乌江银盘电站船闸航道通航条件研究
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流量(m3/s) β=140° β=150° β=160°
191L4=420m、不同0β.情57况下横流值0.比81较表 0.56
7000➢3.银盘引航道布置研 究
3.2 上游引航道优化布置方案
切除上游引航道进口凸咀， 船舶在停泊区停靠后进闸的试 验最大舵角由原设计方案的 28.85°降低为22.20º，下行 船舶进入停泊区的操纵难度明 显降低。
集中布置的渠化枢纽，应避免泄水建筑物、通 航建筑物、电站三者水流的互相干扰，三者之间应设 置足够长度的分水堤
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢直线段布置长度不足时的开敞式引航道布置
一般沿内侧岸边按导航段L1、调顺段L2、停泊段 L3、制动段L4进行布置，外侧设置长（1.0～2.0）LC
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
➢导航隔流墙长度对口门区通航水流条件的影响较大
研究表明L=355m、堤头在弯顶附近时，下引航道口门
区通航条件相对较好。
➢概化模型设计
➢3.银盘引航道布置研 究
横断面概化为矩形断面，概化模型底高程取出口顺直段，平 均高程177.5m；尾水渠岸坡也概化为直立边坡型式。
纵向流速最大值 -
- 0.43 0.83 1.24 1.40
回流最大值
0.57 0.31 0.34 0.67 0.30 0.52
7000 横向流速最大值 0.38 0.47 0.38 0.37 0.33 0.36
纵向流速最大值 1.28 1.56 1.68 1.75 1.92 2.41
堤头位于弯顶上游时口门区回流强度大，堤头位于弯顶下方时 枯期电站尾水出流时口门区横流较强，隔流墙堤头在弯顶稍下游位 置时通航水流条件相对较好，这与沙沱、银盘的设计结果一致。
➢ 嘉陵江最高通航水位多采取相对保证率99％洪水流量 对应水位。 ➢ 乌江银盘建议采取洪水频率65％、相对保证率99％对应 洪水流量9220m3/s作为银盘最高通航流量。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
（3）通航建筑物的设置要求主要是改善航运条件，保 证船舶安全顺利进出通航建筑物并进入主航道，口门区 的通航水流条件是通航建筑物布置所考虑的关键问题。
谢谢！
（2）山区河流枢纽较大的下泄水流对通航建筑物口门区 的也产生较大影响；通航建筑物须适应较大的水位变幅， 枯洪水情况下，上下游引航道具有完全不同的水流状态， 增加了通航建筑物的布置难度。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
（2）山区河流枢纽较大的下泄水流对通航建筑物口门区 的也产生较大影响；通航建筑物须适应较大的水位变幅， 枯洪水情况下，上下游引航道具有完全不同的水流状态， 增加了通航建筑物的布置难度。
➢3.银盘引航道布置研 究
c）纵向流速(Q=7000m3/s) d）横向流速(Q=7000m3/s) 扩散区斜流强度随导航隔流墙长度的变化图
Q=7000m3/s工况下，随着隔流墙长度L的增加，纵向流速均呈增大趋势。平均横向流速在0.3m/s～0.5m/s之间变化，隔流 墙长度L=320～420m，横向流速相对较小，约为0.35m/s
乌江银盘电站船闸 引航道通航条件研究
港航工程系： 赵志舟
汇报内容
1、山区河流通航建筑物引航道布置研究现状 2、乌江枢纽概况 3、乌江银盘引航道布置型式研究
➢1.1 引航道的功能与要求：
➢1.研究现 状
引航道是连接船闸闸首与主航道的一段航道，其作 用在于保证船舶安全、顺利地进出船闸，供等待过闸的 船舶安全停泊，并使进出闸船舶能交错避让 。
➢3.银盘引航道布置研 究
➢尾水渠出口段岸线与坝轴法线夹角β对水流条件的影响
在Q=1914m3/s仅电站出流情况下工况下，β越大堤头下方 的回流区范围相对较大；Q=7000m3/s工况下，β对回流区强度
影响明显减小。
