红岩子船闸输水系统研究

口、输 水廊道 、多支孔 系统 及出水 口等组 成部分 ，上、下游 引航道长 度模拟原型约
１０ 和 ２ ０ 。 ０ｍ ０ｍ
中间时 ，闸室中间水面 经常会出现漩涡等 不 良水流现 象 。 如船 闸布 置在软 土地 基
上 ，闸 室 因 消能 沟 的存 在 ， 必然 造 成 船 闸
模型试验 采用最不利水位组合 ：上游 最高通航水位 ３６ ０ ３ ． ，下游 ３ ２２ ２ ．ｍ，最大 水级 １ ．ｍ。试验采用嘉陵江规划的 ２× ３８ ５０ Ｊ Ｔ船队和近期 １ ０ ０ ０ Ｔ单船 。
程 ３ ４ ５ ｍ ，闸首顶 高程 ３ ０ ０ １ ．０ ４ ．ｍ，闸首
和 闸室采用 整体式结 构 。
研 究成 果 ，探讨 了闸墙 长廊 道佣 支管 出水顶
部 筛孔 式消能 工在 中水头 分散 式输 水船 闸 中
４． ２无盖 板时 闸室充水 流态 及船舶
（ ） 停 泊 条 件 队
红岩子船 闸输水系统采用闸墙长廊道 侧支孔输水型式 ， 主廊道宽２ ２ 高２ ６ ．ｍ， ．ｍ，
的应 用。研 究表明 ， 筛孔 式 出水和 盖 板消能 有 机结合 可 有效 改善 闸 室的 水流 备件 。
船 闸； 出水孔 ； 水 系统 ； 型试 验 输 模
由于不稳定流影响 ，在闸室充水初期 仍可观测到闸室中水面泛现水花 ，且水花
闸室墙每侧布设 ３ 根 ４ ０ ｍ的支管， ９ ０ｒ ａ 消
顶 高 ３ ０ ０ ，底 高程 ３ ５ ０ ， 闸室 底 高 ５ ．ｍ １ ．ｍ
本 文 结 合 红 岩 子 船 闸 输 水 系统 水 工 模 型 试 验
ｔ ＝１ ｖ ～８’ 充 、 泄 水 时 最 大 充 、泄 水 流 ， 量 在 ５ ～７ ｍ ｓ ７ ２ ／ ，其充 泄 水 时 间 见表 １ 。
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中国科技信息 ２０ 年第 １ 期 ０７ ３
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红岩子船 闸输水 系统研究
王召兵 重庆 交通大学西南水运工程科 学研 究所 ４ ０ １ ００６
艉横 向力大干艏 ，在充水最 大流量时 段 ，
４试 验主 要成果及 分析
４ １ 闸室 充、泄水水 力特性 ． 试验采用恒定流及非恒定流两种方法 实测 了阀门全开后输 水系统流 量系数，实
测 结 果 表 明 ，两 种 方 法 的试 验 结果 基本 一
２ 工程概 况
红岩子 电航枢纽工程是嘉陵江干流苍 溪至合 川段水 电开发和河道梯级 渠化 通航 规划 建设 的 工程之 一 。枢 纽 由闸坝 、船 闸 、电站三部 分组成 。船 闸布置在河道右 岸 ，尺度为 １ ０ ×１ ｍ ×２ ５ （ × ２ｍ ６ ．ｍ 长 宽 ×门槛 水深 ） 船 闸处 于 砂 卵 石 基础 。 上，基础承载 力为 ０ ３ ａ ． ＭＰ 。船 闸上 闸首
期 ，闸 室 内 消 能 沟 上 方 通 常 会 出现 较 强 的
个 ２ ０ ｍ的 出水孔 ， ５ｒ ａ 消能沟上方设消能 盖板 。 充水时 ， 水流从闸墙主廊道通过侧支 管进入闸室消能沟 ， 在消能沟 内消能后 ， 从 其盖板 出筛式水孔流出 ，经盖板消能后从
盖 板 下 方 侧面 相似准则设 计，几何比尺
为 １ ２ 。 模 型 包 括 上 、 下 引 航 道 ， 进 水 ：５
紊动 水流 ，同时 由于该处 出水较为集 中 ， 使其上方水面高于闸室中间水面 ，闸室内
存 在 较 大 横 比 降 ；且 当 两 侧 水体 流 向 闸室
艏、 艉横向力均达到最大值。 这与观测的船 舶 自由漂移的情况完全一致 。
底板加 厚 ，开 挖量 和砼用量的增加 。本文 根据结合嘉陵江红岩子船闸设计和输水试 验 ，详细介绍 闸墙长廊道筛孔式输水系统 的结 构和输 水特性 。
水流紊动 ，充水 ４ ” ０ 船舶仍在 闸室 中间横
向、 前后来 回摆动 ， 后逐渐向下游移动 ， 充 水 １０ 后碰下闸门。从实测的船舶横向力 ４” 曲线看 ， 充水开始 ， 船艏横向力稍大 ， 后 随
能 沟 布 置于 闸 室 两 侧 ， 沟宽 ２ Ｏ ， １５ ．ｍ 深 ．ｍ。 闸 室墙 采 用 坞 式 结 构 ， 减／ｑ１ 板 厚 度 ， 为 Ｊｉ底 －］ ｌ 设计 时 在 消 能 沟上 布 置 有 ０７ ．ｍ厚 铺 设 钢筋 混凝土盖板 ， 在每 侧 消能 沟 盖 板 上 布设 １８ ５
强度 自前至后逐渐加 强 ，表 明前、后支管
依次 出流 ， 且水流 自前至后逐渐增大 。 闸 在 室宽 度方向，充水 初期两侧 出水孔相继 出 流， 并扩散至闸室 中部 ，充水至 ３ ”（ 型 ０ 模
值 下 同 ） 侧 水 流开 始 交 错 ， 动 亦加 剧 ； 两 紊
１前 言
闸墙长廊道侧 支管分散式输水系统通 常布置在 闸首 和闸墙 中的输水 主廊道 中， 再通过侧 向支管 ，将水流输送到闸室 ，然 后通过布置在闸室 内的消能沟将水流均匀 分散到闸室 内。该种输水 系统 ，在充水初
充水至 ６ ” ０ ，闸室 内有水流旋转 ，并伴随出 现 １２ｍ左右的漩 涡， ｃ 其位置和大小随充水
过程不断变化。一般 在充水至 ７ ０ 左右 ０９ｓ 逐渐消失。 在充水至最大流量时 ， 出水孔上 方的最大水面壅高为 ２ ｍ。 ａ ｒ 将 １０ ０Ｔ单船停干闸室出水孔 中部 ， 出 水段前、 后三个位 置的左闸墙处 。 停干后两 个位置时 ，充水一开始 ， 舶即分别 向上、 船 下游漂移 ， 直至碰上 、 下闸门， 船舶停干 出 水段中部 ， 充水初期船艏先 向左 闸墙挤靠 ， 船艉 向闸中推移 ， 随着充水流量增大 ， 整个 船舶被推至 闸室 中部 ，由于两侧 出水孔的