吳英卓,陳 建,王智娟,周 赤,江耀祖

(長江科學(xué)院 水力學(xué)研究所,武漢 430010)

高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置及應(yīng)用

吳英卓,陳 建,王智娟,周 赤,江耀祖

(長江科學(xué)院 水力學(xué)研究所,武漢 430010)

根據(jù)國內(nèi)外及長江科學(xué)院建院50多年來對高水頭船閘輸水系統(tǒng)水力學(xué)研究成果，對高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置型式及關(guān)鍵部位體型應(yīng)用進(jìn)行了簡單介紹，給出了適應(yīng)不同閘室尺度及水頭的等慣性輸水系統(tǒng)基本型式和優(yōu)化閘室內(nèi)船舶停泊條件以及解決輸水系統(tǒng)空化問題的關(guān)鍵部位優(yōu)化體型，提出了通過閥門底緣摻氣解決船閘輸水反弧門底緣空化從而簡化高水頭船閘輸水閥門段體型的新思路，以及有望應(yīng)用于超高水頭船閘的具有內(nèi)外消能系統(tǒng)的新型分散輸水系統(tǒng)型式，可提供給有關(guān)的科研設(shè)計(jì)工作者參考。

高水頭船閘;輸水系統(tǒng);閥門段;分流口;閘室內(nèi)出水口

船閘輸水系統(tǒng)可分為集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)2大類，對于水頭超過20 m的高水頭船閘一般采用分散輸水系統(tǒng)。高水頭船閘運(yùn)行時(shí)輸水系統(tǒng)水流流速高，進(jìn)入閘室內(nèi)的水體能量大，輸水閥門段等邊界變化較劇烈的部位極易發(fā)生空蝕破壞，閘室內(nèi)的船舶停泊條件也難以滿足要求。為保證船舶在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)安全順暢過壩，選擇與規(guī)模和水頭相適應(yīng)的船閘輸水系統(tǒng)布置型式至關(guān)重要。

近年來隨著我國西部水電開發(fā)，在通航河流上已建、在建和擬建較多的高壩大庫與之配套的通航建筑物，大部分為水頭超過30m的高水頭單級船閘，如在建的銀盤船閘、擬建的白馬船閘和大藤峽船閘等。因此，本文對國內(nèi)外已建高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置與應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)分析，提出了適應(yīng)高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置選型的技術(shù)方案。

1 國內(nèi)外高水頭船閘輸水系統(tǒng)簡介

表1列出了國內(nèi)外部分水頭超過25 m的高水頭船閘的規(guī)模、水頭、輸水系統(tǒng)形式等基本資料。

1.1 高水頭船閘輸水系統(tǒng)類型及發(fā)展

船閘輸水系統(tǒng)必須與船閘閘室尺度和水頭相匹配，因此高水頭船閘輸水系統(tǒng)形式眾多。水頭超過25 m的高水頭船閘早期大多采用閘底長廊道或閘底前后橫支廊道輸水系統(tǒng)布置形式，如前蘇聯(lián)修建的世界上水頭最高的單級船閘——烏斯基-卡米諾阿爾斯基船閘，最大水頭達(dá)H=42.0 m，采用了設(shè)中間消能室的閘底長廊道輸水系統(tǒng)(其輸水效率較低，表明輸水系統(tǒng)選擇不當(dāng))；20世紀(jì)50—60年代美國建成了一批采用閘底前后橫支廊道輸水系統(tǒng)的船閘，如冰港、下紀(jì)念碑和小鵝等高水頭船閘。自法國首先提出等慣性輸水的原理并在上世紀(jì)50年代建成第一座等慣性輸水系統(tǒng)的圣-皮爾船閘(水頭26 m)，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界上水面平均上升速度最快的記錄(3.65 m/min)[1]后，等慣性輸水系統(tǒng)以其輸水效率高、閘室停泊條件好的特點(diǎn)被后續(xù)的高水頭船閘廣泛采用，并被不斷研究修改完善。上世紀(jì)70年代美國建成了更為實(shí)用的閘墻廊道4區(qū)段出水垂直分流等慣性輸水系統(tǒng)的下花崗巖船閘[2](H=32.0 m，T=8.1 min)，使得等慣性輸水系統(tǒng)布置形式更具工程實(shí)踐價(jià)值。前蘇聯(lián)還曾研究過水頭為55.5 m及107.5 m的單級船閘，提出了8區(qū)段出水的最復(fù)雜的等慣性輸水系統(tǒng)布置形式，以及在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的帶蓄水池及帶補(bǔ)充輸水系統(tǒng)的船閘輸水系統(tǒng)布置。

