.【期刊名称】《贵州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(031)001【总页数】5页(P118-122)【关键词】船舶交通流;内河水运;Anylogic仿真;多智能体模型【作者】吴中;王雪洁【作者单位】河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】U61内河水运因其节能减排在综合运输体系中正在发挥越来越大的作用,船舶交通流的特性研究也受到重视。
以往船舶交通流的代表性成果藤井模型[1],主要是利用Greenshields模型,结合船舶运动的特点,给出安全行驶船舶前后与左右的安全间距,其理论基本上不考虑水流的影响,也不是专门针对内河航运问题,因此它的应用受到一定的限制。
我国东南部平原河网地区航道众多,近来船舶大型化趋势明显,普遍存在航道窄、水深浅、船舶航行约束条件多的特点。
有些运输繁忙的航道,如京杭运河苏北段,还兼顾泄洪与调水功能,这对船舶交通行为带来了一定的影响。
1 船舶交通流的理论分析1.1 船舶跟驰模型车辆跟驰模型主要有刺激-反应模型、安全距离模型、驾驶心理模型、人工智能模型等[2]。
与汽车行驶相比,船舶航行的显著特点是航速低、舵效差、反应慢,正常制动距离大。
不同大小船舶受水流影响不一样,制动距离相差很大,船舶跟驰行为不同于汽车。
水上运输强调经济性与安全性,船舶航行通常以经济航速为主,一般不考虑运输时效性[3],因此,安全间距模型应最适用于描述船舶交通流。
桥区河段横流对船舶航行的影响
则 会成 为通航 河流 的主要 碍航 因素 , 至引起船 舶 与桥梁 碰撞 , 甚 发生 船毁桥 损 的重大 事故 . 因此 , 区河段 船 桥
舶 的通航 问题 日益受 到重 视.
第 2期
21 0 2年 4月
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No 2 . Apr 2 2 . 01
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桥 区河 段 横 流对 船 舶 航 行 的影 响
刘 晓 平 ,李 明 ,方松 森 ,林 积 大
( 长沙理工大学 水利工程学院 ,湖南 长沙 407 ) 10 6
国内外许 多学者 通过 水工模 型试 验 、 控 自航船模 试 验 和数值 模 拟 等方 法 对存 在 于 分流 区航 道 及 口门 遥
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在 桥梁 的通 航论 证 及通 航 条件 中 , 区横 向水 流是 一 个非 常 重要 的因素 , 区横 向流速 应小 于 0 3m s当 桥 桥 . / ,
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内河航道条件影响因素
内河航道条件影响因素内河航道是河流水体中的一条通航线路,其顺利通航需要考虑一系列的影响因素。
以下是一些主要的内河航道条件影响因素。
首先,水文条件是内河航道的重要影响因素之一、水文条件包括河流的水深、流速、水位等。
水深是内河航道最重要的水文条件之一,航道水深应保持在一定的标准范围内,以确保船只的安全通航。
同时,流速也会影响航道的通航能力,过大的流速会增加船只的阻力,影响船只的行驶速度。
此外,水位的变化也会对航道的通航条件造成一定的影响,特别是在干旱季节或降雨季节,水位的变化可能导致航道的淤积或淹没,从而影响航道的通航能力。
其次,地质和地形条件也是内河航道的重要影响因素。
地质条件包括航道两岸的地质构造、土壤类型等,不同的地质条件会对航道的稳定性产生影响。
例如,岩石地质条件较好的航道通常具有较好的稳定性,而软土地质条件较差的航道可能会发生塌陷等问题。
地形条件包括航道的曲线、水流的弯曲等,地形条件的复杂性会对船只的操控造成一定的困难。
第三,气象条件是内河航道的重要影响因素之一、气象条件包括风速、风向、降雨量等。
风速和风向对船只的航行速度和航向有直接影响。
强风可能增加船只的阻力,从而降低航行速度;而逆风则可能使船只的航向发生偏差,增加驾驶的困难。
此外,降雨量的增加可能导致航道的水位上升,从而影响航道的通航能力。
第四,水质条件也会对内河航道产生一定的影响。
水质条件包括水中的悬浮物、溶解物质、重金属等污染物的浓度。
水中的大量悬浮物会增加船只的阻力,降低航行速度;水中的溶解物质和重金属等污染物可能对船只的设备、船体等造成腐蚀或损坏。
最后,人为因素也会对内河航道条件产生影响。
例如,沿岸的开发活动可能导致河道的淤积或破坏航道的稳定性;河道的排污行为可能导致水质恶化,影响航道的通航能力;航道维护和管理的不善也会导致航道条件的恶化。
总的来说,内河航道条件受到水文条件、地质和地形条件、气象条件、水质条件以及人为因素的综合影响。
船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究
船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究船舶在海洋中航行时,常常会遭遇横浪的困扰。
这些横浪会对船舶产生一定的力量作用,使船体在横向上发生横摇运动。
横摇是船舶在横向运动中最为显著的一种运动形式。
本文将介绍船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究。
横摇的产生和影响:在横浪中,船舶受到不同方向和振幅的力量作用,这些力量产生的翻滚矩和抵抗矩不平衡,导致船舶在横向上的横摇运动。
