1、中华人民共和国行业标准船闸输水系统设计规范J 306-21 条文说明目次1 总则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (60) 2 基本规定.(61) 2.1 输水系统的设计要求和分类.(61) 2.2 船舶停泊标准.(61) 2.3 输水系统运转安全技术指标和要求. (62) 3 集中输水系统设计(64)3.1 集中输水系统的型式和适用程围.(64) 3.2集中输水系统的布置. (65) 3.3 短廊道输水系统的水力计算.(68) 4 分散输水系统设计.(72) 4.1 分散输水系统的型式和适用范围.(72) 4.2
2、分散输水系统的布置. (72) 4.3 分散输水系统的水力计算.(73) 5 输水系统水工模型试验和原型观测(76)附录A输水廊道阻力系数和流量系数.(77) 附录B闸室灌水初期各类输水系统的波浪力系数.(78) 附录C闸室灌世水水力特性曲线.(79) 附录D灌世水时，停泊在闸室和引航道内船舶、船队所受的各种水流作用力.(80) 59 1总则1.0.3 远近结合，留有余地，是指在进行输水系统设计时，要考虑今后可能出现的泥沙淤积、水位和运量的变化及所需采取的措施。1.0.4 条文中的应积极采用新技术、新型式是指在船闸揄水系统设计中，要结合工程具体情况发展新技术、新型式，对本规范所列出的新输水型式
3、要总结经验，不断加以改进。60 2基本规定2.1 输水系统的设计要求和分类2. 1.4 输水系统两大类的选择，是根据对我国已建成或做过试验的60余座集中输水系统船闸和国内外余座分散输水系统船闸资料分析而得。式中的T可按T= Kp - HBLc估算，其中H、B、Lc分别为闸室设计水头、有效宽度及长度(m)。系数Kp对于集中输水系统，采用0.27;对于分散输水系统，采用0.190计算所得的m值可取小数点后有效数l位。2.1.5 由于船闸输水系统的设计，目前尚不够完善，除了一些基本的水力学计算，如输水系统阀门尺寸、输水时间、输水水力特性曲线、船舶所受的波浪力等可以计算外，其它的都只能凭经验或参考已有
4、工程来进行设计，加上各工程的条件不同，使输水系统的布置亦千变万化不尽相同。由于这些原因，在设计中就常常要借助水工模型试验以寻求合理的解决。2. 1. 6 通常采用只补不溢或只溢不补的方式，以减小!回墙和闸门的高度。2.2船舶停泊标准2.2.1 允许系缆拉力值可由缆绳破坏强度和安全系数确定。不同吨位船舶配备的系船缆绳尺寸，在钢质内河船舶入级与建造规范(1996)中规定，是由船型尺度和上层建筑侧面积等算得的船舶栖装数来确定。将缆绳的破断力除以安全系数就可得到系船缆绳允许受力值。对排水量为5t及5t以上船舶的安全系数可取4。对5t以下船舶，考虑到系船缆绳与船闸纵轴向交角的变化61 较大，且缆绳松弛。
5、此外，较小船舶所配缆绳有可能未用标准缆绳，或未能按照使用年限及时调换新的标准缆绳。因此，将船舶缆绳安全系数适当提高，对50t及以下船舶允许系缆力的安全系数取为8，而5t到50t的安全系数定在4-8之间线性变化。表中所列允许系缆力数值是根据上述原则计算所得，允许纵向水平分力及横向水平分力则是在假定缆绳与船闸纵轴线交角为300情况下得到的，横向水平分力取为纵向水平分力的半，略小于实际分力值。纵、横向水平分力值是根据船闸设计水力计算和水工模型试验的需要丽列出的。对于5t以上的船舶，表中纵向水平力值与按原规范公式计算所得数值是一致的。2.2.2 由于缆绳系缚松紧程度不易掌握，当用多根缆绳系缚船舶时，总