1.2 部分高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置

建成于20世紀(jì)70年代的美國下花崗巖船閘[2]，最大水頭達(dá)31.6 m，為高水頭單級船閘。因其閘室尺度較大，為206 m×26.2 m(長×寬)，所以采用了與閘室尺度匹配的4區(qū)段8縱支廊道出水等慣性輸水系統(tǒng)，是第一個(gè)采用該類型輸水系統(tǒng)的船閘。該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、分流口采用垂直分流口、閘室內(nèi)出流形式為出水支廊道上側(cè)壁多支孔側(cè)向出流明溝消能。其輸水時(shí)間T=8.1 min，輸水效率較高。

表1 國內(nèi)外部分高水頭船閘特征統(tǒng)計(jì)表Table 1 Summary of high-head shiplocks in China and abroad

注：上標(biāo)1為處于在建階段；上標(biāo)2為處于設(shè)計(jì)階段；上標(biāo)3為設(shè)計(jì)方案，船閘未建；上標(biāo)4為輸水系統(tǒng)選擇不當(dāng)，輸水效率過低。

1981年投入運(yùn)行的我國長江葛洲壩3#船閘[3]，最大水頭H=27.0 m，為單級船閘。閘室尺度為120 m×18 m，采用2區(qū)段4縱支廊道等慣性輸水系統(tǒng)，該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、分流口采用水平分流口、出流形式為出水支廊道頂部出流蓋板消能。輸水效率高(T=7.0 min)，其水面平均上升速度達(dá)到3.86 m/min，居世界首位。

1981年投入運(yùn)行的我國長江葛洲壩2#船閘[3]，最大水頭H=27.0 m，為單級船閘。閘室尺度為280 m×34 m，采用閘底縱橫支廊道3區(qū)段等慣性輸水系統(tǒng)，該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、出流形式為側(cè)向出流明溝消能。

1990年投入運(yùn)行的長江葛洲壩1#船閘[3]，最大水頭H=27.0 m，為單級船閘。閘室尺度280 m×34 m，采用了4區(qū)段8縱支廊道等慣性輸水系統(tǒng)，該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、分流口前T型管帶導(dǎo)向分流脊、分流口為垂直分流口、出流形式為頂部出流蓋板消能。該船閘T=9.3 min，輸水水體及最大流量均為當(dāng)時(shí)世界之最。

2003年投入運(yùn)行的長江三峽連續(xù)5級船閘[4]，中間級最大水頭H=45.2 m，閘室尺度280 m×34 m，采用了4區(qū)段8縱支廊道等慣性輸水系統(tǒng)(圖1)。該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、分流口采用垂直分流口、T型管不帶分流脊、出流形式為頂部出流蓋板消能。其規(guī)模及輸水性能(輸水時(shí)間10～12 min)居世界已建連續(xù)多級船閘首位。

圖1 三峽船閘中間級閘室輸水系統(tǒng)布置Fig.1 Layout of the water conveyance system for the middle-level chamber of Three Gorges Shiplock

在建的烏江銀盤船閘[5]，最大水頭35.12 m，為高水頭單級船閘，是亞洲已建和在建的最高水頭單級船閘。閘室尺度120 m×12 m，采用2區(qū)段2縱支廊道等慣性輸水系統(tǒng)，該輸水系統(tǒng)主廊道布置在閘墻兩側(cè)、分流口采用垂直分流口、出流形式為頂部出流蓋板消能。輸水時(shí)間10 min。

根據(jù)資料，被當(dāng)今高水頭船閘廣泛采用的等慣性輸水系統(tǒng)，一般在閘室長度短于200 m時(shí)采用2區(qū)段等慣性輸水系統(tǒng)，當(dāng)閘室長度超過200 m時(shí)采用4區(qū)段等慣性輸水系統(tǒng)，這是為縮短分支廊道長度，使出水流量分配更易均勻且能更好地適應(yīng)船閘輸水非恒定流影響。