横摇运动会影响船舶的安全性能和航行舒适性,它会加大船舶的滚动角度,增加船舶在横向上的来回摇晃幅度,使船员和货物易于受到损坏。
因此,探究船舶横摇的稳定性问题具有重要意义。
稳定性分析:船舶的稳定性问题可以从数学和物理两个角度考虑。
从物理学的角度,船舶的稳定性与其所受到的力矩有关。
在横向运动中,船舶所受到的力矩主要有以下几种:Wind moment(风力矩)、Wave moment(浪力矩)、Inertial moment(惯性力矩)和Damping moment(阻尼力矩)。
在横摇稳定性分析中,应关注的是横摇固有周期和横摇角度。
当固有周期接近或等于横浪周期时,船舶的横摇角度会大幅度增加,造成不稳定状态。
从数学角度,稳定性问题可以通过船舶横摇运动方程进行分析。
船舶横摇方程是一个非线性、时变的差分方程,它描述了船舶在横向运动中受到的各种力量作用和响应。
由于船舶横摇方程的复杂性,其解析解通常难以得到,因此需要对其进行数值模拟。
通过数值模拟可以得到船舶横摇的幅度、周期、轨迹等信息,从而对其稳定性进行分析。
稳定性措施:为解决船舶在横浪中的横摇问题,人们采取了多种措施。
船体结构设计方面,增加船舶宽度、降低重心位置以及增加顶重物的阻力等,可以提高船舶的稳定性。
舵角控制方面,合理调节舵角,控制船舶的姿态变化,可以平衡船体的横向力量。
此外,将一些钢筋水泥等高密度材料放置在船舶的低处,也可以降低船舶的重心从而提高稳定性。
总之,船舶在横浪中的横摇运动及其稳定性研究对于海洋工程领域具有重要意义。
内河航道工程对环境的影响分析及相关环保措施
场 ” (产 卵 场 、索饵 场 、越 冬场 )等 , 航 道 整 治 工程 建 设 对 其 可 能造 成 的 影
工 程 还 相 对 滞 后 。 工 程 建 设 主 要 可 能
对 生态 环 境 、空气 环 境 、 表 水环 境 、 地
活 环 境 , 从 而 对 其 种 类 、 数 量 、 分 布 产 生 一 定 的影 响 。 倾 倒 工 程 抛 弃物 或 设 定抛 投 区 。 ( )开 展 施 工 期 水 生 生态 监 测 , 8
( )保 护 自然 植 被 ,严 格 控 制施 1
工 范 围 和 规 范 施 工 活 动 , 禁 止 工 程 外
( )爆 破、 施工 机 械 噪 声和 施 响表 现 为 : 2
工 人 员 往 来 ,对 栖 息 于 沿 线 的 野 生 动 ( )在 航道 整 治 阶段 ,水 中爆 破 1
声 环 境 、 固体 废 物 、 水 土 流 失等 方 面 物 尤其 是 处 于 繁殖 期 的动物 造 成 惊 作 业 、 疏 浚 挖 泥 、 抛 投 等 作 业 引起 局 形 成 破 坏 ,尤 其 对 生 态 环 境 破 坏 最 为 吓 ,一 定 时 期 内 在 施 工 作 业 区 附 近 的 部 水 域 水 质 浑 浊 , 将 影 响 阳 光 透 射 ,
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内河航道工程对硼 静影■分 析及相关环保措施
陈国剑 南宁航道管理局
摘 要 :相 对于公路建设 来说 ,在 内河航道工程建 设中 ,生态 、绿色 、环保等理 念还处于起步阶段 ,港 口建设绿色工程还相对滞后 。内河航 道工程 建设 势必会给 沿江环境带来一定影Ⅱ 向,其主要表现在对生态环境 、空气环境 、地表水环境 、声 环境 、固体废物 、水土流失等六个方面的影响 。分析和评估工程 对环境的影响 , 针对性采取有效的保护措施 ,不会对沿线环境造成大的不利影响 ,并且随着工程 建设的结束 ,部分影响也会逐渐 消除。 关键词 :内河航道工程 环境影响 保护措施
内河港口航道船舶通过能力及影响因素
内河港口航道船舶通过能力及影响因素摘要:在21世纪,中国的经济发展取得了长足的进步。
随着经济的发展对货物运输提出了更高的要求。
由于这种巨大的运输压力,中国的内河航运和水运能力显得尤为重要。
通过规划、设计、管理和销售,您可以显着提高流域的容量。
提高港口的通行能力对当地经济有积极的影响。
增加货物的运输和装载能力有助于港口区的经济发展,必须绝对提高内河航运和水路运输的能力。
本文主要分析了内河水运能力及影响因素。
关键词:内河港口;航道通过能力;对策分析引言内陆水道的容量是人们一直关注的内陆港口的重要指标。
通行能力不仅是衡量船舶在港口通行能力的尺度,也是反映港口货物转运、港口管理和建设能力的重要工具。
港口能力规划可以反映港口能力,对港口整体进行评价,是影响地方区域经济的重要指标。
合理完善的港口通道规划和通行是改善港口通道的有效途径,对港口具有重要的现实意义。
合理规划港口通道可以提高港口的能力,使港口承担更多的航运工作,并在当地经济中发挥吸引人的作用。
有必要提高内陆港口通道的能力。
1、航道通过能力概述1.1航道深度在通道的设计和规划阶段,必须确保通道具有足够的通道深度。
船舶的吸水性和承载能力与航道深度直接相关。
增加航道深度可以有效提高船舶的吸水性和载货能力。
规划航道时,要注意航道的深度设计,充分了解航道主要部分和海沟深度的水深。
但是水道的深度不能无限增大。
随着水道的深度增加,水道的维护和修复费用也会增加。
当修复费用超过改善航道深度所带来的经济效益时,必须考虑港口航道深度的设计是否适当。
规划信道深度时,可采用双通道或三通道来提高信道容量,具体设计必须根据信道的实际运输需求确定。
1.2航道水上外廊航道的设计是为了使船舶的水风在通过时有足够的通航面积。
水道走廊要求设计人员在设计初期充分测量和利用水树的高度和宽度,同时对可用空间进行良好规划,以确保不同吨位的船舶能够正确通行。
