摘要:随着内河航运事业的快速发展，我国在通航建筑物的建设领域，已取得了丰硕的研究成果。尤其是近10年来一大批高水头大型通航建筑物相继建成，使我国跻身世界高水头通航建筑物建设前列。重点围绕通航枢纽及船闸水动力学的研究难点及关键技术，总结分析了多年来所取得的创新研究成果及其应用情况。同时基于新形势下的建设要求和面临的挑战，对通航建筑物水动力学的研究领域提出了展望。

摘要:回顾了近年来中国在升船机领域所取得的研究进展。首先介绍了具有自主知识产权的新型水力式升船机在基础理论及输水阀门防空化、船厢抗倾覆等方面的最新研究成果，该形式升船机的收敛稳定性通过原型观测得到充分验证。其次介绍了中国特有的船厢下水式升船机水动力学及运行安全关键技术、传统升船机安保措施上的创新技术。此外对大型升船机水动力学基础研究、升船机三维数值模拟技术等方面的成果做了总结。

摘要:输水系统是船闸实现其功能的关键设施，其设计直接影响船闸工程的安全与效率。等惯性四区段出水分散输水系统是目前国内外高水头大型船闸常用的输水系统形式，但其结构复杂、建设难度大，且由于设置第二分流口而带来自身空化等问题。为解决上述问题，结合我国内河船闸特点，通过国内外工程资料分析、理论与计算分析、物理模型试验等手段，提出并验证了“闸墙长廊道+闸室中心立体分流+闸底两区段四纵支廊道出水+侧支孔+明沟消能”的等惯性两区段输水系统形式在40 m级单级巨型船闸中的适用性，为高水头大型船闸建设提供参考和依据。

摘要:针对高水头船闸大型反弧门结构动力设计安全问题，进行阀门、门杆系统自振特性三维有限元计算，探讨门杆耦合特性及主要结构尺寸的敏感性。研究表明，门杆耦合系统模态更加丰富，自振特性由吊杆起决定性作用，系统基频11.59 Hz，为吊杆单独弯曲振动，吊杆-门体耦合自振频率略低于门体，吊杆长度对系统自振特性影响较大，支臂外包面板厚度基本没有影响。

摘要:旁海船闸输水阀门采用平板阀门形式，其工作水头达23.0 m，阀门顶初始淹没水深仅7.5 m，阀门水力学问题是该船闸水力设计较为关键的技术难题。通过物理模型试验研究，提出突扩廊道体型，优化阀门门体结构和门槽体型，探讨阀门段水力特性和空化特性。研究表明，在优化阀门门体结构和门槽形式的基础上，通过突扩廊道体型、门楣自然通气保护（必备措施）和跌坎强迫通气保护（储备措施）可有效解决该船闸平板阀门空化问题。

摘要:闸墙长廊道侧支孔输水系统，因其相对于集中输水系统更优的水流条件以及相对其他分散输水系统更简单的结构和更低的建设维护成本，而广泛应用于中水头大型船闸中。近年来，湘江航运干线设计和建设了４座中水头巨型船闸，该输水系统能否满足巨型船闸高输水能量下的船闸自身与过闸船舶安全要求需要加以研究论证。本文以大源渡二线船闸为例，通过1:30物理模型试验，对其闸室船舶停泊条件、输水水力特性及引航道水流条件进行研究。结果表明：在推荐的消能布置和阀门开启方式下，各项指标均能满足规范和设计要求。

摘要:针对高水头大尺度船闸运行水力指标高带来的设计难度大以及船闸本身耗水量大等问题，以水头40米级、闸室尺度280 m×34 m的船闸为例，开展了省水布置方式研究。计算理论省水率，分析阀门运行方式，建立省水船闸输水数学模型，模拟计算了输水水力指标。结果表明，提出的设置3级蓄水池省水布置方式的理论省水率为60%，各项输水最大水力指标比非省水方案降低18%～43%，可简化船闸水力系统设计。

摘要:多孔相向紊动射流是船闸输水过程中一种重要的流动现象，基于国内外大量研究资料，从多孔紊动射流流动特性、多孔紊动射流消能机理、船闸输水系统多孔相向紊动射流等研究方面对多孔相向紊动射流的研究进行了系统的论述和评析，并对船闸输水系统多孔相向紊动射流需进一步研究的课题进行探讨。