6、力可能集中传递于一根缆绳上。所以，规定不论在船闸中用几根缆绳系缆均按一根系船缆绳承担。由于缆索配备是为每艘船舶，而不是为整个船队。所以，当硬绑船队过闸时，其允许受力值应按船队系缆船只中最小船舶吨位的规定采用。对非硬绑船队应对船队中的每艘船舶单独系缆，其允许受力值，应对船队中的每艘船舶单独确定。2.3输水系统运转安全技术指标和要求2.3.1 采取浮式系船环时，因不需用人工移置缆绳，所以对闸室水位升降速度无限制。当只设固定系船设施时，过闸船舶垂直移动的最大速度由系船设施土缆绳的移置条件所限制。因此，要求灌泄水位升降最大速度不大于5- 6cm/so 2.3.2 当不满足船舶、船队在引航道的停泊及航行
7、条件时，要采取部分或全部旁侧取泄水等工程措施或改变运行方式予以改善。引航道中流速参考了原苏联规范C四宜lI1-55一79规定。2.3.3 船闸输水系统运转频繁，且一旦破坏维修困难影响通航，因此希望不产生负压值。但由于船闸阀门门槽、阀门段以外的输水廊道、分水墙及消能构件等处难免有局部负压产生，为此，参考水工建筑物发生空蚀的条件，一般在表面有突变处，时均负压达62 - 3 -4mH20，在平坦处达-5 - -6mH20将发生空蚀，并考虑到前述船闸运用特点，将其允许负压值适当降低，即不宜超过3mH20负压。高水头船闸阀门段的允许负压值见第4.3.11条。2.3.4 本条参考了原苏联规范CH四1II-
8、55-79规定。2.3.5 闸室灌泄水末期，水位惯性超高、超阵的现象，特别在长廊道分散输水系统中尤为明显。葛洲坝一号船闸原型观测中测到灌水末期惯性超高达1.06m。原型中当闸室水位与上游水位齐平时即开始打开人字门，闸室内超高将使船舶受力超出船闸正常灌水时的受力值。当水位惯性超高、超降较大时，还将影响人字闸门启闭机构的安全，因此应采取措施限制其惯性超高、越降值。葛洲坝一号船闸通过原型试验采取了提前关闭阀门措施，将惯性超高值降为0.2- 0.25 m，才保证了船舶停泊及启闭机构的安全。故本条提出惯性超高、超降值不宜大于0.25mo2.3.6 输水系统上游引航道进水口，如在灌水过程发生有危害的串状吸
9、气游涡，将影响上游引航道中小型船舶的停泊安全，对分散输水系统船闸还将恶化船舶在闸室中的停泊条件，并降低输水效率，甚至会因吸入漂浮物而影响输水系统工作。因此，应予避免。改善的工程措施视进口型式而不同，短廊道闸首边墩进口可用消涡栅或板;分散输水系统导墙垂直多支孔进口可采用消涡檐板、调整喉部控制断面面积、改善付导墙端部几何形状等;槛上窄缝单向或双向进口可调整格栅间距:闸首外支廊道进口可改变横支廊道布置、调整支廊道进口流量分配及增大进水口淹设水深，减小进水口流速等。2.3.7 多级船闸采用闸室旁侧溢流堪，作为溢水措施时，由于开始溢流时，虽然闸室水位已达到设计高程，但此时还存在一定的水位差，输水廊道中流
10、量较大，主廊道中的流速水头(功能)在处于关闭状态的闸室下闸首阀门前，转换为压力水头(位能)，导致阀门井水位升高，在设计中必须考虑。我国已建成的福建水口和湖南五强溪连续三级船闸均属于此类型。63 3 集中输水系统设计3.1 集中输水系统的型式和适用范围3.1.2 集中输水系统消能工种类及其作用:(1)消能室一一-消能室是利用闸首帷墙的高度或将闸底部分挖深而构成的个顶上封闭或开敞的消能空间。消能室内及出口可设其他消能构件。(2)消力齿、消力槛一一消力槛的作用主要是将底部较大的流速向上挑起，兼起撞击消能扩散及转变水流方向的作用。消力齿是一个锯齿形的消力槛。消力齿或槛般用在底速较大的消能室出口、短廊道