水面上的廊子高度必须根据航道通行程度进行调整和设计,5级和6级航道船舶高度必须以一次性水位作为参考点进行规划和设计。
内河港口航道船舶通过能力及影响因素
内河港口航道船舶通过能力及影响因素摘要:内河港口和航道在内河运输中非常重要,航道通过能力是决定航道通航能力的最重要因素。
内河运输能力对区域经济的发展有很大影响。
随着内河港口和航道的强大能力,内河经济将极大地带动区域经济。
提出合理的航道整治方案,提高内河港口和航道的通过能力,促进区域经济发展。
关键词:内河港口;通道通过能力;对策分析内河航道通过能力是内河港口的重要指标,一直受到人们的关注。
通过能力不仅是衡量船舶在港口通过能力的一个指标,也是反映港口货物吞吐量、港口管理和建设能力的重要工具。
港口能力规划能够反映港口能力,对港口进行整体评价,是影响当地区域经济的重要指标。
合理完善的港口航道规划和通行是改善港口航道的有效途径,对港口具有重要的现实意义。
港口航道的合理规划可以提高其通过能力,使港口承担更多的航运工作,促进当地经济的发展。
提高内河港口航道通过能力是必要的。
1航道通过能力概述1.1通道深度在渠道的设计和规划阶段,需要保证渠道有足够的渠道深度。
船舶的进水量和载重量与航道深度直接相关。
增加航道深度可以有效提高船舶的进水量和载货能力。
设计航道时,需要注意航道的深度设计,充分了解航道关键断面和浅滩的水深。
然而,水道的深度不能无限增加。
在增加航道深度的同时,航道的维护和修复成本也会增加。
当整治费用超过航道水深提升带来的经济效益时,需要考虑港口航道水深设计是否合理。
设计航道深度时,可采用双车道航道或三车道航道,以提高航道通过能力,具体设计需根据航道实际运输需求确定。
1.2通道转弯半径转弯半径应设置为最大帆船转弯半径的4~5倍。
有时由于自然环境的影响,航道的最小转弯半径不应小于过往船舶长度的3倍。
如果航道转弯半径过小,过往船舶将无法及时有效通过,对船舶通行造成极大阻碍。
这时,船舶事故很容易发生。
在设计通道转弯半径时,常取通道中心线上的最小曲率半径。
1.3水路滨水画廊航道廊道的设计是为了让船舶的水上部分在通过时有足够的通过空间。
船舶流场特性及其对船舶运动影响的探究
船舶流场特性及其对船舶运动影响的探究船舶运动是船舶工程中非常复杂和重要的一个方面,它不仅与船体结构和功率相关,也与船舶流场特性密切相关。
因此,研究船舶流场特性是十分有必要的。
本文将探究船舶流场特性及其对船舶运动的影响。
一、船舶流场特性船舶流场是指船舶周围的水流场。
在船舶行驶过程中,船舶与水体间的相互作用会形成一个较为复杂的流场。
它不仅包括自由表面的波浪,还包括船尾产生的涡流和原动机排放的废气等。
此外,在水下的螺旋桨也会产生强大的水流,进一步增加了船舶流场的复杂性。
不同的船舶流场特性会受到多个因素的影响,包括船体结构、速度、方向、水动力学性质、环境因素等。
例如,船舶的形状和体积会影响周围水流的流线和局部压力的分布。
船舶的速度和方向则会改变周围水流的速度和流向,从而影响船身的阻力和航行性能。
二、船舶运动船舶运动是指船舶在水中的各种运动状态,包括横摇、纵摇、横荡、纵荡等。
这些运动状态的发生与船舶的流场特性密切相关。
例如,纵荡是由于船舶的重心高于浮力中心而产生的一种运动,它会受到船身流场的影响。
如果船舶周围的水流动稳定,纵荡过程中就不会发生额外的阻力和能耗。
此外,船舶的运动还会受到外界环境因素的影响。
例如,当遇到大风浪或海浪时,船舶的横摇和横荡就会变得更加剧烈,从而增加了船身的阻力和能耗。
因此,在设计船体结构和确定航行路线时,必须充分考虑环境因素对船舶流场特性和运动状态的影响。
三、船舶流场特性对船舶运动的影响船舶流场特性对船舶运动的影响是非常显著的。
首先,船身周围的水流的流速和流向会对船身产生阻力。
这种阻力会通过水动力学计算得到,并被用于预测船舶的运动性能。
其次,船身周围的水流还会影响船舶的稳定性。
例如,当船首经过波峰时,船身就会受到向上的浮力作用,使其容易产生横摇。
在这种情况下,减小船首的浸水面积和增加波浪防护装置可以改善船舶的稳定性。
除了上述影响外,船舶的流场特性还可以影响船舶的操纵性。
例如,涡流会在船尾形成,并在水下产生旋转。
流场变化对船舶航行稳定性影响
流场变化对船舶航行稳定性影响一、流场变化概述流场变化是指在船舶航行过程中,由于水流、风速、风向等因素的变化,导致船舶所处水域的流体动力学环境发生变化的现象。
这些变化对船舶的航行稳定性有着直接且显著的影响。
船舶在设计和建造时,需要充分考虑流场变化对航行稳定性的影响,以确保船舶在各种环境条件下都能安全、高效地航行。
1.1 流场变化的类型流场变化主要包括以下几种类型:- 流速变化:水流速度的增加或减少,会对船舶的动态响应产生影响。
- 流向变化:水流方向的改变,可能导致船舶受到侧向力,影响船舶的航向稳定性。
- 风速和风向变化:风速的增加或风向的改变,会对船舶的上浪和侧倾产生影响。
- 波浪变化:海浪的高度、周期和方向的变化,会对船舶的动态稳定性造成影响。
1.2 流场变化对船舶航行稳定性的影响流场变化对船舶航行稳定性的影响主要体现在以下几个方面:- 船舶的航速:流场变化会影响船舶的阻力和推进效率,进而影响航速。
- 船舶的航向:流向变化和风向变化可能导致船舶偏离预定航向。
- 船舶的稳定性:波浪和风浪的变化会影响船舶的横倾和纵倾稳定性。
- 船舶的操纵性:流场变化会影响船舶的操纵性能,如转向响应和回转性能。
二、流场变化对船舶航行稳定性的影响分析2.1 流速变化对船舶航行稳定性的影响流速的增加会导致船舶受到更大的水动力,这可能会增加船舶的阻力,降低推进效率,从而影响船舶的航速和燃油消耗。