摘要:贵港船闸是西江航运干线的咽喉，航运地位十分重要。通过建立比尺为1:15的泄水阀门非恒定流常压模型，对6种动水关门事故工况条件下贵港船闸泄水阀门3种体型的动水启闭力特性进行了系列研究，获得阀门底缘形式、阀门下游侧面板是否封闭对动水启闭力的影响规律：阀门下游侧面板不封闭将使下游河道水位的波动直接传播到阀门门井中，导致阀门启闭力反复波动；当阀门底缘朝下时，底缘斜面压力小，底缘受力主要表现为下吸力，因此对应开门过程启门力大、闭门过程闭门力小；阀门底缘朝上，底缘斜面压力大，底缘受力主要表现为上托力，因此对应开门过程启门力小、闭门过程闭门力大，采用底缘朝上型阀门时，应考虑阀门配重。

摘要:与人字闸门相比，一字闸门可以较好地适应我国西部河流上的“窄高型”船闸，但关于大型一字闸门运行水动力特性的研究几乎为空白。为了探究大型一字闸门运行动水阻力矩变化规律，针对淹没水深这一主要因素开展了系列基础研究。通过比尺为1:20的一字闸门及启闭机联动物理模型试验，分析了闸门启闭过程动水阻力矩变化特性，得到了动水阻力矩峰值与淹没水深和角加速度的关系式。结果表明，淹没水深越大，动水阻力矩峰值对角加速度的变化越敏感，一字闸门在大淹没水深下宜采用无级变速运行方式，尽可能减小启闭初始及末了的角加速度值，从而降低动水阻力矩峰值，减小启闭机设计难度。

摘要:根据瓯江内河航道规划，已建的外雄船闸过闸船舶由300 t提升到500 t。提出采用设置帷墙格栅消能室对船闸进行改造，在不改变船闸主体结构的条件下满足500 t船舶停泊安全和闸室有效长度不足的问题，在此基础上开展了1:20的船闸输水系统物理模型试验。研究结果表明：在船闸短廊道输水系统中设置帷墙格栅消能室的形式，不仅能缩短镇静段长度，而且能显著改善闸室内流态，使输水时间、船舶停泊条件均满足设计和规范要求，是一种适用于集中输水系统的消能工布置形式。

摘要:船闸施工多涉及深基坑开挖与基坑降排水工作。以高良涧船闸、扬州宝应船闸和高邮运东船闸为例，阐述根据各船闸闸址地质条件及特点选择各自支护方式的原因及优缺点。在施工中，可根据不同的地质条件、所处地理位置、施工周期以及安全等级选择合适的基坑支护及防渗方案。

摘要:结合国内某船闸工程，针对集中输水系统中简单消能工和格栅消能室两种布置形式，采用RNG κ-ε紊流模型和自由水面处理技术的VOF法对输水过程闸室流态进行计算，在此基础上分析了集中输水系统镇静段长度的选择方法，给出合理的量化方法。两种典型集中输水系统计算表明，以闸室沿程平均紊动能小于0.02 m2/s2作为镇静段长度控制条件，确定的镇静段长度与规范相符且更明确，可以作为集中输水系统镇静段长度量化判别指标。

摘要:通过恒定流试验对平底廊道反弧形阀门净动水启门力进行了研究，结果表明：1）底缘压力下降是反弧形阀门产生净动水启门力的最主要原因；2）各开度下反弧形阀门净动水启门力与孔口水流弗劳德数的平方成线性关系；3）阀门厚度变化对反弧形阀门最大净动水启门力影响较小。

摘要:异重流淤积是引航道的主要淤积之一，其特点是淤积距离长、淤积总量大，如不及时清淤，则会减小通航水深、影响通航安全。在资料有限的条件下，采用已有公式对引航道的异重流淤积量进行初步计算，对认识引航道的淤积特性，制定初步的清淤方案有着重要的意义。在现有异重流淤积计算公式的基础上，提出了考虑异重流清水上升效应的沿程含沙量修正公式。与现有公式相比，其计算结果与实测值更接近，为异重流淤积量计算研究提供新途径。