在隔流墙布置相同的情况下，纵向流速随着β的增加而 略大有，增14大0°；时由次于之斜、流1角60度°不时同最横，小流横最向大流值速(m/在s)β=150°时最
草街枢纽
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
最高通航流量标准：
《船闸总体设计规范》规定，船闸上游最高通航水位 的确定应根据船闸的级别按设计洪水频率确定，对于出现 高于设计最高通航水位历时较短的山区性河流作了一些补 充规定，Ⅳ级船闸可采用5～3年一遇洪水标准。
➢规范最高通航流量P=3%, 12700m3/s。
最小航速(m/s)
下1游.5引6 航道船模试1.验55结果 2.86
行 工况3b 13.70 9.35 2.92
➢3.银盘引航道布置研 究
3.3调度运行措施方案对口门区通航条件的影响
➢ Q=9220m3/s的运行方式
4台机发电的情况下， 2#、3#、5～10＃泄水闸泄洪和5～10＃ 泄水闸泄洪相比，船舶上行和下行最大舵角从15.92°和5.25° 减小到14.97°和14.41°，船舶航行难度减小。
➢3.银盘引航道布置研 究
➢隔流墙长度L对下游口门区水流条件的影响
β=160°、不同L时口门区中心线特征流速表
流量 (m3/s)
特征值 (m/s)
回流最大值
隔流墙长度（m） 220 270 320 370 420 470 0.68 0.92 0.87 0.66 0.62 0.17
1914 横向流速最大值 0.30 0.37 0.46 0.58 0.33 0.79
➢1.研究现 状 ➢引航道的直线段布置要求：
采用直线进闸、曲线出闸布置时， 《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）要求：
L－直线段； L1—导航段；L1≥Lc L2—调顺段；L2≥（1.5～2.0）Lc L3—停泊段；L3≥Lc
L4—制动段； L4=αLc
L5—口门区； B1—口门宽度； B0—引航道宽度
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
（3）下游口门区水流特征
a) 1914m3/s
b) Q=7000m3/s
流场分布图（L=420m、β=160°）
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
➢对回流强度的影响
a）Q=1914m3/s回流区长度 b）Q=1914m3/s回流区宽度 c）Q=7000m3/s回流区长度 图5 回流范围随导航隔流墙长度的变化(Q=1914m3/s)
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
(1)山区河流河谷地形峡谷弯曲、直线段短，使得通航建 筑物与电站难以集中布置，即使集中布置，由于河道狭 窄，使得通航建筑物与电站之间影响较大，特别是电站 尾水对引航道口门区水流条件的影响。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢通航建筑物在枢纽中的相对位置分为： 分散布置、集中布置 。
构皮滩水电站分散布置
➢1.研究现 状
湘江大源渡枢纽旁侧布置
嘉陵江马回枢纽裁弯取直布置
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：
集中布置:当坝址处河面开阔，河床内能同时布 置挡水、泄水建筑物，通航建筑物及电站等水工建筑 物时可采用。
➢3.银盘引航道布置研 究
3.2 上游引航道优化布置方案
➢3.银盘引航道布置研 究
3.3调度运行措施方案对口门区通航条件的影响
➢ 流量Q=2552m3/s时的上调度行运行措施 下
工况
工况3a
工况3b 工况3a
最工大况舵角3a(°：)四台机组发18.电23泄流；14.26 17.92 最工大况漂角3b(°：) 1～3#机组12发.17电配合91、1.1130＃闸12泄.0流0
➢1.研究现 状
普遍反映《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）规定的限值要求较高，不 易达到，操作起来有一定难度.