同时,流速的增加也可能导致船舶受到更大的波浪冲击,影响船舶的动态稳定性。
2.2 流向变化对船舶航行稳定性的影响流向的变化会使船舶受到侧向力,这可能导致船舶偏离预定航向,需要通过调整舵角来维持航向。
此外,流向变化还可能与船舶的自旋力相互作用,影响船舶的操纵性和稳定性。
2.3 风速和风向变化对船舶航行稳定性的影响风速的增加会增加船舶受到的风压,可能导致船舶产生较大的上浪和侧倾。
风向的变化则可能使船舶受到侧向风力,影响船舶的航向和稳定性。
浅析通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策
浅析通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策航标作业船艇是负责安装、维护和清理航标的专业船舶,它在航行过程中受到通航环境的影响会对船舶的航行安全产生一定的影响。
本文将就通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策进行浅析。
1. 海况变化导致航行困难海况变化是指海面风浪的变化情况,这会直接影响船舶的航行安全。
在海况恶劣的情况下,航标作业船艇的航行会受到很大的限制,甚至会出现倾覆、漂流等严重安全事故。
2. 航道干扰导致方向错乱航标作业船艇在进行航标维护和清理时,需要在航道上进行航行。
但是船舶通航活动会对航道进行干扰,比如航道淤泥、船只交通等,这会导致船舶方向错乱,增加了航行安全的隐患。
3. 天气变化导致能见度降低天气变化也是通航环境对船舶航行安全的主要影响因素之一。
在恶劣的天气条件下,如大雾、强风、骤雨等,船舶的能见度会受到极大影响,航标作业船艇在这种情况下航行会受到很大的限制,容易出现碰撞、搁浅等安全事故。
1. 加强海况预测,科学规划航行路线对于海况变化导致的航行困难,航标作业船艇需要加强海况预测,科学规划航行路线。
及时获取最新的海况信息,合理安排航行时间和路线,避开恶劣海况,确保船舶航行安全。
2. 加强航道管理,保障航标作业船艇航行畅通在航道管理方面,需要加强对航道的维护和管理工作,及时清理航道淤泥,确保通航畅通。
同时对船只交通进行规范管理,避免航道干扰,减少航标作业船艇方向错乱的情况发生。
3. 强化导航设备,提高船舶能见度针对天气变化导致的能见度降低,航标作业船艇需要强化导航设备,提高船舶航行的能见度。
比如安装雷达、GPS等导航设备,及时了解周边环境的情况,确保船舶在恶劣天气条件下也能安全航行。
4. 增强船员应急处置能力在通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策中,加强船员的应急处置能力也是非常重要的。
船舶在航行过程中难免会遇到一些意外情况,船员需要具备较强的应急处置能力,保障船舶和船员本身的安全。
内河港口船舶停靠活动对区域交通运输的影响
内河港口船舶停靠活动对区域交通运输的影响随着全球化的进一步发展和海洋贸易的蓬勃发展,港口成为了国际贸易和区域交通运输的重要枢纽。
而在内河地区,内河港口的船舶停靠活动则对区域交通运输产生了广泛而重要的影响。
本文将重点探讨内河港口船舶停靠活动对区域交通运输的影响,包括提高运输效率、促进经济发展、改善区域交通状况等方面。
首先,内河港口船舶停靠活动提高了区域交通运输的效率。
通过内河港口的船舶停靠,货物可以直接从海洋港口转运到内河地区,避免了陆路运输过程中可能存在的拥堵、交通事故等问题。
船舶运输具有大容量、高效率的特点,能够快速地将大批量货物运送到目的地,减少了区域交通运输的时间和成本。
同时,内河港口船舶停靠活动也方便了货物的集散,提高了货物的转运效率,进一步推动了区域交通运输的发展。
其次,内河港口船舶停靠活动促进了经济发展。
港口是经济发展的重要支撑点之一,内河港口作为连接国内外的通道,对区域经济的发展具有重要作用。
通过船舶停靠活动,内河港口成为了进出口贸易的集散地,促进了物流业的发展,带动了周边地区的产业链的形成和提升。
同时,船舶停靠活动也带来了相关行业的发展,比如船舶维修、燃料供应等,为区域经济注入了活力,拓宽了就业渠道,提高了居民生活水平和经济收入。
此外,内河港口船舶停靠活动改善了区域交通状况。
在内河地区,陆路交通存在着拥堵、交通事故等问题,而船舶运输则提供了一种便捷、安全的交通方式。
通过船舶停靠活动,货物可以直接通过水运方式运输,减少了货车或火车在陆路上的行驶,减少了交通拥堵和尾气排放,改善了空气质量和交通状况。
此外,船舶运输还可以减少道路维修和交通拥堵对交通运输的影响,提高了交通运输的安全性和稳定性。
然而,内河港口船舶停靠活动也存在一些问题和挑战。
首先是港口的规模和设施问题。
一些内河港口由于历史原因或地理条件限制,规模较小,设施不完善,无法满足大型船舶停靠的需求。
这限制了内河港口的发展和扩容能力,影响了区域交通运输的效率和发展。
内河货物轮渡服务的航道安全与风险控制
内河货物轮渡服务的航道安全与风险控制内河货物轮渡服务的航道安全是保障货物运输安全和顺利进行的关键环节。
在内河交通运输中,航道安全和风险控制是内河货物轮渡服务的重要方面。
本文将从航道安全的意义、风险因素、风险控制措施等几个方面进行探讨。
首先,航道安全在内河货物轮渡服务中占据着重要地位。
航道安全是指在内河水道上进行货物轮渡服务时,保障货物运输顺利进行和降低事故风险的重要环节。
航道安全的良好状态能够为内河货物轮渡服务提供坚实的保障,有效防范和减少航道事故的发生。
同时,航道安全的保障还能提高货物运输的效率和质量,保障经济的发展和社会的稳定。
