乌江彭水水利枢纽工程船闸输水系统布置研究.pdf

乌江彭水水利枢纽工程船闸输水系统布置研究 宣国祥1 彭荣生2 吴俊东2 李中华 (1南京水利科学研究院，南京2长江勘测设计研究院，武汉) ’摘要： 根据《船闸输水系统设计规范》和彭水船闸的特点，确定了的输水系统型式；计算了输水阀门处 廊道断面的面积；在调查分析大量资料基础上，设计了彭水船闸输水系统的布置型式及关键尺寸。 关键词： 彭水水利枢纽工程：船闸：输水系统；设计 l翮’盖 乌江彭水水利枢纽工程，是长江三峡水库回水库尾支流的一项水利枢纽工程，具有显著的发 电、防洪、航运等综合效益。坝址所在的彭水县城是川、黔、湘、鄂边区的水陆交通要道和物资 集散中心。对黔东北及重庆的酉、秀、黔、彭、武等县区的工农业生产和生活物资的运输及国民 经济发展将起到重大作用。 通航建筑物主要由上游引航道、船闸、中间渠道(含渡槽)、垂直升船机和下游引航道组成。 船闸主要由上闸首、闸室、下闸首及输水系统组成，船闸设计有效尺度(长×宽×门槛水深)：60m 根据货运量和过闸时间，要求船闸充(泄)水时间为8．0min。 2输水系统型式的选择 彭水船闸设计水头为15．0m，设计输水时间为8min。根据《船闸输水系统设计规范》 (JTJ306～2001)输水系统类型的选择公式： r ，”=—：= _H 第二类分散输水系统，但考虑该船闸长度较短，以及闸墙的结构型式，采用较简单的第一类分散 输水系统中的闸墙长廊道短(侧)支孔输水系统作为该船闸的输水输水型式。 闸墙长廊道短支孔输水系统型式对于非岩石基础船闸，由于闸墙采用混凝土重力式，因此在 闸墙底部布置主廊道是经济的，在闸墙主廊道上接短支孔也较为方便，这种布置因出水主廊道兼 顾闸室的充水和泄水，因而廊道断面不变。但该输水系统型式对阀门单边运行的适应性较差，可 通过改变阀门开启方式，适当延长输水时间来解决。 159 3输水系统布置及各部尺寸的确定 3．1输水阀门处廊道断面面积的确定 根据《船闸输水系统设计规范》可按以下公式进行计算 2c、厉 F瓦I而11一【一叫≈，j 舻—／aTx—[29 式中：63为输水阀门处廊道断面面积(m2)；C为计算闸室水域面积(m2)；H为设计水头(m)； ∥为阀门全开时输水系统的流量系数，可取0．6—0．8；r为闸室灌水时间(s)；U为系数(可查表)； U=O．53：丁=8min= 船闸：C=72．0×12．0=864．0m2：何=15．0m：取∥=O．80(参照那吉船闸)； 480s：乜=0．8。则： ’I I l_ f”=：·—·—-————————--—--—-———--——-·—·—————-————————————一=：sm2 ．x8 × 1 0．8 480 x．981 1 053 们丽赢罴鬈‰地r10 42 ×l一{一．}× I 故采用的输水阀门尺寸09=2×1．6×2．0=6．4m2是合适的。 3．2输水系统闸室出水支孔布置 闸墙长廊道短支孔输水系统最早出现在美国，其应用十分广泛，在早期的布置中，支孔最大 限度地等距离布置在闸室长度内，支孔轮廓也较简单，仅适用于低水头船闸，以后通过实践与研 究，对布置的整体性和各部位的线型都作了改进。在美国一般应用在水头低于10m的船闸上。 这种类型的输水系统布置具体有两类，即闸墙廊道短支孔型式及闸墙廊道多支孔型式，前者 是美国陆军工程兵团上世纪初首先研究并使用的，而后者是上世纪50年代美国田纳西河流域管理 局首创的。这两种类型的主要区别为：