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川江支流引航道口门区通航水流条件分析
| 论文题名： | 川江支流引航道口门区通航水流条件分析 |
| 关键词： | 引航道口门区;水流流速;数学模拟;通航流量 |
| 摘要： | 口门区是连接船闸与河道的桥梁，处于引航道静水与枢纽河段动水的交汇区。引航道口门区水流条件好坏是关系到船队（舶）能否安全进出船闸的必要条件，而船闸通航水流限值，是研究口门区水流流速的标准尺度。船舶常会因口门区产生的斜流、泡漩水等不良流态，造成船舶进出闸困难，而引发海损事故。因此，规范规定引航道口门区的流态、流速、流向应满足船队安全进出闸的要求。通过模型试验认识影响口门区水流条件的机理，从而提出改善口门区通航水流条件的措施，合理规划引航道在枢纽中的布置型式及优化方案进行归纳总结，具有重要的理论价值与工程应用现实意义的。 采用物理模型试验的方法，能够反映河段的河势特征和入口处几何边界条件的相似性。本文以川江支流河段的利泽航运枢纽、犍为航电枢纽，白马航电枢纽、潼南航电枢纽和盖石洞枢纽五个工程为依托，试验模拟船闸口门区的水流条件，观测引航道口门区及连接段水流流态状况，并验证口门区通航安全性。探寻口门区流速超标原因以及原设计方案中引航道布置存在问题。针对存在的问题、进而通过提出不同的优化措施，并通过试验验证口门处的水流条件。采取优化调整后，其中白马枢纽引航道口门区的水流条件，除末端左侧最外缘的个别点外均能满足规范要求，口门区与下游航道连接顺畅，虽然口门区以下河道主流流速偏大，但流态较好，满足船舶安全通航。 本文主要以物理模型试验为主，进行多种修改方案实验，提出优化措施，通过试验进行了论证。通过对口门区通航水流条件研究，归纳出影响通航条件的主要因素:河道过流面积不足导致流速偏大，引航道与主流交角偏大以及导航墙附近存在挑流现象。修改措施思路一是使引航道能更好的与下游航道衔接，减小航道与主流交角，二是扩大下引航道出口段的过流面积，降低水流流速。根据试验成果研究分析引航道上下游口门区最不利流态的成因，针对不同的成因，采取相应的有效措施。基于控制口门区通航安全要求准则，结合多个工程背景开展系列模型试验，进行多视角对比分析，提出了最高通航流量限值。 本文选择典型工程河段枢纽建立数学模型，模拟口门区的水流条件。数学模型可对提出的方案运算模拟，为实际工程确定优选方案提供了一种手段，并与物理试验相互补充对比。结果显示:物理试验结果与数学计算结果基本相吻合。 |
| 作者： | 孔祥远 |
| 专业： | 水利工程；港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 倪志辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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