摘要:分散式布置的通航水利枢纽引航道口门区水流流态主要受到与其相衔接的河道形态影响。以广西邕宁水利枢纽工程可行性研究阶段布置方案为例，对分散式布置枢纽上下游引航道口门区流态与主流的衔接关系和通航水流条件优化措施进行研究。通过在船闸口门区增设导流堤和合理开挖右岸滩地的方式解决邕宁枢纽上游引航道口门区回流较大的问题；通过合理调整下游左岸岸边开挖线，压缩下游回流区，解决因下游引航道口门区主流流向与船闸中心线夹角较大而造成的回流严重问题。使得上下游引航道口门区均具有良好的通航条件。

摘要:峡江枢纽是赣江高等级航道的控制性工程，坝址所在河段呈“S”形急弯形态，枢纽采用集中异岸布置，船闸布置在河道凹岸，上游引航道口门位于“S”形河段上弯道凸岸下游，下游引航道口门区位于下弯道凹岸河道主流顶冲点附近，布置不利于通航水流条件，同时该枢纽还具有低水头、大流量的特点，因而船闸上下游引航道口门区及连接段通航水流条件复杂。通过1:110枢纽整体水工模型及自航船模试验，提出并论证了枢纽上游采用顺岸式整治方案、下游采用顺岸式整治方案结合透空式隔流导墙的综合措施，极大改善了船闸上下游引航道及其口门区通航水流条件，各项水力指标均满足了规范要求，确保过闸船舶的安全。

摘要:以老口枢纽为例，分析S形弯曲河段上低水头闸坝枢纽引航道上、下游口门区水流特点，通过整体物理模型试验及自航船模验证试验，提出改善水流条件的具体措施。研究结果表明：通过修改上下引航道隔墙形式、局部地形开挖、岸坡回填、增设潜丁坝，以及调整凸岸岸线等措施，调整了引航道中心线位置并缩小引航道中心线与河道主流流向交角，减弱及消除了上下游引航道及口门区存在的回流、挑流及隔墙堤头的绕流等不利流态，有效改善了老口枢纽的通航水流条件，为S形弯曲河段低水头闸坝枢纽设计提供参考。

摘要:提出一种基于航电一体化的梯级枢纽运行模式优化研究方法。对整个航道进行断面划分，并在各枢纽处设置虚化断面，对航道天然断面和枢纽所在的虚化断面分别采用求解圣维南方程和考虑枢纽调度的水量平衡计算方法，确定断面水位和流量过程，实现全航道断面水力要素的同步计算，满足梯级通航枢纽联合调度对航道水位和口门区流速的高计算精度要求；并在此基础上构建梯级通航枢纽联合优化调度模型，渠化航道，改善口门区和引航道水流条件，同时优化发电策略，实现梯级通航和发电综合利用效益最大化。衢江梯级通航枢纽结果表明，构建模型具有较高的模拟精度，有效提高了梯级通航保证率和总发电量。

摘要:姚家枢纽是钱塘江中上游衢江干流六级梯级开发的最后一级航运枢纽。针对枢纽强透水地基渗流控制问题开展三维渗流数值模拟分析，比较渗流控制措施的具体几何尺寸及其防渗效果，优化防渗形式，并预报防渗措施下的浸没、绕渗和渗漏。结果表明：地基粉细砂和砂砾石为主要渗透通道，易发生渗透变形，枢纽三维绕渗特征明显，两岸地下水水位较高，两侧边坡出逸位置较高。防渗墙水平长度越长，堤防坡脚处渗透坡降越小，但防渗效果随着延伸长度逐步降低，建议选取合理的防渗长度为400～600 m。防渗墙措施下下游边坡依然有出逸，需采取包括护坡反滤在内的多种防渗措施，提高渗透稳定性。

摘要:城景水电站是利用三板溪水库回水的长期消落水头而兴建的水电站，可有效地改善上游河道的航运水流条件。设计船闸布置于泄洪闸中间，枢纽泄洪方式对上下游引航道及口门区水流条件影响大；下游引航道口门区位于弯道凸岸，通航水流条件复杂难以满足通航安全要求。针对以上问题，通过1:80比尺的整体枢纽模型，研究下游不利通航水流条件的成因。通过降低通航标准、设置导流墩、疏浚凸岸岸线、优化枢纽调度，使引航道及口门区通航水流条件满足通航规范要求，为枢纽通航设计提供了可靠依据。