然而,内河货物轮渡服务的航道安全也面临着一系列的风险因素。
首先,航道条件不佳是一个重要的风险因素。
内河航道各异,有的水深不足,有的水流湍急,有的航道狭窄。
这些不同的航道条件给货物轮渡服务带来了一定的风险,如导航困难、搁浅等。
其次,气象因素也是内河货物轮渡服务面临的风险因素之一。
恶劣的天气条件,如大风、浓雾等,会对航行安全造成严重影响。
此外,人为因素也是不可忽视的风险因素,如船舶操纵不当、船员不具备足够的技能和经验等,都可能导致事故的发生。
为了确保内河货物轮渡服务的航道安全,必须采取相应的风险控制措施。
首先,从航道管理的角度,可以加强对航道的疏浚、标志标牌的设置和维护等工作,提高航道通行的安全性。
其次,加强对内河船舶的监管与管理,完善船舶检验制度,确保内河船舶的良好状态和技术状况。
另外,加强对船员的培训和考核,提高他们的技能和专业素质,提高货物轮渡服务的安全性。
此外,利用现代科技手段,如导航设备和通讯技术等,提高货物轮渡服务的安全性和效率。
此外,内河货物轮渡服务的航道安全还需要加强相关部门的合作与协调。
货物轮渡服务涉及到多个部门和机构的配合,如交通运输部门、港口管理部门、水文气象部门等,这些都需要密切沟通和协作,共同为航道安全保障提供支持。
各部门之间可以建立有效的联络机制,及时交流信息,共享资源,共同应对风险和挑战。
浅析通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策
浅析通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策随着我国通航环境的不断改善和发展,航标作业船艇在河道和海域中的作业也变得愈发频繁,然而通航环境对航标作业船艇航行安全产生着重要的影响。
在这样的背景下,我们有必要对通航环境对航标作业船艇航行安全的影响进行深入分析,并提出相应的对策,以保障航标作业船艇的航行安全。
一、通航环境对航标作业船艇航行安全的影响1. 自然因素影响通航环境中的自然因素包括海浪、风浪、潮流等,这些因素对航标作业船艇的航行安全造成着严重影响。
海浪和风浪可能会引起船艇的摇晃和偏离航向,极大地影响了船艇的稳定性和航行速度;潮流和水流则可能会造成船艇的漂移和偏离原定航线,增加了船艇的航行难度。
2. 气象因素影响通航环境中的气象条件同样会对航标作业船艇的航行安全产生直接影响。
恶劣的天气条件可能会导致船艇在航行中受到暴风雨、雷电等气象因素的影响,增加了航行的不确定性和风险。
二、对策措施针对通航环境对航标作业船艇航行安全的影响,我们可以采取以下对策来提高船艇的航行安全性:1. 健全预警系统针对海浪、风浪、潮流、气象等自然因素,可以建立健全的预警系统,及时对船艇进行预警和提醒,避免船艇在恶劣天气条件下进行作业和航行,降低事故发生的概率。
2. 完善导航设施针对水文条件的影响,可以完善河道和海域中的导航设施,包括设置清晰的航标、规范的航道标识等,提高船艇的导航能力和安全性,降低碰撞障碍物或者触礁的风险。
3. 加强船艇管理加强对航标作业船艇的管理和维护,保障航艇的船体结构、动力系统、导航装备的完好性,提高船艇的航行可靠性和安全性。
4. 增强人员技能加强对船员和操作人员的培训和技能提升,提高其对通航环境的认识和应对能力,提高航标作业船艇的航行安全性和应急处置能力。
5. 制定应急预案针对可能发生的航行安全事故,建立健全的应急预案和处置措施,及时应对和处理船艇在航行中可能遇到的各种突发情况,保障船员安全和船艇设备的完整性。
河流航道整治线设计相关问题讨论
河流航道整治线设计相关问题讨论
河流航道整治线设计是指对河流进行整治和规划,确保航道通畅、安全,方便船只通行。
在设计河流航道整治线时,需要考虑许多问题,包括水流特性、船只类型和尺寸、水深、河道宽度、通航安全等方面。
下面将对河流航道整治线设计相关问题展开讨论。
首先需要对河流的水流特性进行研究,包括水位、流速和水质等方面。
水位的高低会
影响船只的通行,如果水位过低,船只可能会搁浅;如果水位过高,船只可能会撞上桥梁
或其他障碍物。
流速也会影响船只的航行速度和操控,过高的流速可能会导致船只失控。
在设计航道整治线时,需要根据河流的水流特性确定合适的航行线路和控制措施。
其次需要考虑船只的类型和尺寸。
不同类型和尺寸的船只有不同的通航要求,比如货
船需要较大的水深和宽度,而游艇或小船则可以适应较小的水深和宽度。
在设计航道整治
线时,需要根据河流的通航需求和船只类型确定合适的水深和宽度,以保证船只的通行安
全和顺畅。
还需要考虑河道的水深问题。
水深的测量和保持对船只通行至关重要。
如果水深不足,船只可能会搁浅或发生船底损坏的情况。
在设计航道整治线时,需要进行水深测量,并根
据不同的船只类型和需求,确定合适的水深标准。
还需要考虑通航安全的问题。
通航安全包括船只与障碍物的碰撞、船只与船只之间的
碰撞等。
在设计航道整治线时,需要对河口、河段、桥梁等障碍物的位置和特性进行研究
和分析,确定合适的航道线路,以保证船只的通航安全。
内河航道横流对船舶航行的影响
内河航道横流对船舶航行的影响摘要:为了更好的保证船舶自身的运行安全,采用水槽开展遥控自航船模实验,同时在这一过程中业务对IV与V级航道横向的流速限制范围,在分析之后发现横流对船舶航行速度的影响程度和对岸的航速主要呈反比,同时和横流数值的大小以及区域的长度呈现出了正比的关系,此外,其和船型的大小也呈现出了反比的关系,驾驶员所处的航行位置以及航行经验也会对横流及船舶运行的速度产生一定的影响,本文主要分析了内河航道横流对船舶航行的影响,以供参考和借鉴。
