船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

徐进超; 李云; 宣国祥; 刘本芹; 金英

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

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船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英

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徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英. 船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律[J]. 水科学进展, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

引用本文:

徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英. 船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律[J]. 水科学进展, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

XU Jinchao, LI Yun, XUAN Guoxiang, LIU Benqin, JIN Ying. Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

Citation:

XU Jinchao, LI Yun, XUAN Guoxiang, LIU Benqin, JIN Ying. Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

徐进超^1,2,
李云^1,2,,
宣国祥^1,2,
刘本芹^1,2,
金英^1,2

1.
南京水利科学研究院, 江苏南京 210029;
2.
交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室, 江苏南京 210000

基金项目: 三峡后续工作航运项目(0001232013CF2000001);国家自然科学基金资助项目(51409141)

详细信息

作者简介:
徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

通讯作者:
李云,E-mail:yli@nhri.cn

中图分类号: TV691

Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing

XU Jinchao^1,2,
LI Yun^{1,2
,},
XUAN Guoxiang^1,2,
LIU Benqin^1,2,
JIN Ying^1,2

1.
Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;
2.
Key Laboratory of Navigation Structure Construction Technology, Ministry of Transport, Nanjing 210000, China

摘要: 结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。
- 引航道 /
- 淤积 /
- 冲刷 /
- 水沙模型
Abstract: In order to reduce the cost of desilting, and improve the efficiency of navigation, the desilting in the downstream approach channel by ship lock sluicing is studied with engineering practice. A two-dimensional numerical water-sediment model has been established for simulated analysis, and the hydraulic test of flow field and sediment field has been employed for verification. It explores the rules of sediment deposition in the entrance of approaching channel, analyzes the hydraulic characteristics of water conveyance system in ship lock, studies the scouring effect in the different scouring discharge, scouring time and initial siltation thickness, and obtains the relationship between water discharge of ship lock and the maximum siltation thickness. The results show that the maximum siltation thickness is decreasing with the increasing scouring time linearly under the same initial terrain and discharge, and the slop of sediment thickness is increasing with the scouring discharge. When the thickness decreases to a critical value, the scouring effect becomes weakened with the increasing scouring speed. Research results may provide theoretical reference for the desalting technology of the channel by the use of lock emptying.
- approach channel /
- sedimentation /
- scouring /
- water-sediment model

[1]	熊海滨, 孙昭华, 李明, 陈立. 清水冲刷条件下长江中游沙卵石河段局部卵石淤积成因 . 水科学进展, 2020, 31(4): 524-534. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.04.006
[2]	夏润亮, 李涛, 余欣, 夏军强, 张俊华. 小浪底水库“腾库迎洪”期异重流形成分析 . 水科学进展, 2020, 31(2): 184-193. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.004
[3]	王虎, 粟莉, 白玉川. 河口海岸铁板砂研究进展 . 水科学进展, 2019, 30(4): 601-612. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.015
[4]	唐磊, 何术锋, 莫康乐, 林育青, 马君秀, 陈求稳. 小型水坝拆除后河貌演变模拟分析——以西河水坝为例 . 水科学进展, 2019, 30(5): 699-708. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.05.010
[5]	薛万云, 吴时强, 吴修锋, 戴江玉, 杨倩倩, 王芳芳. 刚性植被区域床面泥沙起动特性 . 水科学进展, 2017, 28(6): 849-857. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.006
[6]	程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超. 斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化 . 水科学进展, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011
[7]	李志威, 李艳富, 王兆印, 胡世雄. 分汊河流江心洲洲头冲淤概化模型 . 水科学进展, 2016, 27(1): 1-10. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.001
[8]	李志威, 王兆印, 张晨笛, 余国安, 张康, 漆力健. 人工阶梯-深潭破坏案例与稳定性分析 . 水科学进展, 2015, 26(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.06.008
[9]	李文杰, 杨胜发, 付旭辉, 肖毅. 三峡水库运行初期的泥沙淤积特点 . 水科学进展, 2015, 26(5): 676-685. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.009
[10]	舒安平, 高静, 李芳华. 黄河上游沙漠宽谷河段塌岸引起河道横向变化特征 . 水科学进展, 2014, 25(1): 77-82.
[11]	王虎, 刘红军, 王秀海. 考虑渗流力的海床临界冲刷机理及计算方法 . 水科学进展, 2014, 25(1): 115-121.
[12]	李志威, 王兆印, 李文哲, 张晨笛, 吕立群. 卵石沙洲发育与冲刷试验 . 水科学进展, 2014, 25(6): 797-805.
[13]	李志威, 王兆印, 赵娜, 余国安. 弯曲河流斜槽裁弯模式与发育过程 . 水科学进展, 2013, 24(2): 161-168.
[14]	邓军, 许唯临, 刘善均, 王韦. 射流掺气对水垫塘及坑底压强影响的实验研究 . 水科学进展, 2009, 20(3): 373-378.
[15]	胡兴娥, 李云中, 李明超. 三峡水库135m运行阶段永久船闸下引航道泥沙淤积分析 . 水科学进展, 2008, 19(1): 1-7.
[16]	张春燕, 陈立, 张俊勇, 王志国. 水库下游河流再造床过程中的河岸侵蚀 . 水科学进展, 2005, 16(3): 356-360.
[17]	邓军, 许唯临, 杨忠超, 曲景学. 基岩冲刷的数值模拟 . 水科学进展, 2005, 16(1): 47-51.
[18]	余明辉, 张小峰. 平面二维溃堤水流泥沙数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(3): 286-290.
[19]	洪大林, 朱立俊, 缪国斌, 唐存本. 松性土新开挖河道动床冲刷模型设计方法 . 水科学进展, 1999, 10(1): 59-63.
[20]	何青, 万兆惠. 黄河下游限制弯曲段河道冲淤数学模型 . 水科学进展, 1994, 5(2): 119-125.