表2.1 口门区水面最大流速限值
船闸级别
Ⅰ～Ⅳ Ⅴ～Ⅶ
纵向流速（m/s）
≤2.0 ≤1.5
横向流速（m/s）
≤0.30 ≤0.25
回流流速（m/s） ≤0.4
根据国内西江、嘉陵江、涪江、湘江等河流通航建筑物水工模型 试验结果，口门区的水流条件限值可适当提高至VL≤2.4m/s，VX ≤0.35m/s，V0≤0.45m/s。 由于乌江水急滩险，船舶装配动力普遍较大，每载重吨配备功率 在1kw以上，此外乌江航道较为狭窄，同吨位货船的吃水比其他 河流大0.2～0.4m。彭水、银盘水工模型试验表明，在VX≤ 0.45m/s情况下，船模仍能顺利进出引航道。
Q=1914m3/s工况下，L≤320m时整个口门区基本为回流，回流流速较大。随着隔流墙长度的增加，口门区、连接段的 回流长度、宽度、强度逐渐减小，L=420m时，回流区长度约100m、宽约60m，回流流速减小至0.62m/s
➢对斜流强度的影响
➢3.银盘引航道布置研 究
a）纵向流速(Q=1914m3/s) b）横向流速(Q=1914m3/s)
的导航墙起隔流堤作用，形成半开敞式引航道。
➢2.乌江枢纽概况
➢2.乌江枢纽概况
沙沱电站枢纽布置
➢2.乌江枢纽概况
彭水电站枢纽布置
➢2.乌江枢纽概况
银盘电站枢纽布置
➢3.银盘引航道布置研 究
银盘水利枢纽位于乌江下游，是重庆境内乌江河段规划建设的三个枢纽中的第二 个梯级，距涪陵乌江河口里程约93km，电站装机容量600MW。设计额定水头 26.5m，最大水头36.5m，最小水头8.8m，规划修建单级船闸通航。
扩散区斜流强度随导航隔流墙长度的变化图
Q=1914m3/s工况下，回流区下方的斜流扩散区纵向流速、横向流速平均值随隔流墙长度的变化见图a、b，随着L的增加，纵
向流速逐渐增大；横向流速总体上也逐渐增大，但L=420m、β=160°时情况下横流值有较明显减小，横向速度约0.33m/s。
➢对斜流强度的影响
191L4=420m、不同0β.情57况下横流值0.比81较表 0.56
7000➢3.银盘引航道布置研 究
3.2 上游引航道优化布置方案
切除上游引航道进口凸咀， 船舶在停泊区停靠后进闸的试 验最大舵角由原设计方案的 28.85°降低为22.20º，下行 船舶进入停泊区的操纵难度明 显降低。
集中布置的渠化枢纽，应避免泄水建筑物、通 航建筑物、电站三者水流的互相干扰，三者之间应设 置足够长度的分水堤
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢直线段布置长度不足时的开敞式引航道布置
一般沿内侧岸边按导航段L1、调顺段L2、停泊段 L3、制动段L4进行布置，外侧设置长（1.0～2.0）LC
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
➢导航隔流墙长度对口门区通航水流条件的影响较大
研究表明L=355m、堤头在弯顶附近时，下引航道口门
区通航条件相对较好。
➢概化模型设计
➢3.银盘引航道布置研 究
横断面概化为矩形断面，概化模型底高程取出口顺直段，平 均高程177.5m；尾水渠岸坡也概化为直立边坡型式。
纵向流速最大值 -
- 0.43 0.83 1.24 1.40
回流最大值
0.57 0.31 0.34 0.67 0.30 0.52
7000 横向流速最大值 0.38 0.47 0.38 0.37 0.33 0.36
纵向流速最大值 1.28 1.56 1.68 1.75 1.92 2.41
堤头位于弯顶上游时口门区回流强度大，堤头位于弯顶下方时 枯期电站尾水出流时口门区横流较强，隔流墙堤头在弯顶稍下游位 置时通航水流条件相对较好，这与沙沱、银盘的设计结果一致。
➢ 嘉陵江最高通航水位多采取相对保证率99％洪水流量 对应水位。 ➢ 乌江银盘建议采取洪水频率65％、相对保证率99％对应 洪水流量9220m3/s作为银盘最高通航流量。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
