專利名稱：船閘壩上非正交布置方法
技術領域：
本發明船間壩上非正交布置方法，屬于水利工程整體布置領域，尤其是一種將船閘布置在壩上游并且船閘與壩軸線間采用非正交布置的方法。
背景技術：
在《船閘總體設計規范》中明確規定“船閘閘室宜布置在擋水建筑物下游。”在通航水利樞紐布置中，比較常見的布置形式是將船間布置在壩軸線的下游，并且船間與壩軸線成正交形式，這里可以稱為壩下正交方法。這樣布置的優點是1、船閘布置在壩軸線下游，一般情況下壩下水位較壩上水位低，由于船間要銜接上下游水位，因此船間布置在下游有助于降低閘室邊墻高程，節省施工量，節約投資；2、船閘與壩軸線成正交布置，一般情況下壩軸線上下游水流垂直于壩軸線，因此，當船閘與壩軸線正交布置時，上下游流速基本與船閘平行，流場有利于船只順利進出船閘。但是壩下正交方法存在以下缺點1、當下游地形復雜，不適宜修建船間或者修建了船間后下游河道長度不足以修建引航道時，無法建設通航工程；2、對于已建水利工程，當壩軸線上下游水流與壩軸線不正交時，新建船閘如果與壩軸線正交，則船閘口門區流速分布將與船閘成一天然角度，不能滿足船只安全通航要求。
發明內容
本發明的目的是針對以上缺陷，提出一種船閘壩上非正交布置方法，滿足在樞紐布置條件復雜情況下的通航設施布置需要。具體而言本發明包括以下內容1、船閘壩上非正交布置方法的必要條件la，船閘與電站分開布置；發明人試驗研究發現船閘與電站若相鄰布置，則由于電站尾水作用下游較遠距離內都不能滿足規范規定的通航條件，因此船閘與電站分開布置是使用船閘壩上布置的基本條件。lb，泄水閘設計最小全開泄水流量大于船閘的最大通航流量；船閘與電站分開布置時，泄水閘將與船閘相鄰布置，由于泄水閘的泄水量較大時不可避免地會在上游口門區產生較大的橫向流速，此時對于下行船只而言，船速與流速共同作用會造成船只操控不靈， 向泄水閘運動，為保證上游下行船只安全，發明人指出只有在泄水閘設計最小全開泄水流量大于船間最大設計通航流量時才可使用此布置方法；lc，泄水閘泄水時上游布置船閘一側的水流主流向與壩軸線交角較大，泄水閘泄水時若船閘垂直于樞紐布置，口門區流速無法滿足《船閘總體設計規范》中關于口門區流速的規定；2、確定船閘的基本設計參數；2a,閘室邊墻頂高程高于上游設計洪水位；
2b，上下閘首高程不低于閘室邊墻頂高程；3、確定上下游引航道的基本設計參數3a，上游引航道沿岸布置；3b，下游引航道與泄水閘之間設置封閉導航墻，封閉導航墻長度延伸至口門區流速滿足《船閘總體設計規范》要求為止。本發明的優點在于為船閘布置困難及已建工程增建船閘提出了一個新的布置方法，并提出了這種方法的設計參數獲取方法。
圖1已建樞紐水流與樞紐非正交傳統船閘閘室布置型式示意圖；圖2船閘閘室壩上非正交布置及其引航道布置示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，船閘1與電站3分開布置，船閘1與電站3之間為泄水閘2，由于水流流向與樞紐明顯非正交，所以當采取船閘壩下布置方式時，其上游引航道4 口門區流速不能滿足通航要求，下游引航道5 口門區流速也不能滿足通航要求，因此應對此設計進行修改。船閘1與電站3分開布置，泄水閘設計最小全開泄水流量大于船閘設計最大通航流量；泄水閘泄水時上游布置船閘一側的水流主流向與壩軸線交角大于120度；泄水閘泄水時若船閘垂直于樞紐布置，口門區流速無法滿足《船閘總體設計規范》中關于口門區流速的規定。因此修改為船閘壩上布置閘室邊墻6頂高程為56m高于上游設計洪水位55m ；上下閘首高程56. 5m;上游引航道4沿岸布置，下游引航道與泄水閘之間設置封閉導航墻8，封閉導航墻8長度延伸至口門區流速滿足《船閘總體設計規范》要求為止。
權利要求
1.船閘壩上非正交布置方法，包括船閘壩上非正交布置方法的必要條件，以及確定船閘、上下游引航道的基本設計參數，其特征在于所述的船閘壩上非正交布置方法的必要條件船閘與電站分開布置；泄水間設計最小全開泄水流量大于船間的最大通航流量；泄水間泄水時上游布置船間一側的水流主流向與壩軸線交角較大，泄水間泄水時若船閘垂直于樞紐布置，口門區流速無法滿足《船閘總體設計規范》中關于口門區流速的規定。
2.根據權利要求1所述的船間壩上非正交布置方法，其特征在于所述的確定船閘的基本設計參數包括閘室邊墻頂高程高于上游設計洪水位；上下閘首高程不低于閘室邊墻頂高程。
3.根據權利要求1所述的船間壩上非正交布置方法，其特征在于所述的確定上下游引航道的基本設計參數包括上游引航道沿岸布置；下游引航道與泄水閘之間設置封閉導航墻，封閉導航墻長度延伸至口門區流速滿足 《船閘總體設計規范》要求為止。
全文摘要
本發明船閘壩上非正交布置方法，屬于水利工程整體布置領域，尤其是一種將船閘布置在壩上游并且船閘與壩軸線間采用非正交布置的方法。包括船閘壩上非正交布置方法的必要條件，以及船閘、上下游引航道的基本設計參數確定。為船閘布置困難及已建工程增建船閘提出了一個新的布置方法，并提出了這種方法的設計參數獲取方法。
文檔編號E02C1/00GK102535423SQ20121002216
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月1日 優先權日2012年2月1日
發明者孫國洪, 宣國祥, 楊宇, 胡亞安, 詹小磊, 金國強, 韓昌海 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院