摘要:界牌水利枢纽位于长江下游感潮河段支流口门，受用地条件限制，距江边较近且开敞布置，枢纽外江侧水流受到非对称涨落潮牵制作用明显，涨潮引水情形下，引航道口门区横流超标。物理模型试验结果表明：延长导流堤仅使得横流发生位置提前，并没有减小横流强度；船闸侧岸壁外扩能提前调整水流，为引航道口门区提供遮蔽环境，从而消弱横流，但受口门区用地条件的限制；而导流堤头部透空可较好地分散横流，改善流态，满足通航水流条件，其中透空段的长度取决于横流的分散效果，整个导航墙的长度取决于停泊区的纵向水流控制条件。

摘要:对某段弯曲航道水流进行三维数值模拟，简要分析了弯道水流特性，并将弯曲航道水流淘刷作用耦合于岸坡稳定性二维数值模拟中，量化水流淘刷对岸坡稳定性的影响，在此基础上计算不同冲刷深度下的岸坡稳定性。结果表明：高水位情况下岸坡受环流淘刷作用的影响更大；冲刷深度越大，岸坡稳定系数越小；当冲刷达到一定程度，岸坡局部发生崩塌从而降低整体稳定性。

摘要:利用自航船模试验，研究两级单线航道中间渠道供船舶交汇错船的交汇区尺度及船舶航行方式。试验表明，中间渠道交汇区通过斜导墙缩窄分别与上、下游通航建筑物连接，过渡段长度大于2倍船长是合理的。参考相关标准和设计规范确定交汇区宽度和船舶航行方式，确保一线船舶停泊另一线船舶以正常航速航行能在交汇区顺利进行交汇，以提高通航建筑物通过能力和船舶航行安全性。

摘要:结合思林、岩滩等升船机承船厢卧倒门不同启闭方式下船舶系缆力模型试验资料，通过概化模型对升船机承船厢卧倒门启闭过程船舶受力影响因素进行分析，提出了承船厢启闭过程船舶纵向系缆力计算方法。利用建立的系缆力计算方法，对保障升船机船厢内船舶系缆安全的卧倒门启闭速度及对接水位差标准进行探讨，提出相关建议。

摘要:通过1:16的物理模型研究了船舶进出升船机承船厢时的最大下沉量与船厢水深、船舶航速及船厢断面系数间的变化规律。提出船舶出厢过程是船厢设计水深的控制条件，建立了船舶下沉量的无量纲计算公式。通过综合比较不同船厢水深船舶下沉量及船底安全富余水深，提出了向家坝升船机合理的船厢设计水深标准。

摘要:通过1:80的三峡枢纽及下游引航道整体物理模型研究了典型的大坝泄洪、电站调峰、船闸泄水及其叠加工况下的升船机下游引航道非恒定流波动特性。结果表明：三峡枢纽下游引航道内的水位波动是引航道波流运动和两坝间流量差引起的河道涨、落水长波耦合叠加的结果。枢纽进行百年一遇洪水调节时升船机下闸首水位波动最大小时变幅061 m/h。当大坝泄洪单次调节流量小于2 000 m3/s时，升船机下闸首水位波动小时变幅小于042 m/h。电站调峰运行时，升船机引航道水位波动首波幅值随流量变幅和变率的增大而增大，最大小时变幅则取决于流量变幅和两坝间净流量大小。船闸双线同时泄水时升船机下闸首水位最大小时变幅018 m/h，基本不影响升船机运行。

摘要:水力式升船机是我国提出的具有自主知识产权、利用水能作为提升动力和安全保障措施的新型垂直升船机形式。针对该型升船机研究现状，设计制作平衡重系统单竖井简化模型，对其进行不同频率不同振幅正弦振动试验。结果表明：低频产生的振动响应比高频明显，且振幅越大振动响应越激烈；当试验频率接近模型结构自振频时，竖井与浮筒间隙水体晃荡剧烈，浮筒上下运动明显，承船厢也随之上下晃动，这对升船机的平衡安全运行具有不容忽视的影响，需要进一步深入研究。

