[发明专利]船闸坝上非正交布置方法

说明书

技术领域

本发明船闸坝上非正交布置方法，属于水利工程整体布置领域，尤其是一种将船闸布置在坝上游并且船闸与坝轴线间采用非正交布置的方法。

背景技术

在《船闸总体设计规范》中明确规定“船闸闸室宜布置在挡水建筑物下游。”在通航水利枢纽布置中，比较常见的布置形式是将船闸布置在坝轴线的下游，并且船闸与坝轴线成正交形式，这里可以称为坝下正交方法。这样布置的优点是：1、船闸布置在坝轴线下游，一般情况下坝下水位较坝上水位低，由于船闸要衔接上下游水位，因此船闸布置在下游有助于降低闸室边墙高程，节省施工量，节约投资；2、船闸与坝轴线成正交布置，一般情况下坝轴线上下游水流垂直于坝轴线，因此，当船闸与坝轴线正交布置时，上下游流速基本与船闸平行，流场有利于船只顺利进出船闸。

但是坝下正交方法存在以下缺点：

1、当下游地形复杂，不适宜修建船闸或者修建了船闸后下游河道长度不足以修建引航道时，无法建设通航工程；

2、对于已建水利工程，当坝轴线上下游水流与坝轴线不正交时，新建船闸如果与坝轴线正交，则船闸口门区流速分布将与船闸成一天然角度，不能满足船只安全通航要求。

发明内容

本发明的目的是针对以上缺陷，提出一种船闸坝上非正交布置方法，满足在枢纽布置条件复杂情况下的通航设施布置需要。

具体而言本发明包括以下内容：

1、船闸坝上非正交布置方法的必要条件：

1a，船闸与电站分开布置；发明人试验研究发现船闸与电站若相邻布置，则由于电站尾水作用下游较远距离内都不能满足规范规定的通航条件，因此船闸与电站分开布置是使用船闸坝上布置的基本条件。

1b，泄水闸设计最小全开泄水流量大于船闸的最大通航流量；船闸与电站分开布置时，泄水闸将与船闸相邻布置，由于泄水闸的泄水量较大时不可避免地会在上游口门区产生较大的横向流速，此时对于下行船只而言，船速与流速共同作用会造成船只操控不灵，向泄水闸运动，为保证上游下行船只安全，发明人指出只有在泄水闸设计最小全开泄水流量大于船闸最大设计通航流量时才可使用此布置方法；

1c，泄水闸泄水时上游布置船闸一侧的水流主流向与坝轴线交角较大，泄水闸泄水时若船闸垂直于枢纽布置，口门区流速无法满足《船闸总体设计规范》中关于口门区流速的规定；

2、确定船闸的基本设计参数；

2a，闸室边墙顶高程高于上游设计洪水位；

2b，上下闸首高程不低于闸室边墙顶高程；

3、确定上下游引航道的基本设计参数：

3a，上游引航道沿岸布置；

3b，下游引航道与泄水闸之间设置封闭导航墙，封闭导航墙长度延伸至口门区流速满足《船闸总体设计规范》要求为止。

本发明的优点在于：

为船闸布置困难及已建工程增建船闸提出了一个新的布置方法，并提出了这种方法的设计参数获取方法。

附图说明

图1已建枢纽水流与枢纽非正交传统船闸闸室布置型式示意图；

图2船闸闸室坝上非正交布置及其引航道布置示意图。

具体实施方式

如图1所示，船闸1与电站3分开布置，船闸1与电站3之间为泄水闸2，由于水流流向与枢纽明显非正交，所以当采取船闸坝下布置方式时，其上游引航道4口门区流速不能满足通航要求，下游引航道5口门区流速也不能满足通航要求，因此应对此设计进行修改。

船闸1与电站3分开布置，泄水闸设计最小全开泄水流量大于船闸设计最大通航流量；泄水闸泄水时上游布置船闸一侧的水流主流向与坝轴线交角大于120度；泄水闸泄水时若船闸垂直于枢纽布置，口门区流速无法满足《船闸总体设计规范》中关于口门区流速的规定。

因此修改为船闸坝上布置：闸室边墙6顶高程为56m高于上游设计洪水位55m；上下闸首高程56.5m；上游引航道4沿岸布置，下游引航道与泄水闸之间设置封闭导航墙8，封闭导航墙8长度延伸至口门区流速满足《船闸总体设计规范》要求为止。