[发明专利]一种闸底纵向贯通式出水的船闸双层输水系统

说明书

一种闸底纵向贯通式出水的船闸双层输水系统，包括船闸闸室、第一分流口、中支廊道、第二分流口、位于船闸闸室两侧的输水主廊道、分别设于输水主廊道上游和下游的充水阀门和泄水阀门，输水主廊道通过T型管与第一分流口的进口连通，第一分流口的出口通过中支廊道与第二分流口连通，第二分流口通过竖井与位于上层的第三分流口连通，第三分流口与出水支廊道连通，出水支廊道与出水孔连通，出水孔上部设有消能盖板，第一分流口、中支廊道及第二分流口的高程与泄水阀门高程保持一致，第三分流口、出水支廊道、出水孔、消能盖板位于闸室底板层。本发明可改善分流口压力特性以避免空化空蚀，还可最大幅度的分散出流，提高船闸输水安全性及输水效率。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体是一种闸底纵向贯通式出水的船闸双层输水系统。

背景技术

为了克服在通航河道上修建水库大坝产生的水位差，需要修建通航建筑物，最为常见的是修建船闸。船闸运行的原理是：通过埋设在闸室两侧或底部的输水系统对闸室进行充泄水，使闸室水位与上、下游水位齐平，停靠在闸室内的船舶随充泄水上升或下降，从而克服因筑坝形成的水位差，实现船舶的上行和下行。

输水系统是船闸运行的核心，一般分为分散输水系统和集中输水系统两大类，综合考虑上下游水头和输水时间等的要求进行计算选型。一般情况下，水头较高的船闸均采用分散输水系统，因为相较于集中输水系统而言，分散输水系统不仅能够更好的消减进入闸室的能量，加上其左右对称布置和多出水孔出水的结构特点，出流更加均匀对称，水流在闸室的纵、横向流动减少，作用在船舶上的动水作用力波浪力、流速力、局部力都相对较小，可有效改善船舶停泊条件。

分散输水系统又有多种型式，其中在高水头船闸中应用较多的是闸墙长廊道经闸室中心垂直分流闸底支廊道二区段出水和闸底支廊道四区段出水两种型式。四区段型式通过第一分流口和第二分流口将出水支廊道分成前后左右对称的四区段八纵支廊道，相比于其它分散输水系统型式，出流更加对称，分散效果更好，应用最为广泛。

但是，近些年来，我国船闸的规模和水头不断创造新高，充水过程中进入闸室的能量越来越大，对输水系统的要求也越来越高。比如已投入运行的广西大藤峡船闸为水头超过40m的超高水头单级船闸，其输水最大流量超过三峡船闸600m³/s的最大流量，科研发现，若采用传统的分散输水系统，其闸室内船舶系缆力最大值超过规范要求一倍。又比如随着长江上游航运业获得突飞猛进的发展，三峡船闸过闸运量呈爆发式增长，2011年运量突破1亿t，提前19年达到规划运量，为了疏解三峡葛洲坝枢纽“航运节点”，提出了建设三峡水运新通道的构想。从2013年起，针对三峡水运新通道进行了大量规划设计和科学研究工作。经研究确定的三峡水运新通道船闸单次输水水体是三峡船闸的1.18倍，且设计最大代表过闸船舶为10000t级，较三峡既有船闸3000t级设计代表船舶吨位大幅提高，而三峡既有船闸研究成果表明，3000t级设计代表船舶闸室内停泊条件已达到规范上限。

因此，在各项指标大幅增加的条件下，按照以往研究经验，若仍参照采用三峡船闸的经典等惯性输水系统，船舶在闸室内的停泊条件将难以满足要求。因此，开展输水系统体型创新是目前解决大型高水头船闸船舶停泊条件技术瓶颈的最为迫切的需求。

发明内容

为了解决船闸更大输水能量带来的更为恶劣的分流口水流空化特性及闸室船舶停泊条件问题，本发明提供一种闸底纵向贯通式出水的船闸双层输水系统，一方面可以极大改善分流口压力特性从而有效避免空化空蚀，另一方面最大幅度的分散出流，提高了船闸输水安全性及输水效率。