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西江黄金水道巨型船闸群水力学关键技术研究
日期:2014-08-25点击数:字号:【

西江干线是我国与长江并列的黄金水道,对广西区域经济和社会发展影响巨大。广西自治区作出了“打造西江黄金水道、促进区域经济协调发展”的重大战略决策;国务院提出并强调“加快西江黄金水道开发,提高通航能力”。为落实上述战略目标突破西江亿吨级航运通道瓶颈,就必须在西江黄金水道上建设国内外规模最大的巨型船闸群。

西江巨型船闸群主要技术指标空前,闸室及输水阀门尺度均超过我国现有水平(长洲三四线船闸闸室面积是三峡船闸的1.21倍;平面阀门面积是目前国内外应用水头最高的桥巩船闸平面阀门的5倍,三峡船闸阀门的1.46倍),且输水指标超过国内外巨型船闸群,其输水体积超过三峡双线船闸,是美国巨型船闸群的1.6倍,引航道下泄流量超过三峡双线船闸40%,船闸水力学问题是西江黄金水道设计、建设和运行中的重大技术难题,国内外无现成经验可供借鉴。

项目依托西江黄金水道桂平和长洲巨型船闸群,采用理论分析、12座物理模型、12个数学模型以及2座工程原型研究,对其面临的水力学技术难题进行了全面研究,经8年攻关取得以下创新成果:

1、提出了以复合阶梯消能结构为核心的输水系统创新型式,解决了高水力指标下巨型船闸闸室水流消能的技术难题,满足了船闸高效输水需求和大型船舶在闸室内的安全停泊条件,保障了巨型船闸运行安全。

2、国内外首次在高等级航道实施了双线并列船闸互通省水布置,解决了巨型并列船闸需同时满足单独输水和相互输水时水力条件以及输水效率的难题,不仅节约了大量的水资源(节省船闸耗水60%以上,每年可节水1亿m3),且大大改善引航道水流条件。

3、提出了具有我国特色的一体式平面阀门结构型式及完全被动防空化新技术和门槽强迫通气技术,解决了中高水头巨型船闸特大型平面阀门空化和振动的技术难题,保障了阀门安全运行。

4、首次提出了并列船闸闸首底透空分流导航结构和联合调度优化输水方式的非工程措施改善共用引航道水流条件的新方法,确保特大泄量下引航道内船舶安全。

成果经鉴定总体达到国际领先水平,获得10项国家专利和软件著作权,节省依托工程投资7760万元,每年获间接经济效益约8亿多元;推广应用于老口等全国近20座船闸,节约这些工程项目的投资1亿多元。

研究成果为《航运枢纽设计规范》等4本行业标准制定和修订提供支撑,部分编入了国际航运协会总结近20年船闸创新技术的《Innovations in Navigation Lock Design》中,提高了学科水平,有力促进了行业技术进步。

项目实施过程中为广西培养了一支高水平的内河航运专业人才队伍。

成果获2013年度广西壮族自治区科技进步二等奖。

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