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船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

1. 南京水利科学研究院, 江苏南京 210029;

2. 交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室, 江苏南京 210000

基金项目: 三峡后续工作航运项目(0001232013CF2000001);国家自然科学基金资助项目(51409141)

作者简介:
徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

通讯作者: 李云,E-mail:yli@nhri.cn

收稿日期: 2015-08-04
刊出日期: 2016-03-25

中图分类号: TV691

关键词:

引航道 /

淤积 /

冲刷 /

水沙模型

摘要: 结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。

English Abstract

Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing

1. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;

2. Key Laboratory of Navigation Structure Construction Technology, Ministry of Transport, Nanjing 210000, China

Received Date: 2015-08-04
Publish Date: 2016-03-25

Keywords:

Abstract: In order to reduce the cost of desilting, and improve the efficiency of navigation, the desilting in the downstream approach channel by ship lock sluicing is studied with engineering practice. A two-dimensional numerical water-sediment model has been established for simulated analysis, and the hydraulic test of flow field and sediment field has been employed for verification. It explores the rules of sediment deposition in the entrance of approaching channel, analyzes the hydraulic characteristics of water conveyance system in ship lock, studies the scouring effect in the different scouring discharge, scouring time and initial siltation thickness, and obtains the relationship between water discharge of ship lock and the maximum siltation thickness. The results show that the maximum siltation thickness is decreasing with the increasing scouring time linearly under the same initial terrain and discharge, and the slop of sediment thickness is increasing with the scouring discharge. When the thickness decreases to a critical value, the scouring effect becomes weakened with the increasing scouring speed. Research results may provide theoretical reference for the desalting technology of the channel by the use of lock emptying.

徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英. 船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律[J]. 水科学进展, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

引用本文:

徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英. 船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律[J]. 水科学进展, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

Citation:

XU Jinchao, LI Yun, XUAN Guoxiang, LIU Benqin, JIN Ying. Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

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船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

作者简介: 徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

通讯作者: 李云,E-mail:yli@nhri.cn

Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing

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出版历程

船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003

1. 南京水利科学研究院, 江苏南京 210029; 2. 交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室, 江苏南京 210000

作者简介: 徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

通讯作者: 李云,E-mail:yli@nhri.cn

English Abstract

Study on the sediment scouring rules by dynamic water effect in approach channel under the action of ship lock sluicing

1. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China; 2. Key Laboratory of Navigation Structure Construction Technology, Ministry of Transport, Nanjing 210000, China

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作者简介:
徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

通讯作者:
李云,E-mail:yli@nhri.cn

1. 南京水利科学研究院, 江苏南京 210029;

2. 交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室, 江苏南京 210000

作者简介:
徐进超(1983-),男,湖北天门人,博士后,主要从事水工水力学方面研究。E-mail:jcxu@nhri.cn

1. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;

2. Key Laboratory of Navigation Structure Construction Technology, Ministry of Transport, Nanjing 210000, China