基于水流对冲的狭长型上引航道非恒定波流改善研究

作     者：乾东岳 王鑫 冯小香 郭涛 李君涛 普晓刚 许海勇 杨阳 QIAN Dongyue;WANG Xin;FENG Xiaoxiang;GUO Tao;LI Juntao;PU Xiaogang;XU Haiyong;YANG Yang

作者机构：交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 长江航务管理局湖北武汉430014 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2025年第33卷第1期

页      面：135-144页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFB2600900) 国家自然科学基金项目(51809130,51979132) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(TKS20220108) 

主　　题：非恒定流 船闸灌泄水 多线船闸 引航道 船闸进水口 消波措施 重力波 

摘      要：狭长型引航道受距离长、水浅和边界狭窄的限制,内部水流条件对边界扰动敏感,遭遇超大型船闸灌水波作用,引航道内发生复杂的非恒定流长波运动且无法快速、充分扩散,形成典型碍航水流条件.某大型水利枢纽为适应万吨级船舶通航、提高通过能力,拟扩建船闸.扩建船闸双线并列布置、共用船闸上下游引航道,单线船闸灌水峰值流量可达748m^(3)/s,较该水利枢纽已建船闸增大约65%,且上游引航道是长为1200m、底宽为140m、最小水深为7m的典型狭长型限制性航道,船闸灌水单闸次取水量大、诱发非恒定流强度大且无法在有限范围内扩散,当库水位为145m时,仅单线船闸灌水运行,引航道内最大波高可达1.55m,严重威胁船舶通航安全.通过对取水位置进行系列模拟,提出在进水口与引航道封闭端营造取水水域,促使进水口断面形成有效水流对冲,可达到削弱波动初始动能、改善引航道波高的效果.基于此,将进水口由1闸首前沿上移至引航道开边界端部,引航道内最大波高降至0.73m,最大流速降至0.54m/s,降幅均达53%.