2 關(guān)鍵部位布置的分析與討論

2.1 輸水主廊道布置

對于采用等慣性輸水系統(tǒng)的高水頭船閘，輸水主廊道既可布置在閘室的一側(cè)，也可對稱布置在閘室的兩側(cè)。當(dāng)船閘地形地質(zhì)條件適合船閘一側(cè)閘墻采用襯砌式而另一側(cè)采用重力式閘墻時(shí)，采用的單側(cè)閘墻主廊道輸水系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工程投資省等顯著優(yōu)點(diǎn)。國外有一些水頭在15 m以下的船閘采用了主廊道單側(cè)布置形式，我國的富春江七里瀧船閘(最大水頭20.5 m單級船閘)也曾采用這種布置方式。但在葛洲壩3#船閘(最大水頭27.0 m單級船閘)和三峽船閘(最大水頭45.2 m多級船閘)主廊道單側(cè)布置方案模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在閘室內(nèi)出水支廊道對稱布置格局下，即使在某流量下分流口分流是基本均勻的，閘室內(nèi)船舶最大橫向力仍超標(biāo)，且難以糾正。這是因單側(cè)進(jìn)流條件下難以保證在不同輸水流量下各出水支廊道的分流始終均勻，隨著船閘水頭的提高進(jìn)入閘室的水體能量增大，這種分流的不均衡會更加突出，以致停泊條件難以滿足要求。另外，在葛洲壩船閘和三峽船閘模型試驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)，主廊道單側(cè)布置方案事故單閥門運(yùn)行時(shí)，閥門段水力學(xué)條件較差，空化問題非常突出,較難解決[6]。

因此,對于采用閘室內(nèi)出水支廊道對稱布置格局的超高水頭船閘，主廊道宜雙側(cè)對稱布置。已建的水頭超過27 m的葛洲壩1#，2#，3#船閘、三峽船閘、銀盤船閘最終均采用了主廊道雙側(cè)布置形式。處于設(shè)計(jì)階段的白馬船閘、大藤峽船閘輸水系統(tǒng)也采用了主廊道雙側(cè)布置形式。

2.2 閥門及閥門段體型

高水頭船閘輸水閥門啟閉時(shí)，門下主流流速高，壓力低，當(dāng)水流的壓力低于氣化壓力時(shí)，便產(chǎn)生空穴水流，形成氣化泡，氣化泡不斷的生成、移動、破裂，水流邊界受到氣化泡破裂時(shí)的巨大沖擊力導(dǎo)致剝蝕作用，對建筑物壁面產(chǎn)生極大的破壞力。如美國小鵝船閘 (水頭30.8 m)、約翰德船閘(水頭34.5 m)，俄羅斯沃特金電站船閘(工作水頭23.0 m)，我國葛洲壩船閘(水頭27.0 m)、萬安船閘(水頭32.5 m)等都曾在運(yùn)行過程中發(fā)生巨大的爆破聲，閥門面板或輸水閥門后廊道壁面出現(xiàn)了空蝕破壞現(xiàn)象。

為了避免空化空蝕產(chǎn)生的不良后果，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作。早期船閘閥門大多采用平板門。為了克服門槽空蝕，我國曾經(jīng)在七里垅船閘上采用附腿式平板門，在閥門開啟時(shí)附腿填平門槽使廊道側(cè)壁保持平順，運(yùn)用效果良好。1934年美國首次采用了無門槽反弧門，規(guī)避了高速水流條件下門槽空化問題，之后無門槽的反弧門以其優(yōu)良的防振和防空化性能在高水頭船閘上得到了廣泛應(yīng)用。而大量的實(shí)踐表明，隨著船閘水頭的提高，反弧門在開啟過程中，閥門門楣縫隙、底緣及門后剪切帶容易形成空化水流[7]，特別是閥門在開度0.3～0.6范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，閥門底緣及門后剪切帶空化問題比較突出。美國最早提出了在閥門后廊道頂自然通氣的措施以減免空化，但我國河流水位變幅較大，在閥門后廊道頂自然通氣的方法在很多條件下不適用。前蘇聯(lián)提出了門后廊道邊壁突擴(kuò)(見圖1)，使閥門底緣水流分離及門后剪切帶形成的空化水流遠(yuǎn)離廊道邊壁以減輕空蝕破壞。我國的學(xué)者們進(jìn)行了大量的研究工作，提出了在反弧門頂止水門楣處設(shè)置通氣孔的措施，基本上消除了門楣頂縫空化[8]，也使得閥門底緣空化得到了一定緩解。