摘要:船厢出入水过程产生的附加水动力荷载是下水式升船机发展需要解决的一个突出问题。采用VOF模型和κ-ε湍流模型，结合动网格技术建立三维数学模型，对下水式升船机船厢入水过程的水动力学特性进行模拟。研究表明：该模型具有较好的精确性和稳定性，可以用于模拟船厢入水后船池内部产生的复杂水流运动。应用该模型分析构皮滩第三级垂直升船机船厢不同入水速度下船池内部水流波动特性以及流场分布特征，计算结果与物理模型试验结果吻合较好。

摘要:通过比尺为1:20的船厢出入水过程概化物理模型，对下水式升船机船厢主体底缘形式进行系统研究，探讨不同底缘形式的船厢对出入水过程船厢池水面波动、吸附力、拍击力及附加水动力荷载的影响。研究表明：船厢底缘角度的增大可有效降低船厢出水吸附力与入水拍击力，同时考虑到船厢底缘角度的增大会引起船厢质量的增加，提出船厢底缘较优角度为4°。

摘要:在超过直径4 m的卷筒上同时安装多根大直径钢丝绳需解决卷筒可靠驱动、钢丝绳在卷筒上的精确定位、钢丝绳在卷筒上的同步缠绕等技术难题[JP2]，工程具有精度要求高、技术难度大等特点。通过分析，采用综合性控制措施，完成了16个[JP]卷筒上共64根钢丝绳的安装，安装精度达到设计要求，使用效果良好。

摘要:随着我国内河航运的不断发展，以保留老船闸使其兼作新船闸引航渠为方案的船闸扩建改造已成为突破内河通航“瓶颈”的创新性举措，并已成功运用于富春江船闸扩建改造工程。研究成果表明，输水阀门线性全开时，由于老船闸上闸首口门处过水断面较小，新闸室充水时老闸室内水位迅速下降，并在其门槛处产生7.15 m的集中跌落。在满足闸室输水时间的前提下，综合阀门启闭力、振动、空化及闸室惯性超高等特性，提出改造方式下船闸充水阀门分段间歇性开启加动水关闭的优化运行方式，使老闸室门槛处集中跌落降至0.5 m，有效地改善了引航渠内的水流条件。

摘要:为检验新建银盘船闸枯水期通航条件，对船闸的通航设施、下游引航道以及实船试航进行了同步观测。结果表明，引航道口门区水流条件基本满足船闸规范要求，但通航设施设计存在缺陷，导致过闸时间偏长。试验还发现，由于电站尾水直冲下引航道口门区域，汛期水流条件不容乐观。在提出复核阀门开启方式等措施的同时，建议选择适当的乌江洪水流量进行观测试验。

摘要:电站泄洪、发电时下泄水流沿通航建筑物引航道导航墙进入主河道后过流断面骤增，水流脱壁后发生斜向流动，在引航道口门区形成回流。若枢纽下游航道锚泊区距口门区较近，则一定条件下回流将对锚泊区内船舶停泊条件带来不利影响。以景洪水电站为例，采用实船试验的方法，研究电站不同泄流量下升船机下游锚泊区水流条件的变化情况及相应的船舶待机停泊条件，得出不同下泄流量下船舶系缆力特性以及船舶合理的待机停靠位置。

摘要:为考察某升船机船厢防撞装置的可靠性和有效性，进行了设计船舶现场实船撞击试验。观测结果表明，以设计速度船首、船尾撞击防撞装置，船舶均被防撞梁有效地阻拦；随着撞击速度的增大，缓冲油缸的油压、活塞杆受力和行程增大，工作特性与设计基本一致；船舶线型、撞击位置对防撞梁运动、受力、缓冲时间等影响较大，设计时应予以考虑。

摘要:正常运行过程中同步系统卷筒制动器意外上闸是水力式升船机最严重的事故工况之一。结合景洪水力式升船机设计参数，分析了该事故工况下升船机存在的安全风险，提出了相应的应对措施和控制指标，探讨风险预测的理论计算方法，并通过原型观测试验检验理论计算方法与应对措施的有效性和可靠性。