乌江银盘电站船闸引航道通航条件研究Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望汇报内容1、山区河流通航建筑物引航道布置研究现状、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、乌江枢纽概况3、乌江银盘引航道布置型式研究、乌江银盘引航道布置型式研究1.1 引航道的功能与要求：引航道的功能与要求： 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 。1.研究现状研究现状L直线段；L1导航段；L1Lc L2调顺段；L2（1.52.0）Lc L3停泊段；L3Lc L4制动段； L4=LcL5口门区；B1口门宽度；B0引航道宽度 采用直线进闸、曲线出闸布置时，采用直线进闸、曲线出闸布置时，船闸总体设计规范（船闸总体设计规范（JTJ305-2001）要求：）要求：1.研究现状研究现状引航道的直线段布置要求：引航道的直线段布置要求：1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：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.研究现状研究现状（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.研究现状研究现状1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：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。1.研究现状研究现状1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：草街枢纽 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。 最高通航流量标准：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，级船闸可采用53年一遇洪水标准。 规范最高通航流量P=3%, 12700m3/s。1.研究现状研究现状1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：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。1.研究现状研究现状1.2山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：山区河流水利枢纽通航建筑物布置的特点：普遍反映船闸总体设计规范（普遍反映船闸总体设计规范（JTJ305-2001）规定的限值要求较高，不）规定的限值要求较高，不易达到，操作起来有一定难度易达到，操作起来有一定难度.根根据据国国内内西西江江、嘉嘉陵陵江江、涪涪江江、湘湘江江等等河河流流通通航航建建筑筑物物水水工工模模型型试试验验结结果果，口口门门区区的的水水流流条条件件限限值值可可适适当当提提高高至至VL2.4m/s，VX0.35m/s，V00.45m/s。由由于于乌乌江江水水急急滩滩险险，船船舶舶装装配配动动力力普普遍遍较较大大，每每载载重重吨吨配配备备功功率率在在1kw以以上上，此此外外乌乌江江航航道道较较为为狭狭窄窄，同同吨吨位位货货船船的的吃吃水水比比其其他他河河 流流 大大 0.2 0.4m。 彭彭 水水 、 银银 盘盘 水水 工工 模模 型型 试试 验验 表表 明明 ， 在在VX0.45m/s情况下，船模仍能顺利进出引航道。情况下，船模仍能顺利进出引航道。 表2.1口门区水面最大流速限值船船闸级别闸级别纵纵向流速（向流速（m/s）横向流速（横向流速（m/s）回流流速（回流流速（m/s）2.00.300.41.50.251.研究现状研究现状1.研究现状研究现状通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：构皮滩水电站分散布置构皮滩水电站分散布置 1.3通航建筑物布置研究现状通航建筑物布置研究现状分散布置、集中布置分散布置、集中布置 。1.研究现状研究现状嘉陵江马回枢纽裁弯取直布置湘江大源渡枢纽旁侧布置1.研究现状研究现状 集集中中布布置置:当当坝坝址址处处河河面面开开阔阔，河河床床内内能能同同时时布布置置挡挡水水、泄泄水水建建筑筑物物，通通航航建建筑筑物物及及电电站站等等水水工工建建筑筑物时可采用。物时可采用。 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 通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：通航建筑物在枢纽中的相对位置分为：1.3通航建筑物布置研究现状通航建筑物布置研究现状1.研究现状研究现状直线段布置长度不足时的开敞式引航道布置直线段布置长度不足时的开敞式引航道布置1.3通航建筑物布置研究现状通航建筑物布置研究现状 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（1.02.0）LC的导航墙起隔流堤作用，形成半开敞式引航道。2.乌江枢纽概况乌江枢纽概况沙沱电站枢纽布置2.乌江枢纽概况乌江枢纽概况彭水电站枢纽布置2.乌江枢纽概况乌江枢纽概况银盘电站枢纽布置2.乌江枢纽概况乌江枢纽概况3.银盘引航道布置研究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。3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究导航隔流墙长度对口门区通航水流条件的影响较大导航隔流墙长度对口门区通航水流条件的影响较大 研研究究表表明明L=355m、堤堤头头在在弯弯顶顶附附近近时时，下下引引航航道道口口门门区通航条件相对较好。区通航条件相对较好。3.1 下游引航道优化布置方案下游引航道优化布置方案 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。 概化模型设计概化模型设计3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究（3）下游口门区水流特征）下游口门区水流特征 a) 1914m3/s b) Q=7000m3/s流场分布图（L=420m、=160）3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究3.1 下游引航道优化布置方案下游引航道优化布置方案 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)Q=1914m3/s工况下，L320m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 对回流强度的影响3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究3.1 下游引航道优化布置方案下游引航道优化布置方案对斜流强度的影响 a）纵向流速(Q=1914m3/s) b）横向流速(Q=1914m3/s) 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、=160时情况下横流值有较明显减小，横向速度约0.33m/s。 3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究对斜流强度的影响 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/s0.5m/s之间变化，隔流墙长度L=320420m，横向流速相对较小，约为0.35m/s3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究隔流墙长度隔流墙长度L对下游口门区水流条件的影响对下游口门区水流条件的影响=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)隔流墙长度（m）2202703203704204701914回流最大值0.680.920.870.660.620.17横向流速最大值0.300.370.460.580.330.79纵向流速最大值-0.430.831.241.407000回流最大值0.570.310.340.670.300.52横向流速最大值0.380.470.380.370.330.36纵向流速最大值1.281.561.681.751.922.41 堤堤头头位位于于弯弯顶顶上上游游时时口口门门区区回回流流强强度度大大，堤堤头头位位于于弯弯顶顶下下方方时时枯枯期期电电站站尾尾水水出出流流时时口口门门区区横横流流较较强强，隔隔流流墙墙堤堤头头在在弯弯顶顶稍稍下下游游位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。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。3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究尾水渠出口段岸线与坝轴法线夹角尾水渠出口段岸线与坝轴法线夹角对水流条件的影响对水流条件的影响L=420m、不同情况下横流值比较表流量(m3/s)横流最大值 (m/s)=140=150=16019140.570.810.5670000.590.740.34 在Q=1914m3/s仅电站出流情况下工况下，越大堤头下方的回流区范围相对较大；Q=7000m3/s工况下，对回流区强度影响明显减小。 在隔流墙布置相同的情况下，纵向流速随着的增加而略有增大；由于斜流角度不同，横向流速在=150时最大，140时次之、160时最小 3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究 切切除除上上游游引引航航道道进进口口凸凸咀咀，船船舶舶在在停停泊泊区区停停靠靠后后进进闸闸的的试试验验最最大大舵舵角角由由原原设设计计方方案案的的28.85降降低低为为22.20，下下行行船船舶舶进进入入停停泊泊区区的的操操纵纵难难度度明明显显降低。降低。 3.2 上游引航道优化布置方案上游引航道优化布置方案3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究3.银盘引航道布置研究银盘引航道布置研究3.2 上游引航道优化布置方案上游引航道优化布置方案 流量流量Q=2552m3/s时的调度运行措施时的调度运行措施 工 况上 行下 行工况3a工况3b工况3a工况3b最大舵角()18.2314.2617.9213.70最大漂角()12.1711.1312.009.35最小航速(m/s)1.561.552.862.92工况3a：四台机组发电泄流；工况3b ：13#机组发电配合9、10闸泄流下游引航道船模试验结果下游引航道船模试验结果 3.银盘引航道布置研究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的运行方式的运行方式 4台机发电的情况下， 2#、3#、510泄水闸泄洪和510 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调度运行措施方案对口门区通航条件的影响谢谢！谢谢！