11、出口及消力池内。(3)消力梁及消力格栅一一消力梁的作用主要是调整竖向流速分布，可由单根或多根组成。它的间距应根据水流情况及下游水位来布置，底流速大时应下密上疏。消力格栅由排立柱所组成，它的作用主要是调整横向流速分布，稳定闸室水面。消力梁及消力格栅多用在有帷墙的上闸首消能室出口。(4)垂直挡板和水平遮板-一一垂直档板主要用来阻挡水流的冲击并迫使水流转变方向。水平遮板是用来促使水流璇滚消能并防止水面翻滚以稳定闸室水面。挡板及遮板多用在水流直接冲入闸室的大门门下输水或槛下输水。( 5)消力池一一消力池是用来增大消能的水深，增强消力齿或槛及消力墩的消能作用。(6)消力墩一一悄力墩是一个较短的立桩，常采
12、用多排交错排列，它一方面有挑流的作用，另方面也起立柱式消能工调整横向流速分布的作用，常与消力池配合使用。64 3.1.3 本条所列元1肖能工系指利用水流本身对冲、扩散或水垫进行消能。简单消能工系指在上闸首采用消力齿或消力槛、消力墩、消力池、水平格栅或j庭板、消力梁或消能室等进行消能。在下闸首采用单道或多道消力齿或消力槛进行消能。复杂消能工系指在上闸首利用帷墙或开挖闸底构成消能室，并需采用消力齿或消力槛、复杂的消力梁、垂直格栅、挡板等进行消能。在下闸首可采用消力齿、消力槛、水平格栅、水平遮板、简单的消力梁并结合消力池进行消能。3. 1.5 本条主要说明集中输水系统应该用什么水力特征值来作为水力指
13、标，并根据实际船闸的运转经验以及试验研究成果，提出了各种输水型式及各类消能措施所适应的范围。3.2 集中输水系统的布置3.2.1 强调了集中输水系统应在闸室有效长度外设镇静段。对于镇静段长度，在规范中暂按公式L= BEp来进行计算。B值系根据国内部分船闸镇静段长度的统计资料而得。在各类内，则应根据输水型式的优劣、消能工的完善程度，过闸标准船舶的大小等来进行选择。新近发展的倒口消能输水型式，由于其出口水流向下，经水垫及底板撞击消能，消能效果较好，可不设置镇静段，以缩短闸室长度，节省工程投资，但由于该型式运行经验较少，故其布置应通过试验确定。3.2.3.1 廊道进口布置在水面下一定深度，是为了保证
14、廊道进口顶部不产生负压，并可避免吸入空气和其它漂浮物体，也可增大输水效率。在确定淹没水深时，还需要考虑水流在引航道内行进至闸首处的水面降落。3.2.3.2 规定廊道进口流速是为了避免产生较大旋涡和减少进口损失。根据国内一些船闸的统计，在一般的边界条件下，进口流速在5.0m/s以上，产生强大旋涡的可能性较大，而小于65 4.0 m/s时，不会产生游涡。进口轮廓对进口损失影响很大，进口稍加修圆的损失要比没有修圆的小得多。3.2.3.3 确定廊道转弯主要考虑了以下三个因素:1.转弯损失小;2.转弯内侧曲面的压力会否过低而发生空蚀;3.经济合理，不致增加闸首尺寸。本款对转弯半径的要求基本上是按已建船闸