經(jīng)過20世紀(jì)70年代至本世紀(jì)初的葛洲壩船閘、萬安船閘及三峽船閘等一系列以模型試驗(yàn)為主的探索修改后，我國高水頭船閘閥門段減蝕基本采用“增加閥門段埋深+反弧門+突擴(kuò)腔+門楣摻氣等其它輔助措施”的方法 ，該組合措施被我國三峽船閘及后續(xù)高水頭船閘廣泛應(yīng)用[4-5,9]。近幾年對已建成的高水頭船閘進(jìn)行了大量原型觀測工作，觀測發(fā)現(xiàn)，門楣通氣的方法對消除頂縫空化效果顯著，但因到達(dá)閥門底緣的氣量有限，對減免閥門底緣以及門后剪切帶空化效果不明顯；采用突擴(kuò)的方法使得門后廊道體型復(fù)雜，同時(shí)產(chǎn)生了一些新的空化源，特別是在升坎處的空化較為突出，目前某高水頭船閘升坎處已監(jiān)測到明顯空化存在。三峽船閘之后的銀盤船閘輸水閥門段在采用突擴(kuò)體型的同時(shí)又在突擴(kuò)腔設(shè)置了強(qiáng)迫通氣設(shè)施。由此可發(fā)現(xiàn)，隨著水頭的不斷提高，我國高水頭船閘輸水閥門段體型有越來越復(fù)雜的趨勢，因此研究如何避免閥門底緣和門后剪切帶水流發(fā)生空化、由此避免因采用復(fù)雜的閥門段體型而出現(xiàn)新空化源的減蝕措施，對增加船閘運(yùn)行安全、降低工程造價(jià)(簡化閥門段廊道體型、減小閥門段埋深)及提高船閘的設(shè)計(jì)水頭是一個(gè)極具科學(xué)研究意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的項(xiàng)目。為此國家自然科學(xué)基金資助開展了閥門底緣摻氣減蝕研究，以期從根本上解決船閘閥門底緣及門后剪切帶水流空化問題。

2.3 分流口體型

分流口所起作用是期望將流量分成相等的幾部分進(jìn)入支廊道，分流的好壞是等慣性輸水系統(tǒng)能否取得良好效果的第一步。

等慣性輸水系統(tǒng)的分流形式可分為水平分流和垂直分流2種。水平分流系用垂直墩將孔口一分為二，如美國的米列斯菲雷船閘、瓊斯陡崖船閘、葛洲壩3#船閘等就是采用如圖2(a)所示的分流口。垂直分流系用水平隔板將孔口隔成上、下2個(gè)孔口，如美國的下花崗巖船閘、葛洲壩1#船閘、三峽船閘以及銀盤船閘等基本如圖2(b)所示。

圖2 第1分流口結(jié)構(gòu)形式示意圖Fig.2 Structural patterns of the primary diversion outlet

圖3為三峽船閘模型試驗(yàn)得到的水平分流口和垂直分流口的分流特性圖[10]。從圖發(fā)現(xiàn)，垂直分流口分流較水平分流口均勻，分析原因是主廊道內(nèi)水流90°轉(zhuǎn)向后再通過分流墩，因轉(zhuǎn)彎影響造成水平向水流分布不均勻度大于垂直向。對于主廊道雙側(cè)布置形式，水平分流的不均勻性是疊加的，而垂直分流則會相互抵消。從分流均勻性的角度來看垂直分流更好。因此對超高水頭船閘采用垂直分流口為宜。

圖3 第1分流口分流比曲線Fig.3 Curves of split ratio at the primary diversion outlet

從圖3可知，去掉分流脊可使水平分流更趨均勻，但研究發(fā)現(xiàn)去掉分流脊后，水流失去分流脊的導(dǎo)向作用，轉(zhuǎn)向水流紊動加強(qiáng)，分流口區(qū)域的壓力狀況變差。銀盤船閘分流口模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙閥tv=2 min快速開啟工況，去掉分流脊后分流墩壓力脈動峰峰值最大增加1倍左右[5]。因此從提高分流墩抗空化能力而言，帶分流脊的T型管體型較好，但若分流脊體型選擇不良，在閘室泄水時(shí)分流脊脊頂水流分離區(qū)會出現(xiàn)較大壓力脈動；另外對于三峽船閘中間級閘室存在補(bǔ)水運(yùn)行工況和葛洲壩1#船閘的敞泄沖沙工況，帶分流脊的分流口是不適合的，因?yàn)橹骼鹊纼?nèi)的直通水流會使分流脊背水面形成有害負(fù)壓，危害結(jié)構(gòu)安全。