关键词:航道工程;内核航道;横流;船模试验船舶航行的过程中会受到横流的影响,比如船舶从此岸到彼岸横穿水流,在经过了河道交汇口与取排水口附近,在经过交错浅谈的弯道时或者是穿越到流水水域进出闸等通航道口门区的位置,所以,横流是船舶航行过程中可能会经常出现的一种断流的情况内河航道的横流通常也将船舶推到航线的位置之外,这样也就会对船舶航行的安全产生非常重大的影响,因此,我们需要采取有效的措施积极的研究横流对船舶航行速度的影响水平。
1、模型设计1.1水槽设计水槽的长度为40m,水槽的宽度为5m,其高度为0.22m,底坡的坡率为1.0‰,水槽观察段的长度达到了9m,上游由矩形量水堰对水量进行全面的控制,下游主要是横拉式的尾门对水位进行全面的控制,进出口段都设置了格墙和花墙,这样就能十分有效的调整平顺的水流,在顺水流的方向,主槽的内部设置6条航道中心线,各个航道与主槽边的距离如图1所示图1主槽系统为了能够更好的保证在宽水槽的内部产生横向水流,从水槽侧向正交的支槽的位置对水流进行控制,同时在这一过程中侧向支槽开口的宽度和主支槽的相对流量会对主槽横流的范围产生重大的影响,采用平面二维水流对其数学模型进行计算,将侧槽的宽度也控制在一个相对比较合理的范围当中,其宽度要控制在3m上下,如果船舶在主槽内沿着不同的航线航行的时候,我们通常可以通过不同的横流区域,试验测量系统的坐标原点通常在支槽进口上沿的位置。
专题二——内河航道横流对船舶航行的影响研究-交通科技管理中心
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,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,并提出相应的设计原则。
同时,研究了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。
航道分流区横向流场分布特性
航道分流区横向流场分布特性何勇;张陆陈;王建;王洪玉;薛飞【摘要】航道分流区横向流不利于船舶航行安全,分流区流场的影响因素需要深入研究.采用基于二维平均水深圣维南方程的水动力数学模型,研究了正交分流时分流区横向流场分布特性,分析了分流流量比和分流宽度比对横向流场分布的影响.结果表明,航道分流区横向流场呈现出"近密远疏"的分布特征,离分流口越近,横向流速越大且分布越密集;离分流口越远,横向流速越小且分布越稀疏.流速比和横宽比成较好的对数关系;随着分流流量比增大,横流占宽逐渐增大;随着分流宽度比增大,横流占宽逐渐减小.%Cross flow in waterway bifurcation region is unfavorable to the safety of ship navigation, thus influencing factors of flow field in bifurcation region require deep-going ing hydrodynamic mathematical model,based on the two-dimensional depth-averaged Saint Venant equation,distribution characteristics of cross flow fields during the orthogonal distributary were studied,and influences of the flow diversion ratio and the split width ratio on cross flow fields distribution were analyzed.The result indicates cross flow fields of waterway bifurcation region shows the distribution characteristics as follows: the closer away from the outlet is, the greater the cross velocity is and the denser the distribution is; the farther away from the diversion port is, the smaller the cross velocity is and the more sparse the distribution is.There is a good logarithmic relationship between the velocity ratio and the widthratio.With the increase of flow diversion ratio,the width of cross flowincreases gradually.With the increase of split width ratio,the width of cross flow decreases gradually.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P128-130,163)【关键词】航道分流区;横向流场;数值模拟;分流流量比;分流宽度比【作者】何勇;张陆陈;王建;王洪玉;薛飞【作者单位】江苏省新孟河枢纽工程建设管理局,江苏无锡214000;南京水利科学研究院,江苏南京210029;江苏省新孟河枢纽工程建设管理局,江苏无锡214000;江苏省新孟河枢纽工程建设管理局,江苏无锡214000;江苏省新孟河枢纽工程建设管理局,江苏无锡214000【正文语种】中文【中图分类】U611航道交汇、河道引排水都会使航道产生横向流,横向流会使船舶偏离规划航线,不利于船舶航行安全。