15、的情况提出来的，把廊道进、出口转弯、扩大与不扩大加以区分，并考虑到水头的大小。3.2.3.4 对廊道出口的淹没水深，从1肖能角度来看原则上是越大越好，已建输水条件较好的的无消能室的上闸首环绕短廊道淹没水深般均有1.5-2.0m，还有达到2.6m的。考虑到不同航道等级的船闸起始水深不同，闸室起始水深大的则淹没水深可大一些。同时，也考虑到水头大的廊道出口流速较大，所以要求的淹没水深也应大些。此外，对于下闸首，由于它的消能要求可比上闸首低，淹没水深也可以小些。所以本款中把廊道进出口淹没水深分别进行规定。若淹没水深不能满足要求，则可将廊道出口断面压扁放宽，或者将出口置于低于闸底的消力池内，也可在廊道出
16、口的顶部加一水平横梁，这种横梁用在下闸首时，二侧廊道也可采用不同高度，以适应下游引航道的不对称布置。廊道出口从减小出口流速、扩大对冲面积增加消能效果并减少出口损失来说，应该扩大。但是，由于廊道出口一般紧接在弯段之后，水流转弯时受离心力作用而偏向外侧。因此j见定在出口弯段设导墙，导墙起点应位于弯段起点、廊道正中而略偏向外侧约0.05b处，在出口宽度较大时，有时尚可设置二道或三道导墙。3.2.4 这种输水型式的水流对冲于闸首轴线，其水流不但在横向而且在竖向的分布都不均匀。它的消能措施可以由水流对冲消能，也可再设消能工消能。由于通航水深的限制，这种型式只能采用高度较低的消力槛、开挖消力池等消能措施。
17、66 下闸首的闸底一般和下游引航道齐平，其输水廊道与消能工的布置原则与上闸首相同，但还必须注意和引航道的布置形状相适应。3.2.5 有帷墙的上闸首，由于有空间上的有利条件。因此，即使在水力指标不大时也常可利用帷墙构筑消能室，在没有帷墙的上、下闸酋则因构筑消能室须开挖闸底而增加投资。所以只有在水力指标较大时采用。3.2.8封闭式帷墙消能室比较适合的帷墙高度为近于闸室起始水深的情况。3.2.9 开敞式消能室较易适应闸室水位的变化，它一般利用水流对冲及消能工消能。它的缺点是闸室水面波动较大，消能效率较低。3.2.10槛下输水的水流是从槛下直接进入闸室，没有经过对冲和撞击消能的水流流速很高。水流集中底
18、部，会产生较大的横轴表面游滚和局部水面下降。不采用任何消能措施的槛下输水是不合适的。槛下输水的消能布置主要采用上疏下密的消力梁栅及消力齿槛消能，并在梁栅顶部设置水平遮板或格栅。槛下输水的消能布置视消能工高度及完善程度的不同而分别属于简单或复杂消能工。3.2.11 倒口消能输水是一种新型消能型式，其特点是短廊道出口连接一长度与闸室宽度相同的横向廊道。水流经横向廊道底部格栅孔口出流，经孔口下方消力池水垫层及底板撞击消能，本条的四条布置原则是总结了已采用该型式的5座船闸设计研究经验而得。3.2.12 平转式三角闸门能承受双向水头且可动水启闭，在沿海、沿江受潮沙影响的河道及河口船闸上被广泛采用兼作开启
19、门缝输水。在潮沙河道近平潮时，以及船闸上、下游水位差小于O.3m时，打开上、下闸首的闸门，开通闸通航，可大大提高船闸的通过能力。三角门输水的缺点是水流条件差，输水时间长，闸室镇静段也67 较长03.2.13 平面闸门门下输水，适用在有帷墙的上闸首。为了能把平面闸门降入帷墙下，要求的帷墙高度比较大。闸门门下输水在水流跌落时掺气严重。而强烈掺气的水流不但破坏了波浪力的特性，而且改变了断面流速分布，增大了进入闸室的水流能量，以致大大增加船舶的缆绳拉力。因此，本条提出当水头大于10m时不宜采用，5m以上应慎重考虑掺气影响。平面闸门门下输水的主要消能设备为:阻挡水流和控制水流方向的垂直挡板，起挑流和分流
