[发明专利]船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法

说明书

本发明涉及水运工程技术领域，具体公开了一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法，该水击方法装置包括蓄水腔体，所述蓄水腔体底部设有连接管，所述连接管一端与蓄水腔体连通，所述连接管另一端用于与泄水廊道连通；并在蓄水腔体内设有可调节的消能机构，便于通过调节消能机构，当蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道；以及，当泄水廊道内的水体流向蓄水腔体时，以增加水流阻抗和延长泄水廊道内水体进入蓄水腔体的流程。该水击防护装置能反射水击波，减小泄水闸门后水击负压，快速衰减泄水廊道内往复运动的水流，确保结构安全，保障船闸通航效率。

技术领域

本发明属于水运工程技术领域，涉及船舶通航安全技术领域，特别涉及一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法。

背景技术

为了提升船闸通航效率，国内外高等级航道上的船闸工程通常采用多线船闸并列布置的方式。并列布置的船闸在泄水所产生的非恒定流条件下，会引起下游引航道水流紊乱、水位波动等问题，进而影响到船闸运行，以及引航道内船舶的航行条件和停泊条件，造成撞船、擦底等事故。如葛洲坝2#、3#船闸共用的三江引航道，在建成运行后不久就因船闸泄水的长波运动而引起船舶擦底事故；江苏京杭运河泗阳船闸在泄水时，下游引航道非恒定流产生的反向水头损坏了人字门启闭机构。

鉴于此，近期拟建设的多线并列布置船闸工程的泄水系统多在船闸旁侧设置长泄水廊道，如图1所示，直接通过泄水廊道300将船闸闸室100内水体排放至下引航道400以外的下游河道，从而避免对船舶通航和船闸运行的影响。而船闸旁侧泄水廊道运行期间，泄水廊道300上的泄水闸门200关闭后，泄水廊道300内水流会在惯性作用下继续向下游流动，造成泄水闸门200后水压大幅降低，并形成水击波在泄水廊道300内震荡。有关研究表明，泄水闸门200正常关闭工况下最大水击负水头可达百米，事故紧急关闭工况下最大水击负水头达到一百五十米以上。过大的负压将导致泄水闸门后液柱分离以及泄水系统的剧烈震动，进而破坏泄水系统，危害整个船闸工程。

目前减小船闸泄水廊道内水击压力的方法主要有两种：一种是增大泄水廊道断面面积，工程中通常采用多支管衔接或局部扩大泄水廊道尺寸的方式，由此可改变水击波反射特性，使反射波提前到达闸门并抵消水击压力，但该方式工程投资较大且对水击压力的消除效果有限；另一种是延长泄水闸门关闭时间，尽可能避免直接水击的发生，使闸后压力得以缓慢下降，直到泄水廊道出口处反射的水击波到达闸门处以抵消水击压力。然而该方式会造成闸门关闭时间的延长，进而影响船闸的通航效率，并且在遭遇突发事故时，闸门必须紧急关闭而无法通过延长关闭时间来减小水击压力。

为了保证通航效率，船闸需要在尽可能短的时间内完成一次过闸操作，即船闸灌水、船舶进闸、船闸泄水、船舶出闸。大型单级船闸一次过闸操作通常需要40~60分钟，船闸旁侧泄水廊道的泄水闸门约需要每小时内完成一次开启、关闭的周期性动作。可见船闸泄水廊道系统闸门的开启和关闭动作十分频繁，很难通过延长泄水闸门关闭时间以减小水击压力来确保结构安全。同时，泄水廊道闸门频繁动作造成的非恒定泄流过程复杂，水击破坏问题显著，在保证船闸通航效率的前提下，怎样实现泄水廊道内水流的快速衰减也是本领域技术人员需要解决的首要技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法，该水击防护装置能反射水击波，减小泄水闸门后水击负压，快速衰减泄水廊道内往复运动的水流，确保结构安全，保障船闸通航效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，包括蓄水腔体，所述蓄水腔体底部设有连接管，所述连接管一端与蓄水腔体连通，所述连接管另一端用于与泄水廊道连通。

并在蓄水腔体内设有可调节的消能机构，便于通过调节消能机构，当蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道。