三峽船閘垂直分流口分流墩體型研究發(fā)現(xiàn)，隨進(jìn)入分流口流速增大，墩頭壓力狀況變差——時(shí)均壓力降低、壓力脈動加劇，分流墩進(jìn)口平均流速超過14.40 m/s時(shí)半圓形墩頭局部出現(xiàn)負(fù)壓(時(shí)均壓力)，而此流速下橢圓形墩頭最低時(shí)均壓力為6.00×9.81 kPa左右，說明半圓形墩頭對流速的適應(yīng)范圍小于橢圓形墩頭[11]。因此對于超高水頭船閘，分流墩頭體型宜采用曲率半徑較大的橢圓或其他流線型形式[5,11]。

葛洲壩1#船閘原型觀測表明，船閘運(yùn)行分流口最大平均流速為10.65 m/s[12]，經(jīng)過近30 a的運(yùn)用，半圓型分流墩無剝蝕現(xiàn)象，說明垂直分流口最大流速控制在11.00 m/s以下是安全的。三峽船閘模型試驗(yàn)及原型觀測資料表明，半圓形分流墩采用抗蝕材料處理后，垂直分流口最大平均流速控制在14.00 m/s左右，可保證分流口的安全；考慮分流口段壓力因素影響，對于圓形墩頭垂直分流口，空化數(shù)應(yīng)大于2。

2.4 閘室內(nèi)出流及消能方式

現(xiàn)有已建和在建的高水頭船閘，其閘室內(nèi)出流形式分為2種：一種出水孔布置在出水廊道側(cè)壁，稱為側(cè)向出流；一種出水孔布置在出水廊道頂板上，稱為頂部出流。對于出口消能形式，美國多采用側(cè)向出流明溝消能方式，我國葛洲壩2#船閘采用的也是這一方式，而葛洲壩1#船閘和3#船閘采用的是頂部出流蓋板消能方式。經(jīng)過葛洲壩船閘30多年運(yùn)用發(fā)現(xiàn)，頂部出水蓋板消能布置形式防淤性能較好，更適合我國河流含沙量較大的特點(diǎn)，且更便于進(jìn)行閘底清理維護(hù)。因此后續(xù)三峽船閘、銀盤船閘等均采用了頂部出流蓋板消能方式。

出口水流消能效果決定了閘室內(nèi)停泊條件的好壞。在明溝或蓋板的淹沒深度一定的情況下，消能效果主要取決于出水孔在閘室平面上的布置格局以及明溝或蓋板形式。為此對出水孔布置形式以及明溝或蓋板體型做了大量研究，得到了一些布置原則和較優(yōu)體型。如：各區(qū)段出水孔所覆蓋的閘室平面面積盡量相等、出水孔按等間距等面積或按等間距變面積(遠(yuǎn)小近大)布置[13]；出水孔總面積與出水支廊道面積比宜在1∶1左右[14]，不宜過大；采用消能效果更好的雙明溝[15]或蓋板加小明溝消能工[10]；蓋板體型以翼型和裙梁等高型消能效果稍優(yōu)[16]等。

