[实用新型]无镇静段的船闸集中分散输水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船闸集中分散输水系统，尤其是一种无镇静段的船闸集中分散输水系统，属于通航建筑物水力学/船闸输水系统水力学技术领域。

背景技术

船闸是内河航运广泛采用的通航建筑物，而输水系统则是用于完成闸室充泄水过程的全部设施，是船闸的重要组成部分。船闸输水系统可分成集中输水和分散输水两种输水型式。集中输水系统的充、泄水系统仅分别集中布置于船闸的上、下闸首范围内，其优点是结构比较简单、施工方便且造价较低，其主要缺点是输水过程中水流条件较差，船舶停泊条件不易满足，且需设置镇静段。因此，集中输水系统一般应用于中低水头或水力指标不高的中小型船闸。为了满足闸室船舶停泊条件要求，集中输水系统输水阀门采用延长开启时间或变速开启方式，这样势必导致船闸效率降低。分散输水系统的充、泄水廊道一般布置于整个闸室范围内，与集中输水系统相比，其输水水流条件较好，效率较高，且不必设置镇静段，因而一般应用于中高水头或水力指标较高的大中型船闸，但其闸室结构比较复杂，施工难度较大，造价亦较高。

上世纪九十年代，本专利申请人提出了一种可不设镇静段的倒口消能集中输水系统，并申请了专利号为94101539.4的中国实用新型专利。该输水系统可改善充水时闸室内的水流条件，不需要设置镇静段。之后，在此基础上又提出进一步完善的技术方案，上述成果提高了集中输水系统的水力指标，扩大了其应用范围。但实践证明，现有此类以横跨船闸宽度出水廊道为结构特征的输水系统表现为以集中输水系统为主的水流特征，仍存在着集中输水系统特有的主要问题：1)消能室仅布置于靠近闸首的有限范围内，无法适应闸室长度较长的船闸的消能要求；2)靠近闸首的部分仍存在较强的局部水流作用力；3)闸首消能室开挖深度较大，不仅施工工程量和施工难度较大，且不适合无帷墙或帷墙较矮的工程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的主要问题，提出一种同时具有集中和分散两种输水系统优点的无镇静段的船闸集中分散输水系统，该输水系统消能效果更为理想、消能室布置范围不受闸首限制、施工灵活方便，从而简化出水段消能布置，节省工程投资，并能满足大吨位船只的通航。

为了达到以上目的，申请人通过调查对比已建水头较高的集中输水系统船闸，提出了一种包含集中和分散两种输水系统优点的输水系统型式，并进行了输水系统布置、水力计算及物理模型试验研究。具体而言，本实用新型无镇静段的船闸集中分散输水系统包括上游闸门和下游闸门构成的闸室，所述上游闸门的上游设有横跨船闸的进水口，所述进水口的两端分别通过输水阀门控制的输水廊道延伸到闸室内，所述闸室中设有至少两道纵向延伸的底部出水消能段，所述闸室内的输水廊道分别通过间隔分布的侧支孔与邻近的底部出水消能段连通。

底部出水消能段可以是消能明沟，相邻消能明沟之间设有挡槛，所述挡槛的顶部形成挡边(Γ型或T型)，下部具有间隔分布的支孔。底部出水消能段也可以是消能廊道，所述消能廊道的顶板上设有间隔分布的顶支孔。底部出水消能段还可以由消能明沟和消能廊道共同构成。

本实用新型在上游的闸首及靠近闸首的闸室内根据分散输水系统的消能原理，布置了长度可以按需设定的底部出水段，闸室内出水段顶部高程可与闸室底高程一致或略低。理论和实践证明，本实用新型的显著优点为：(1)水流消能充分，可改善集中输水系统船闸充水时闸室内的水流条件，闸室内出水段上方可停泊船舶，因此不需要设置镇静段，节省工程投资；(2)由于闸室底部布置了一定长度的出水段，从而具有一定的分散输水特性，降低了闸室内波浪传播的强度，减小了波浪力系数，可以提高阀门开启速度，缩短输水时间，提高过闸闸次；(3)与倒口消能相比，本实用新型的结构简洁，施工工程量较小，同时便于施工维护，并能适应于闸首无可供构筑消能室帷墙的船闸；(4)该实用新型既有集中输水系统工程量较省、施工方便的优点，又具有分散输水系统可降低初始波浪力、提高阀门初始开启速度、缩短输水时间及不设镇静段的优点，从而实现了集中和分散结构的有机结合。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的1-1剖面图。

图4为本实用新型实施例二的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为图4的1-1剖面图。

图7为本实用新型实施例三的结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为图7的1-1剖面图。