欢迎您来到全国水雨情信息网站! 2021年1月28日 星期五
 
  当前位置: 首页--水利百科--航道与港口--渠化工程

船闸输水系统

2020-04-09 21:01

为船闸闸室灌水和泄水的设施。船闸输水系统由进水口、输水廊道、阀门段、出水口及消能工等构成。船闸闸室灌水时,利用启闭机械将输水阀门开启,水流由进水口通过输水廊道,经消能后流入闸室,待闸室内水位与上游水位齐平,将输水阀门关闭。闸室泄水时开启泄水阀门,使闸室水位降至与下游水位齐平。输水系统是船闸的重要组成部分,直接影响到船舶能否在要求的过闸时间内安全顺利地过闸,在船闸设计和管理中均应充分重视。

类型选择

输水系统按灌泄水方式可分为集中输水系统和分散输水系统两大基本类型。

输水系统类型的选择主要根据作用在船闸上的水头的大小、要求的输水时间的长短以及其他技术经济指标等因素确定。一般来说,当作用在船闸上的水头较大、要求的输水时间较短时,宜采用分散输水系统,否则采用集中输水系统。根据世界各国已建船闸的运转经验和资料分析,在初步规划设计阶段选择输水系统的类型时,可按m值的大小来选取,

,式中,T为要求的船闸输水时间,min;H为船闸的设计水头,m。当m>3.5时,可采用集中输水系统;当m<2.5时,可采用分散输水系统;当2.5<m<3.5时,应进行技术经济论证或参考类似工程选取集中或分散输水系统。

布置原则

(1)在船闸灌泄水过程中,大量水体从上游通过输水系统灌入闸室或从闸室通过输水系统泄往下游。在水体运动的过程中,伴随着大量能量转换,使停泊在闸室或引航道内的船舶受到一定的水流作用力,导致不同程度位移、摆动并使系船缆绳受力。为改善进出闸室的水流条件,保证船舶的停泊安全,输水系统的布置应使流入闸室的水流沿闸室长度和宽度方向分布均匀,并在水流进入闸室以前,尽可能多地消减水体所挟带的能量。为此,可根据具体条件布置消力梁、消力槛、消力池、消能室和消能盖板等消能工。

(2)为提高船闸通过能力,必须尽量缩短船舶过闸各项作业所需的时间,其中包括船闸闸室的灌泄水时间。输水系统的布置应具有较高的输水能力,满足缩短灌泄水时间的要求。

(3)在船闸灌泄水过程中,进出闸室的水流对过闸船舶有水流作用力,这种作用力通过船舶传递给系船缆绳。系船缆绳的缆绳拉力的大小是表征过闸船舶在闸室内停泊平稳程度的主要标志。输水系统的布置应尽量减小过闸船舶的缆绳拉力。

设计基本要求

①闸室灌泄水时间应等于或小于按船闸通过能力所确定的输水时间。②过闸船舶在闸室及上、下游引航道内具有良好的停泊条件和航行条件,其缆绳拉力不超过规定的允许值。③在闸室灌泄水过程中,船闸各部位不应因水流冲刷、空蚀或振动等遭到破坏。此外,对省水船闸、防咸船闸、多级船闸还应满足各自的特殊要求。

设计内容

①选定输水系统的类型。②拟定输水系统的布置型式、消能措施以及输水廊道等各部分的尺寸。③按拟定的输水系统的布置方式及输水阀门的启闭方式核算船闸的闸室灌泄水时间是否满足船闸通过能力的要求。④绘制船闸灌泄水过程的水力特性曲线,包括水位、流量、能量及输水阀门开启度随时间变化的曲线。⑤确定输水阀门后的水力现象,以判定输水阀门和输水廊道的工作条件。⑥估算作用在过闸船舶上的水流作用力是否在缆绳拉力的允许值内,以判定过闸船舶的泊稳条件。

输水系统的水力计算尚不够完善,为使输水系统设计合理,保证船闸的安全运转,输水系统的布置特别是大中型船闸输水系统的布置以及高水头船闸阀门的工作条件通常需通过水工模型试验确定。

发展趋势

随着航运和水利建设的发展,为适应作用在船闸上水头增大的要求,趋向采用灌泄水时间短、船闸停泊条件好的分散输水系统。在已建船闸中,美国基本上采用分散输水系统。苏联在20世纪60年代以前多采用集中输水系统,在此以后也多采用分散输水系统。中国以往多数船闸采用集中输水系统,20世纪80年代以来,随着通航水利枢纽的建设,采用不同类型分散输水系统的船闸日益增多,如葛洲坝、水口、五强溪、万安、沙溪口、贵港、东西关等,其中葛洲坝3座船闸的输水系统的设计已达到世界先进水平,1号和2号船闸的输水水体与最大流量均是世界最大的,而三峡船闸输水系统更创多项世界之最。

责编: system