内河航道船舶通航能力的分析
内河航道船舶通航能力的分析【摘要】随着经济的发展,我国内河航道的运输业也在不断的进步和发展,最近几年我国内河航运发达地带,出现了很多航道阻塞的现象。
为了更好的规划内河航运,我们需要对内河航道船舶的通航能力做好充分的分析和研究,本文对内河航道的船舶的通航能力做了简要的分析,并且为内河航道的维护措施做了简单的总结,为内河航运更好的服务于我国的经济发展做准备。
【关键词】内河航道;船舶通航;能力分析1.前言内河航运是交通运输业的重要组成部分,交通运输业对我国经济发展具有重要的促进作用。
内河航运,运输量大而且能耗比较小,运输成本相对比其他运输方式比较低,近今年我国经济迅速崛起,区域之间的经济往来密切,区域间的交通运输越来越重要,作为一项基础建设的内河航运,投资比较小,但是收益比较大,所以越来越受到重视。
最近几年我国内河航运发达地带,出现了很多航道阻塞的现象。
我们需要对内河航道船舶的通航能力做好充分的分析和研究。
2.船舶通航能力分析船舶的通航能力是航道正常通行的营运能力,能够反应航道能够疏导船舶的尺度。
航道运输量与航道通过能力相近时,当船舶的可利用间隙不能被利用时,如果出现意外状况,可能会造成河道阻塞的现象。
如果发生堵塞不仅会影响整个航道的航运价值,还会影响整个体系的运输水平。
近几年,关于航道通航能力的计算方法国内外都层次不穷。
在过去的几十年里,对船舶通航能力的计算的研究发展迅速,各种计算的方法已经应用到实际的实践中。
但是这些方法不能准确地反映航道的属性特点,航道的运行交通状态以及服务质量水平都不能准确的反应。
通航能力的准确计算对于更好的发挥内河航运的价值具有重要的意义,但是内河航道的通航能力受多方面因素的影响,本文就不同的条件,研究了三种通航能力的计算方法。
2.1公式形式分析通航能力的计算主要由三部分组成,包括理论通航能力、修正系数和服务水平系数三部分组成。
通航能力的计算一般是通过计算出一定的理论通航能力,根据理论通航能力,根据修正系数进行修正,最后根据我们所需要的服务水平系数得到内河航运的通航能力。
内河航道分析报告
内河航道分析报告1. 引言内河航道是指河流或运河等国内水域中供船只通行的航道。
内河航道的分析对于水上交通的规划和管理具有重要意义。
本报告旨在对某一内河航道进行详细分析,以便评估其适航性和安全性,并为船舶的交通运输提供参考。
2. 航道地理环境分析首先,需要对所分析的内河航道的地理环境进行全面了解。
这包括航道的起点和终点,长度和宽度,水深情况以及可能存在的地形和水流等因素。
通过对这些信息的收集和分析,可以对船只的通行能力和航道的可行性进行初步评估。
3. 航道流量分析在航道的分析过程中,了解航道的流量情况至关重要。
通过收集各种船只的通行数据,包括船舶种类、载重量、通行时间等信息,可以得出航道的流量曲线。
进一步分析这些数据,可以确定高峰期和低谷期的通行情况,从而为航道安全管理和交通规划提供依据。
4. 航道安全性评估航道的安全性评估是内河航道分析的重点之一。
这涉及到航道上的障碍物、水位变化、水下障碍物、曲线半径、桥梁和渡口等因素的分析。
通过收集这些数据,并结合船只的通航要求和安全要求,可以评估航道的安全性,并提出改进措施以确保航道的安全通行。
5. 航道维护和改进建议在对航道进行全面分析后,需要提出航道的维护和改进建议。
这包括对航道的疏浚、修复和改建等工程措施的建议,以及对航道管理和监测体系的建议。
同时,还可以根据航道的需求和发展趋势,提出未来航道的规划和扩建建议,以满足日益增长的航运需求。
6. 结论通过对内河航道的分析,我们可以全面了解航道的地理环境、通航流量和安全性情况。
基于这些信息,我们可以提出航道的维护和改进建议,以促进航道的安全和可持续发展。
同时,这些分析结果也为船舶的交通运输提供了重要的参考和决策依据。
在未来的工作中,我们可以进一步深入研究内河航道的优化和智能化管理,以提高航道的运输效率和安全性。
此外,我们还可以进行更多的实地调研和数据收集,以完善内河航道分析的结果和建议。
注:本报告内容仅供参考,具体的航道分析和改进方案需要根据具体情况和需求进行进一步研究和论证。
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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,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,并提出相应的设计原则。
同时,研究了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》(JTJ 312-98)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、概化物理模型和依托工程—四川渠江风洞子枢纽整体物理模型试验,研究导航堤(墙)开孔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,提出其布置原则。
一、主要研究内容和成果(1)船闸灌泄水引航道内非恒定流理论分析在研究分析长度为无限长的矩形断面渠道,其灌泄水的推进波高度h p 与灌泄水流量Q 成正比的基础上,对船闸上下游引航道在灌泄水过程中,当引航道长度L n 不同时,引航道内波高有以下两种情况:①当引航道长度满足: 2/max n n n B g t L ω≥闸首处将出现最大波高: n n B g Q h ωmax max =②当引航道长度满足: n n n B g T L /ω≥引航道内将形成一个波面形状及流速分布与流量过程线相似的完整的推进波。