20、作用的消力齿槛以及均匀流速分布的消力梁栅等。平面闸门门下输水的消能措施视帷墙高低及消能工完善程度，可属于简单消能工或复杂的消能工措施。3.2.14 闸门上开小门输水具有经济、简易的优点。因此，虽然它在水力条件上存在一些缺点，但至今仍是一种重要的输水型式。由于小门输水的水流直冲入闸室会产生严重的横轴游滚与立轴被涡，它的消能条件不好，故这种输水型式的各类泊能工的水力指标都只能取各类中的下限。3.3 短廊道输水系统的水力计算3.3.1 短廊道输水系统中以淹没出流的短廊道输水居多数。规范的水力计算也主要适用于淹没出流阀门均匀开启的情况，至于阀门间歇开启、变速开启以及输水廊道阀门段为模形断面等情况的水力
21、计算也可参阅有关文献。输水系统的其他输水型式尚有阀门输水孔口位于闸室初始水位以上的非淹没出流情况以及利用三角闸门开启的垂直缝隙输水方式等。3.3.2 系数是与阀门门型，阅门全开后的输水系统流量系数以及阀门开启过程线有关。n EL -An Pitt-fJ 一G n n - f-l f-ln为阀门开度时的流量系数。本条所列平面阀门资料取68 自有关文献，而反向弧形阀门资料系根据葛洲坝二号、三号及一号船闸、万安船闸以及部分国外反弧门船闸试验资料计算而得。3.3.3 在输水廊道阀门处面积确定后，便可进行输水系统各部分的布置，然后再进行输水系统在阀门各开度时的阻力系数和流量系数的计算。但这里应该说明，附
22、录A所列出阻力系数均是在理想条件下的值，也即是该局部损失前后的水流都是均匀流，而在船闸输水系统中这种条件往往达不到。因此，用附录A所得的阻力系数相加而求得的流量系数，与实际值有定差别。较好的方法是将设计的输水系统与已有类似工程进行比较，而采用相近的实际工程资料，在没有实际资料可供使用时，则应通过模型试验确,_,. 足。3.3.4 对短廊道输水系统，阀门的开启时间或速度二般都是由灌水时闸室内的船舶停泊条件所决定，而闸室内的船舶停泊条件决定于灌水初期，这时，船舶所受的水动力中流速力和局部力很小。式(3.3.4)即是由灌水初期的波浪力和船舶系缆力的允许纵向水平分力相等的条件而得，式中计算波浪力所用的
23、闸室灌水初期的流量增率采用(古人=与了!咱03.3.5 若计算所得的输水时间太长不能满足要求，则应加大输水廊道阀门处面积或采用变速开启阀门和特殊形状的阀门处输水廊道断面等方法以缩短输水时间。若计算得的输水时间与阀门开启时间相近或甚至小于阀门开启时间，则说明所确定的阀门处输水廊道断面面积过大。此时可将面积缩小，但单位时间间门开启面积仍可保持不变。3.3.6 所列的六种水力特性曲线，除了第五项仅需在灌水时计算外，一、二、三、四和六项对灌水和泄水都需进行计算。但其中对上游及下游号|航道以及下闸门后横断面的断面平均流速，只要由最大流量求得其最大值就可以了。般就不必-一描绘其随时间的变化曲线。有了水力特
24、性曲线、除了可以进行以下各条计算外，尚可根据69 流速指标(即灌水闸室最大断面平均流速及泄水下闸首闸门后最大断面平均流速)核算所采用的消能措施是否合适，并可根据最大流量、最大能量及最大比能分别核算设计的廊道进口断面、镇静段长度以及消能室体积等是否合适。3.3.7 闸室内船舶停泊条件的核算是在输水系统的设计和水力特性曲线的绘制全部完成后进行的。灌水时，只要核算灌水初期的波浪力即可，因为对于设计合理的短廊道输水系统，灌水后期的水流作用力一般是不会超过初始波浪力的。当船舶在闸室内不能安全停泊时，一般可按许可值重新确定阀门开启时间，或采用变速开启、或在阀门处廊道采用模形断面等措施，并核算其输水时间。泄