（3）通航建筑物的设置要求主要是改善航运条件，保 证船舶安全顺利进出通航建筑物并进入主航道，口门区 的通航水流条件是通航建筑物布置所考虑的关键问题。
谢谢！
（2）山区河流枢纽较大的下泄水流对通航建筑物口门区 的也产生较大影响；通航建筑物须适应较大的水位变幅， 枯洪水情况下，上下游引航道具有完全不同的水流状态， 增加了通航建筑物的布置难度。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
（2）山区河流枢纽较大的下泄水流对通航建筑物口门区 的也产生较大影响；通航建筑物须适应较大的水位变幅， 枯洪水情况下，上下游引航道具有完全不同的水流状态， 增加了通航建筑物的布置难度。
➢3.银盘引航道布置研 究
c）纵向流速(Q=7000m3/s) d）横向流速(Q=7000m3/s) 扩散区斜流强度随导航隔流墙长度的变化图
Q=7000m3/s工况下，随着隔流墙长度L的增加，纵向流速均呈增大趋势。平均横向流速在0.3m/s～0.5m/s之间变化，隔流 墙长度L=320～420m，横向流速相对较小，约为0.35m/s
乌江银盘电站船闸 引航道通航条件研究
港航工程系： 赵志舟
汇报内容
1、山区河流通航建筑物引航道布置研究现状 2、乌江枢纽概况 3、乌江银盘引航道布置型式研究
➢1.1 引航道的功能与要求：
➢1.研究现 状
引航道是连接船闸闸首与主航道的一段航道，其作 用在于保证船舶安全、顺利地进出船闸，供等待过闸的 船舶安全停泊，并使进出闸船舶能交错避让 。
➢3.银盘引航道布置研 究
➢尾水渠出口段岸线与坝轴法线夹角β对水流条件的影响
在Q=1914m3/s仅电站出流情况下工况下，β越大堤头下方 的回流区范围相对较大；Q=7000m3/s工况下，β对回流区强度
影响明显减小。
在隔流墙布置相同的情况下，纵向流速随着β的增加而 略大有，增14大0°；时由次于之斜、流1角60度°不时同最横，小流横最向大流值速(m/在s)β=150°时最
草街枢纽
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
最高通航流量标准：
《船闸总体设计规范》规定，船闸上游最高通航水位 的确定应根据船闸的级别按设计洪水频率确定，对于出现 高于设计最高通航水位历时较短的山区性河流作了一些补 充规定，Ⅳ级船闸可采用5～3年一遇洪水标准。
➢规范最高通航流量P=3%, 12700m3/s。
最小航速(m/s)
下1游.5引6 航道船模试1.验55结果 2.86
行 工况3b 13.70 9.35 2.92
➢3.银盘引航道布置研 究
3.3调度运行措施方案对口门区通航条件的影响
➢ Q=9220m3/s的运行方式
4台机发电的情况下， 2#、3#、5～10＃泄水闸泄洪和5～10＃ 泄水闸泄洪相比，船舶上行和下行最大舵角从15.92°和5.25° 减小到14.97°和14.41°，船舶航行难度减小。
➢3.银盘引航道布置研 究
➢隔流墙长度L对下游口门区水流条件的影响
β=160°、不同L时口门区中心线特征流速表
流量 (m3/s)
特征值 (m/s)
回流最大值
隔流墙长度（m） 220 270 320 370 420 470 0.68 0.92 0.87 0.66 0.62 0.17
1914 横向流速最大值 0.30 0.37 0.46 0.58 0.33 0.79
➢1.研究现 状 ➢引航道的直线段布置要求：
采用直线进闸、曲线出闸布置时， 《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）要求：
L－直线段； L1—导航段；L1≥Lc L2—调顺段；L2≥（1.5～2.0）Lc L3—停泊段；L3≥Lc
L4—制动段； L4=αLc
L5—口门区； B1—口门宽度； B0—引航道宽度
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
（3）下游口门区水流特征
