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    188宝金博页面版: 苏州河河口水闸下卧式闸门消能防冲水力学问题

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    内容提示： 第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 季永兴 （#A"$—），男，江苏通州人，高级工程师，硕士，从事水利工程设计与研究工作。 BC.58(： D8<EF7:#GH) /-0苏州河河口水闸下卧式闸门消能防冲水力学问题季永兴#，卢永金#，刘桦!（# ) 上海市水务工程设计研究院，上海!$$$GH； !) 上海交通大学船舶、海洋与建筑工程学院，上海!...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：565 | 上传日期：2013-10-15 18:24:06 | 文档星级：
    第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 季永兴 （#A"$—），男，江苏通州人，高级工程师，硕士，从事水利工程设计与研究工作。 BC.58(： D8<EF7:#GH) /-0苏州河河口水闸下卧式闸门消能防冲水力学问题季永兴#，卢永金#，刘桦!（# ) 上海市水务工程设计研究院，上海!$$$GH； !) 上海交通大学船舶、海洋与建筑工程学院，上海!$$$H$）摘要： 针对苏州 河河口 局部流速大、流态复杂、水流对河床的冲刷力大等特点， 采用 解析计算、 数值模拟与物理模型试验相对照的方法， 对苏州 河河口 水闸的消能防冲水动力学问题进行研究， 揭示不同 运行工况下水闸运行对上下河床的冲刷及工程区的局部流动规律， 研究最大流速及其出 现的位置， 确定消能防冲的保护范围。 研究结果表明， 苏州 河河口 水闸闸门运行时不仅要控制上下游水位差， 而且需要严格控制闸门的启闭速度， 以防止护坦外河床冲刷。关键词： 下卧式闸门； 消能防冲； 水力学； 苏州 河河口 水闸中图分类号： 9&GGH； 9&#HI文献标识码： J文章编号：#$$G!"G%" （!$$"）*#!$$IG!$%为尽量减小建筑物对苏州河河口景观的影响，满足上海市 “外滩源”建设，经过多方案比较，苏州河河口水闸选择了水下卧倒式闸门。 通过水下卧倒式闸门，利用苏州河与黄浦江水系感潮河流的特性，依据潮位变化规律， 实现双向调水， 灵活启闭， 抬高苏州河内河水位， 改善苏州河水系水质和景观， 抵御# $$$年一遇洪水，在发生内涝时排泄苏州河河水，降低苏州河沿岸的防汛压力。 单跨 #$$ . 液压水下卧倒闸门平时不运行情况下，水闸平卧于河底；闸门运行时，水流通过门顶溢流。 在挡潮与泄洪过程中，门顶溢流对河床的冲刷与防护是水闸运行过程中重要的水动力学问题。 水闸的消能防冲设施破坏后往往带来严重后果［#］，许多学者进行了这方面的研究，但绝大部分针对直升门、弧形门，且对闸孔出流研究较多，对下卧式闸门的研究几乎没有。 水下卧倒闸门的消能防冲水力学问题与一般的水闸不同， 现有文献中关于这方面的论述很少见到， 同时闸门门顶溢流是典型的湍流流动问题，局部流速不仅较大，而且局部流态十分复杂，对河床的冲刷能力大，因此为深入揭示不同运行工况下水闸运行对上下游河床的冲刷及工程区的局部流动规律， 笔者等对苏州河河口水闸的下卧闸门的防冲水动力学问题进行了专题研究，拟采用解析计算、数值模拟及物理模型相对照的方法，研究下卧式闸门的门顶溢流及消能防冲水力学问题，进而为水闸工程设计及工程方案优化提供科学依据。!工程布置与研究条件苏州河河口水闸闸孔净宽 #$$.，采用水下卧倒闸门，闸底槛高程为 K #LI$ .， 闸门完全关闭时顶高程为 GL!G .。 水闸纳潮或引 水时闸门锁定于 HLI .门顶高程，此时闸外潮位又高于 HLI .， 水会从门顶溢流，内外河水位差一般不大于 # LI . （外河 %L$ .，内河 !LI .）。 当外河水位超过一定水位 （%L$ .） 时闸门会因为浮托力的作用自 动竖直， 不再溢流。 当水闸排内河水时内外水头差较大 （内河 HLI .， 外河#L!A .，外河水位太低，不考虑排水）。苏州河河口水闸闸门设计为双向挡水， 闸门及下部结构均位于地面或水面以下， 主要水工建筑物有闸门、底板、闸墩、水下防渗体、上下游护坦等。 为防止闸门启闭运行时对上下游河床基础的冲刷， 必需设置消能防冲设施进行保护。 由于水闸主要构筑物均采用场外预制现场装配结构，且要求不断航、不断流施工，设计根据地形条件、 结构布置、 施工条件及水力学初步分析， 在上游侧采用混凝土铰链排直接与闸底板连接， 在下游考虑在防渗冒梁外侧适当延伸一水平段后，再采用 # MI 的坡度延伸至河底， 此结构布置既可作消力池用，又可平顺连接 （图 #）。"消能防冲水力学问题研究由于水闸双向运行， 因此水力学分析包括挡潮和排水两种工况。 由于在挡潮工况时当水位到达一?GI?水利水电科技进展， !$$"， !" （ *#）!"#： $!I!NH"NGHHI$%&’(#： )*F ++, - "., - /0+112： 33445 - ++, - "., - /0

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