25、水时，由于泄水初期闸室水深较大O因此，世水初期的波浪力不决定闸室的停泊条件，其后，波浪力也一直较小。泄水时，船舶所受的动水作用力，主要是由泄水流量所产生的闸室纵向水面坡降以及纵向流速所产生，计算时可由最大流量瞬间开始进行，然后得出其最大值。若泄水时的停泊条件不能满足则只能采取延长阀门开启时间、缩小阀门面积以减小最大流量，或在阀门全开后即把阀门关小，以使最大流量后的流量变化减缓等措施。此外，若采用先快后慢或下大上小的倒模形断面，也同样可以减小泄水最大流量并减缓流量的变化。3.3.8 对短廊道输水系统引航道中停泊及航行条件，一般只要核算下游引航道中的停泊条件。因为在设计水头时，下游均为最低通航水位
26、，它的横断面不及上游的大。而且，为了缩短输水时间，有时泄水阀门的速度定得比灌水阀门快一些。3.3.9 计算封闭式阀门后的压力值应对阀门的每一个开度进行，然后绘制Pc= f( t)的曲线，以求出压力下降的最大值。若计算所得的压力太低，则要提高封闭式阀门后的压力。对短廊道输水系统，通常采用的方法有两种。一种是延长阀门的开启时间，但这种措施对闸室灌水时效果较大，而对泄水效果较小，且将延长输水时间，另一种方法是将阀门位置降低，这种措施可以70 提高的压力是与阀门淹没深度的增加成正比的，但这种方法会使造价有所增加。3.3.10 为检验开敞式阀门后会否产生远驱式水跃，必须对阀门的每个开度进行验证，这需在有
27、了水力特性曲线之后才能进行。船闸中远驱式水跃的危害在于将使阀门后高速水流的区域增大，故应加大廊道:昆凝土表面的保护市围，同时这种水跃的位置又变化不定，在水跃碰到阀门时会引起阀门的振动，故应提高阀门抗振能力，加强阀门的结构强度。当然这种危害与水头的大小有关，若水头较小，其流速不大，能量也较小，即使发生远驱式水跃，其影响也不会太大，反之其影响就较大。防止开敞式阀门后产生远驱式水跃的方法与提高封闭式阀门后压力的方法相同。71 4 分散输水系统设计4.1 分散输水系统的型式和适用范围4. 1. 1 分散输水系统的特征是水流通过闸墙廊道或闸室底部廊道上的一系列支孔分散地进入闸室，有利于改善船舶、船队在闸
28、室内的停泊条件。本条所列的是目前通过实践认为比较合适的分散输水系统型式，并按其灌水时闸室出水的水力特性进行分类。4. 1.2 系根据国内外分散输水系统船闸经验，经分析论证提出选型标准。4.2 分散输水系统的布置4.2.2 船闸上闸首或中闸首帷墙如果高于闸室起始水位，当闸室灌水水面上升到帷墙平台时，水流骤然进入这一平面空间，将造成闸室水面坡降突变和水面波动，对顶推船队会产生很大的作用力。本条规定可大大减小这不利影响。4.2.3 分散输水系统的输水阀门段廊道必需有一定的淹没水深，以保证阀门工作条件，并避免大量的空气进入闸室，严重恶化闸室内船舶的安全停泊。4.2.5 本条是为了避免大量空气从检修门井
29、进入闸室及水流冲刷、空蚀对检修门槽的损害。4.2.6 闸室中心分流口的布置很重要，是保证将水流均匀稳定地分配入各供水区段的关键。水平分流口由于垂直隔墙端点的位置对分流过于敏感，很难保证非恒定水流分流的均匀与稳定，且隔墙端点也容易产生空化;而垂直分流的水平隔墙，不影响水流的流态，可以保证分流的均匀72 与稳定，也不易产生空化。但垂直分流结构复杂，造价较高，所以它仅用于高水头船闸。垂直分流口水平隔墙的布置比较容易，只要放在分流口高度的1/2处即可，而水平分流口的布置则必须通过模型试验确定。垂直分流通常又称为立体分流或立交分流。4.2.7 进出口布置的流线型可达到改善流态、减少损失、提高输水效率的目