a) 1914m3/s
b) Q=7000m3/s
流场分布图（L=420m、β=160°）
➢3.银盘引航道布置研 究
3.1 下游引航道优化布置方案
➢对回流强度的影响
a）Q=1914m3/s回流区长度 b）Q=1914m3/s回流区宽度 c）Q=7000m3/s回流区长度 图5 回流范围随导航隔流墙长度的变化(Q=1914m3/s)
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
(1)山区河流河谷地形峡谷弯曲、直线段短，使得通航建 筑物与电站难以集中布置，即使集中布置，由于河道狭 窄，使得通航建筑物与电站之间影响较大，特别是电站 尾水对引航道口门区水流条件的影响。
➢1.研究现 状
➢1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢通航建筑物在枢纽中的相对位置分为： 分散布置、集中布置 。
构皮滩水电站分散布置
➢1.研究现 状
湘江大源渡枢纽旁侧布置
嘉陵江马回枢纽裁弯取直布置
➢1.3通航建筑物布置研究现状
➢1.研究现 状
➢通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：
集中布置:当坝址处河面开阔，河床内能同时布 置挡水、泄水建筑物，通航建筑物及电站等水工建筑 物时可采用。
➢3.银盘引航道布置研 究
3.2 上游引航道优化布置方案
➢3.银盘引航道布置研 究
3.3调度运行措施方案对口门区通航条件的影响
➢ 流量Q=2552m3/s时的上调度行运行措施 下
工况
工况3a
工况3b 工况3a
最工大况舵角3a(°：)四台机组发18.电23泄流；14.26 17.92 最工大况漂角3b(°：) 1～3#机组12发.17电配合91、1.1130＃闸12泄.0流0
➢1.研究现 状
普遍反映《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）规定的限值要求较高，不 易达到，操作起来有一定难度.
表2.1 口门区水面最大流速限值
船闸级别
Ⅰ～Ⅳ Ⅴ～Ⅶ
纵向流速（m/s）
≤2.0 ≤1.5
横向流速（m/s）
≤0.30 ≤0.25
回流流速（m/s） ≤0.4
根据国内西江、嘉陵江、涪江、湘江等河流通航建筑物水工模型 试验结果，口门区的水流条件限值可适当提高至VL≤2.4m/s，VX ≤0.35m/s，V0≤0.45m/s。 由于乌江水急滩险，船舶装配动力普遍较大，每载重吨配备功率 在1kw以上，此外乌江航道较为狭窄，同吨位货船的吃水比其他 河流大0.2～0.4m。彭水、银盘水工模型试验表明，在VX≤ 0.45m/s情况下，船模仍能顺利进出引航道。
Q=1914m3/s工况下，L≤320m时整个口门区基本为回流，回流流速较大。随着隔流墙长度的增加，口门区、连接段的 回流长度、宽度、强度逐渐减小，L=420m时，回流区长度约100m、宽约60m，回流流速减小至0.62m/s
➢对斜流强度的影响
➢3.银盘引航道布置研 究
a）纵向流速(Q=1914m3/s) b）横向流速(Q=1914m3/s)
的导航墙起隔流堤作用，形成半开敞式引航道。
➢2.乌江枢纽概况
➢2.乌江枢纽概况
沙沱电站枢纽布置
➢2.乌江枢纽概况
彭水电站枢纽布置
➢2.乌江枢纽概况
银盘电站枢纽布置
➢3.银盘引航道布置研 究
银盘水利枢纽位于乌江下游，是重庆境内乌江河段规划建设的三个枢纽中的第二 个梯级，距涪陵乌江河口里程约93km，电站装机容量600MW。设计额定水头 26.5m，最大水头36.5m，最小水头8.8m，规划修建单级船闸通航。
扩散区斜流强度随导航隔流墙长度的变化图
Q=1914m3/s工况下，回流区下方的斜流扩散区纵向流速、横向流速平均值随隔流墙长度的变化见图a、b，随着L的增加，纵
向流速逐渐增大；横向流速总体上也逐渐增大，但L=420m、β=160°时情况下横流值有较明显减小，横向速度约0.33m/s。
➢对斜流强度的影响