[发明专利]利用输水系统惯性超降提高旁侧泄水船闸运行效率的方法

说明书

一种利用输水系统惯性超降提高旁侧泄水船闸运行效率的方法，包括：计算船闸旁侧泄水出口与下游引航道的水位差△Z；根据水位差△Z，确定泄水阀门提前动水关阀工艺，即剩余水头△H₀、动水关阀停机开度n₀；关闭充水阀门，关闭上游人字门；开启泄水阀门进行闸室泄水，直至泄水阀门处于全开状态；泄水过程中同步测量闸室水位与下游引航道水位的差值△H，当首次出现△H≤△H₀时，启用确定的泄水阀门提前动水关阀工艺；下游人字门两侧水位齐平，人字门开启至开终后，泄水阀门再次启动由开度n₀关至开度0。本发明既能保证人字门运行及闸室船舶停泊安全，又能减少运行设备，缩短泄水时间，达到提高船闸通行效率的目的。

技术领域

本发明涉及船闸水力学技术领域，具体是一种利用输水系统惯性超降提高旁侧泄水船闸运行效率的方法。

背景技术

高水头船闸一般采用分散式输水系统，因输水系统复杂，水流惯性大，船闸泄水末期巨大的水流惯性将阻滞流量的减小，导致闸室水位出现惯性超降的现象。惯性超降缩短了船闸的泄水时间，同时也对船闸运行产生较大的危害。主要包括：(1)过大的惯性超降会使人字门受到较大的反向推力，损伤人字门启闭机构件，对人字门机电设备产生不利影响；(2)惯性超降导致船闸下游人字门内外侧存在水位差，人字门开启时会在闸室内形成涌浪，恶化闸室内船舶停泊条件；(3)过大的惯性超降还有可能减小闸室的有效水深，使过闸船舶发生触底的风险。

为了减小惯性超降产生的危害，高水头船闸一般采用提前动水关阀工艺减小惯性超降，即在船闸泄水至某一剩余水头差△H(闸室水位与船闸泄水出口水位差，单位m)时刻，开始动水关闭泄水阀门，并在达到指定阀门开度n后停止运行，待闸室内外两侧水位齐平人字门开启且开终后，阀门再继续关至全关。葛洲坝等船闸的原型观测数据表明采用提前动水关阀措施能有效减小船闸泄水末期的惯性超降，保障船舶的安全运行。

部分已建的高水头船闸泄水流量峰值大、下游引航道尺度较小，为了减小船闸泄水对下游引航道通航水流条件的影响，大多采用旁侧泄水或部分旁侧泄水的方法，即采用泄水箱涵将大部分闸室水体直接泄至主河道。受主河道发电及泄洪的影响，河道水面形成较大的水面坡降，旁侧泄水出口的水位较下游引航道水位高，导致船闸泄水完成后，闸室内水位较下游引航道水位高△Z，易发生不满足人字门开门条件的情况。为了平衡闸室内外水位差，一般须在船闸泄水末期开启辅助泄水阀门将闸室内的水位降至与下游引航道水位齐平，再正常开启人字门的方式。这种主辅阀门联合运行的方式增加了船闸的泄水时间，降低了船闸运行效率。特别是为了减小船闸惯性超降的影响，阀门均采用了提前动水关阀的措施，固定的提前动水关阀措施适用于某一个△Z，无法适应水利枢纽不同运行期(汛期、非汛期)导致的不同△Z值，对船闸的高效运行提出了新的挑战。

因此，提出一种适应旁侧泄水船闸泄水末期存在的闸室内外水位差(△Z)不固定的船闸阀门运行工艺，简化船闸运行步骤，提高船闸效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用输水系统惯性超降提高旁侧泄水船闸运行效率的方法，适应部分高水头船闸(旁侧泄水布置、泄水末期存在的闸室内外水位差(△Z)不固定的船闸优化阀门运行工艺，简化船闸运行步骤，提高运行效率及。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种利用输水系统惯性超降提高旁侧泄水船闸运行效率的方法，包括以下步骤：

步骤一、分别读取旁侧泄水出口水位Z₁及人字门后下游引航道水位Z₂，计算船闸旁侧泄水出口与下游引航道的水位差△Z＝Z₁-Z₂；