30、的。进口淹没水深及流速的要求是为了避免进水口发生有危害性的串状吸气横涡。输水系统出口的淹没水深，主要是控制水流的紊动。4.2.8 分散输水系统的进、出口布置有两类:一类是布置在闸首边墩或闸槛上，另二类是布置在接近闸首的引航道底或导墙上。因为前者水流比较集中，适用于水头较低的第一类分散输水系统;后者水流比较分散，般用于水头较高的第二类和第三类分散输水系统。4.2.11 本条适用于分散输水系统的各种型式。4.2.日本条主要依据美国船闸建设的经验。由于我国船闸富裕水深常难以满足所规定的要求，因此，根据水头的大小，发展了各种消能布置，最高水头己应用至15.m。4.2.16 闸首槛下长廊道输水，由于其廊
31、道没有水平转弯，因此沿闸室全宽布置廊道较为方便，特别适宜采用闸底廊道多区段出水。4.2.17本条对明沟宽度的规定是参照了支孔出流的流核逐渐缩小达到消失所要求的距离而确定的。4.2.18 条文中规定的数字是根据葛洲坝二号船闸试验研究资料分析而得。其各支孔面积相同可达到支孔出流均匀的要求。4.2.20 本条系总结葛洲坝工号船闸输水系统布置的经验而得。4.3 分散输水系统的水力计算4.3.2 当船闸输水时间及输水系统类型初步确定后，先计算输水阀门廊道断面面积，然后才能进步确定输水廊道各部分的尺寸。4.3.4 按附录E计算输水廊道换算长度及惯性超高、超降值与原73 型观测所得的值极为相近。4.3.5
32、本条计算闸室输水时间T的公式考虑了阀门全部开启以后廊道水流的惯性水头，但忽略了。可门开启过程中的惯性水头项，经与模型试验值以及电算值(考虑全过程的惯性水头项)相比较，说明其精度是足够的。4.3.7 分散输水系统闸室灌水时船舶的波浪力在很多情况下并不控制闸室内船舶停泊条件，而局部力却可能起控制作用。但局部力的计算目前尚不成熟。因此，分散输水系统闸室内的停泊条件主要应由水工模型试验确定。?世7.k时，闸室水体系分散进入输水廊道泄入下游，因此，闸室内停泊船舶的缆绳受力很小，一般可以不予考虑。船舶在上、下游引航道内的停泊条件与集中输水相同，但若为部分旁侧取世水，则计算时只要考虑在引航道内取泄水的部分c
33、4.3.8 惯性水头可按式(c.O. 3-2)计算，式中廊道换算长度应取阀门前输水廊道的换算长度。4.3.10 闸室内具有出水孔段输水廊道剩余压力的计算公式，是假定水流在出水孔段以前所具有的功能(即流速水头v/2g)，在水流抵达出水孔段末端时，全部转变为压力水头或位能，即不考虑该段内的水流沿程损失与分流损失。因而计算所得数值略大即偏于安全。4.3.11 高水头船闸廊道输水阀门往往可能产生底缘与门榻顶缝空化，因此必需核算产生空化的可能性。先计算工作空化数，然后与临界空化数相比较，当工作空化数低于临界空化数时将发生空化。输水阀门的临界空化数与阀门门型、阀门底缘型式、止水与门榻的细部尺寸及阀门的边界