(2)船闸灌泄水引航道非恒定流概化模型试验成果对Ⅲ级航道进行了概化模型试验,试验所采用的船闸尺度按《内河通航标准》的规定选定;设定船闸水头为10、15、20、25和30m;阀门开启时间选取2min 和6min;试验和计算船型选择160×10.8×2.0 m;引航道断面采用规则梯形断面,边坡1:2;引航道长度为600、1000和1600 m,宽度为75和40 m:扩大段长度取一倍船长,底宽为1.5倍直线段底宽;引航道最小水深3 m。
试验研究了非恒定流的影响因素,包括引航道尺度、船闸水头、阀门开启时间、输水时间、流量增率和最大瞬时流量对非恒定流水力参数(水位变幅、流速、比降、系缆力)的影响,建立了相互之间的关系,并提出了改善引航道通航水流条件的工程措施,以及经验公式等。
同时,对目前规范中引航道内水流条件的限制值及有关问题进行了分析和讨论。
(3)平面二维数值模拟计算成果对Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级航道进行了数学模型计算,计算条件和组次与概化模型基本类同。
数值模拟计算的基本方程是利用含源汇作用的水流基本方程,采用ADI 法求解,网格为矩形网格。
基本方程离散时,流速、水位、水深在网格中采用交错排列。
在数值模拟计算之前,对数学模型进行了验证,即采用数学模型计算结果与物理模型试验结果进行比较。
从验证结果可见,在船闸灌泄水时,引航道内验证点水位变化曲线趋势,计算结果与模型试验结果吻合较好,验证点物理模型与数学模型计算最大水位变幅结果偏差满足《通航建筑物水力学模拟技术规程》精度要求。
在此基础上,取得了Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级航道不同方案的计算成果。
(4)导航墙开孔研究成果a. 导航堤(墙)开孔概化物理模型试验研究:两种开孔方式的试验研究,开敞式开孔——即在引航道导航墙端部布置导流墩;淹没式开孔——在导航墙顺直段或扩大段水面以下开孔;b. 依托工程——四川渠江风洞子电航枢纽引航道导航墙不同开孔型式的试验:探讨开孔的型式、范围及其面积比;以及开孔对改善口门区横向流速的效果和对引航道内通航水流条件的影响。
c. 国内导航墙开孔的工程实践以及研究成果的分析:收集了郁江那吉、渠江四九滩、嘉陵江新政、金溪等枢纽通航建筑物工程的相关资料,提出导航墙开孔的布置原则。
二、本专题的创新点(1)提出了船闸灌泄水非恒定流对通航水流条件的影响主要是对引航道水深、系缆力和航行阻力的影响。
水位波动与瞬时最大流量和引航道长度有关,当引航道长度1/2n max n n L <0.5t (g /B )ω时,灌水时最大降低和泄水时最大升高值变动幅度随长度增加而增大;当引航道长度1/2n max n n L 0.5t (g /B )ω≥后,灌水时最大降低和泄水时最大升高值基本不变。
(2)在引航道设计中,应充分考虑船闸灌泄水在引航道内引起水深的减小;同时,应考虑闸室宽度的改变而引起引航道内水力要素的增大,如超标,应采取相应的改善措施。
(3)提出了Ⅰ~Ⅳ级船闸灌泄水时,引航道内水面降低与最大流量的经验公式;以及引航道内水面比降与最大流量增率的经验公式。
并根据不同船闸等级和控制船型,提出了允许的比降值。
(4)提出引航道中停泊船舶(队)对比降和流速产生的影响,断面系数越小,影响越大。
利用《航道整治水力计算》中关于船舶航行阻力的计算公式,进行船闸引航道停泊条件系缆力计算时,如数学模型中不考虑停泊船舶(队)时,得到的系缆力计算值偏小,只有当引航道断面系数n ≥12时,该方法计算的系缆力值与规范计算值接近。
1.2 专题二 ——内河航道横流对船舶航行的影响研究航道畅通必须全线畅通。
保证全线畅通的关键往往在滩险、过河、拦河(过船建筑物)、临河建筑物等处的通航水流条件。
随着经济的发展,临河建筑物越来越多,取、排水往往造成航道内出现横流,从而影响船舶航行。
本专题通过调研、分析、概化模型试验和船模试验等不同研究手段,提出顺直航道横向流速限值指标的建议值,以保证设计船舶在通航期内安全、顺畅通过临河建筑物的河段,为国家制定水运技术政策提供依据,也可为相关标准的制定或修订打下坚实的基础。
一、主要研究内容和成果模型概化与代表船型选择、航道内横向流速的大小对船舶航行的影响研究、航道内横向流速的范围对船舶航行的影响研究和顺直航道横向流速限制性指标的分析与讨论等。
(1)无艏向角航行时计算船舶横漂速度的经验公式船舶横向漂离的速度称为船舶的横向漂移速度,简称横漂速度,该速度是横流对船舶航行产生影响的一个重要效应,直接反应了船舶偏航程度的大小。
船舶的横漂速度主要与横流速度有关,但同时受对岸航速及船型的影响,横流是船舶产生横漂的直接动力。
由统计的试验资料可得经验公式:1.01bx f V V k V = (2)计算船舶航行漂角β的经验公式船舶航行于横流区因受横流力的作用,其航迹线逐渐偏离预设航线,使船舶中轴线与船舶中心处航迹线切线成某一夹角,该夹角称为船舶航行漂角β。
船舶航行漂角β与对岸航速、横向流速、船型及航行方式有关,分析航行试验资料可得以下关系式:p L V V k s b x +=3.12β (3)计算航迹带宽度f B 的经验公式试验结果表明,航迹带宽度f B 受影响的主要因素为对岸航速,其次为横向流速, 同时与船型、航行方式有关,当船舶在限制航路航行时,航迹带宽度变化率相对无艏向角的小。