一般情況下，通過調(diào)整優(yōu)化分流口分流比、輸水閥門運(yùn)行方式、出水孔布置格局以及明溝或蓋板體型可使閘室內(nèi)船舶停泊條件滿足要求。葛洲壩船閘原型運(yùn)用表明，優(yōu)化后的側(cè)向出流明溝消能方式或頂部出流蓋板消能方式對水頭在30 m以下的中高水頭單級船閘是適用的；美國下花崗巖船閘(H=31.6 m，閘室尺度為206 m×26.2 m(長×寬))半個(gè)世紀(jì)的成功運(yùn)用表明，對于水頭超過30 m的高水頭單級船閘，優(yōu)化后的側(cè)向出流明溝消能方式是適用的；對于中間級最大水頭為45.2 m的三峽多級船閘而言，優(yōu)化后的頂部出流蓋板消能方式是適用的。但近期研究發(fā)現(xiàn)，對于閘室尺度更大、水頭更高的單級船閘，僅靠前述優(yōu)化調(diào)整措施停泊條件較難達(dá)標(biāo)。如閘室尺度與三峽船閘相同、最大水頭為40.25 m的大藤峽單級船閘，初步設(shè)計(jì)階段輸水系統(tǒng)采用與三峽船閘相同的布置形式——4區(qū)段8縱支廊道頂部出水、蓋板消能，因單級船閘水頭消減慢于多級船閘中間級閘室，運(yùn)用條件更加惡劣，初步研究表明在采用與三峽船閘相同的快速開閥條件下其輸水最大流量已達(dá)1 000 m3/s以上，超過三峽船閘600 m3/s的最大運(yùn)用流量，因而進(jìn)入閘室的能量超過三峽船閘，初步研究發(fā)現(xiàn)其閘室內(nèi)船舶系纜力最大值超過規(guī)范要求一倍，因此對于此類船閘采用常規(guī)的分流口體型及出水孔布置型式難于解決問題，可考慮采用消能率更高的具有內(nèi)部消力池與外部消能蓋板兩套消能系統(tǒng)的新型分散輸水系統(tǒng)(長江科學(xué)院專利產(chǎn)品)，或采用大空腔自分流的第二分流口型式，減小分流口等非出流區(qū)域面積，使出水孔可以更加廣泛地布置在閘室中，達(dá)到減小閘室水流縱橫向流動，降低主要參與消能水體的比能，這一輸水系統(tǒng)布置型式已經(jīng)長江科學(xué)院研究確定，實(shí)測系纜力等指標(biāo)已明顯優(yōu)于三峽船閘。

3 結(jié) 語

高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置形式是隨著船閘水頭和規(guī)模的提高不斷推陳出新的，由最初適用于低水頭船閘的集中輸水系統(tǒng)，發(fā)展到中高水頭船閘適用的簡單分散輸水系統(tǒng)，再到高水頭和超高水頭適用的復(fù)雜分散輸水系統(tǒng)；由適應(yīng)200 m以下閘室長度的2區(qū)段等慣性輸水系統(tǒng)，發(fā)展到適應(yīng)200 m以上閘室長度的4區(qū)段等慣性輸水系統(tǒng)。因此對以往高水頭船閘輸水系統(tǒng)布置研究成果進(jìn)行總結(jié)分析，對快捷地獲得適用于大尺度超高水頭船閘的輸水系統(tǒng)布置形式，輸水閥門底緣摻氣減蝕和具有內(nèi)部消力池與外部消能蓋板2套消能系統(tǒng)的新型分散輸水系統(tǒng)都是由此帶來的新思路。

隨著我國高水頭船閘設(shè)計(jì)研究水平的不斷提高，特別是閥門防空化技術(shù)和消減閘室內(nèi)出流能量的措施的日趨成熟和完善，必將進(jìn)一步推動高水頭船閘建設(shè)的發(fā)展。

[1] 鮑 倫(Bolline).船閘運(yùn)轉(zhuǎn)的水力特性[R].北京：水利部規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，1981. (BOLLINE. Hydraulic Characteristics of Shiplock Operation[R]. Beijing: Administration Bureau of Planning and Design of Ministry of Water Resources, 1981. (in Chinese))

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(編輯：王 慰)

Pattern and Layout of Crucial Parts of High-head Shiplock’s WaterConveyance System and Applications

WU Ying-zhuo, CHEN Jian, WANG Zhi-juan, ZHOU Chi，JIANG Yao-zu

(Hydraulics Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China)

The type and layout of crucial parts of high-head shiplock’s water conveyance system is introduced in this paper. The paper is based on research achievements in China and abroad as well as in the Yangtze River Scientific Research Institute since its founding half a century ago. The basic pattern of dynamically balanced conveyance system which fits different chamber sizes and water heads is introduced. A new idea of solving the lip cavitation of reversed tainter valve is presented, and a new type of dispersed conveyance system with double energy-dissipation systems (internal stilling pool and external dissipation plate) of higher dissipation efficiency is proposed. This paper could offer a reference for researchers and designers in this regard.

high-head shiplock;water conveyance system;valve segment;diversion outlet;auxiliary discharge culvert

2014-03-04;

2014-04-22

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51379019)

吳英卓(1964-)，女，湖北鄖西人，高級工程師，主要從事水工水力學(xué)專業(yè)方面的研究，(電話)13387663107(電子信箱)ckywujingz@163.com。

10.3969/j.issn.1001-5485.2015.02.013

TV135.4

A

1001-5485(2015)02-0058-06

2015,32(02):58-63