34、条件有关，应通过减压模型试验求得。在初步设计中可参考相近工程的资料。在核算底缘空化数时可能出现工作空化数大于、接近或小于临界空化数等三种情况，对这三种情况应区别对待。(1)当工作空化数大于相应的临界空化数时，阀门底缘不可能形成空化。因此，廊道顶部可允许少量负压。过去，美国在船闸设74 计中规定负压不超过1.5mH20，苏联设计规范中规定负压不超过5mH20，参考这些数字本规范采用3mH20。(2)当工作空化数接近其相应的临界空化数时，阀门底缘实际上巳存在促成空化的可能性，而空化旦产生，在水流的负压区它将得到强化，此时宜将廊道淹没水深适当增加，以保证阀门后廊道为正压。(3)当底缘工作空化数小于其
35、临界空化数时，底缘处将产生较大的空化泡，而成为主要的空化掘。此时应采取改变阀门开启方式、降低阀门高程、增加门后阻力、改变阀门段廊道体型等使二者接近，并应采用门榻通气措施，以减免门帽缝隙及阀门底缘的空化。当阀门后廊道顶部有可能保持3mH20负压时，亦可在该处设置通气管，通人适量的空气。75 5 输水系统水工模型试验和原型观测5.0.1 条文中所列的些内容应结合工程的具体情况而定，可以全部进行试验，也可进行一部分内容。5.0.2 以往船闸的阀门水力学试验通常采用恒定流方法进行，特别是阀门空化试验均在恒定流减压箱中进行。随着船闸水头的增大，阀门空化问题愈益严重，往往需要采用快速开启阅门的方式，以利用
36、水流的惯性水头减免阀门的空化。但快速开启阀门时阀门段(包括阅门井)水流流态与恒定流或慢速开启阀门时有较大差别，因此本条文规定宜采用非恒定流方法进行输水阀门水力学试验，包括减压模型试验。5.0.3分散输71.系统由于输水廊道较长，模型廊道糙率A般偏大，再加上廊道水流雷诺数偏小，达不到阻力平方区的要求，因此需进行缩尺影响的校正。设计部门在使用水工模型试验成果时，必须加以注意。76 附录A输水廊道阻力系数和流量系数A.O.l 鹅颈管是指两个不同方向弯管和中间衔接直管构成的组合弯管，通常位于具有较高帷墙的上闸首输水阀门井前，是垂向弯管，但所列经验公式亦适用于平面组合弯管。其他类型的组合弯管，如平底环形
37、短廊道，它由进、出口两个同向弯管加上其间的衔接直管组成，其阻力系数，可参见有关文献。A.O.2该式是由下面具有锐缘出水孔缝廊道的阻力系数公式简化而得，Em=.?I il艺RLB1 sm-I 10.82 - O. 105一_UI一一一二lL飞WI W J 系数kf与支孔形状有关，取自七里境、万安、水口、葛洲坝二号、三号、一号船闸及美国一系列船闸的模型试验资料。A.O.3 廊道摩擦阻力系数可参考一般水力学计算于册等。A.O.4 表中锐缘平面阔门资料，横梁全包式反向弧形门及竖梁式反向弧形阀门资料均取自有关文献。A.O.5 输水阀门后廊道断面扩大时，vn及n值可按廊道断面不扩大时的计算方法求得。77
38、附录B闸室灌水初期各类输水系统的波浪力系数B.O.l 该式对船舶、船队长度大于半闸室，宽度接近闸室宽度的较大型船舶、船队较为准确，对较小船舶、船队则通过模型试验确定。78 附录C闸室灌泄水水力特性曲线C.O.2 本条所列为淹没出流输水的情况。C.O.3 本条所列为淹没出流输水的情况。C.O.4 该式适用于各种输水方式。C.O.5 该式适用于各种输水方式。79 附录D灌泄水时，停泊在闸室和引航道内船舶、船队所受的各种水流作用力D.O.2 引航道内由水流流速引胆的作用力和在有限水域中船舶航行时所受的阻力相似。而在闸室内的情况有些不同。D.O.3 此计算只有当全部水力特性曲线完成以后才能进行。而且船舶应距下闸首较近才符合计算的假定。80 nu-一元4一F、dER、JZ且-叮中号一价书一定统一
