升船机进口及船闸闸首的波动亦在0.4m 左右。这些数值均较大包方案为小。图4-9三峡工程航建筑物的全包布置方案 图4-10全包方案冲沙闸冲沙流态图清华坝区模型 “全包”方案的坝区各河段淤积和深泓线变化过程与其他方案基本相同，但隔流堤 “全包”方案的维护了永久船闸与升船机引航道的水流条件，减少了无隔流堤时的回流淤积。由于水流与坝面的剪切，还有可能产生立轴旋涡，影响建筑物的安全。......
2023-06-22
三峡工程通航建筑物总体布置方案试验
【摘要】：图4-6三峡工程通航建筑物的小包、大包布置方案图4-6三峡工程通航建筑物的小包、大包布置方案图4-7坝区河段淤积量变化过程试验结果显示，枢纽运行初期 ，通航建筑物上游采用短堤布置方案，永久船闸侧向取水口处于开敞水域内，通航建筑物上游水域内泥沙淤积亦不严重，水深较大，所以无论采用单闸取水，双闸取水或错开取水方式，水位波动都不大。根据这一设想，将取水口上布置了调节池，调节池面积分别为4000m2和9000m2。
在通航建筑物总体布置论证过程中，进一步进行了小包、大包方案 (图4-6)的试验研究，即30+2年以前按防淤隔流堤小包、堤长660m 的方案布置进行试验;30+2年以后，按大包方案进行试验(陈稚聪等，1995)。试验观测了坝区泥沙冲淤变化及河势调整的规律、各个运用时期船闸不同取水方式时水面的波动、水流流态与流速分布及出库水流含沙量等资料(图4-7、图4-8)。
图4-6 三峡工程通航建筑物的小包、大包布置方案
图4-7 坝区河段淤积量变化过程
试验结果显示，枢纽运行初期 (30+2年)，通航建筑物上游采用短堤布置方案，永久船闸侧向取水口处于开敞水域内，通航建筑物上游水域内泥沙淤积亦不严重，水深较大，所以无论采用单闸取水，双闸取水或错开取水方式，水位波动都不大。至运行中期50+4年，取水口已处于大包长堤的半封闭水域内，引航道底高程维持在139m 高程，取水口附近高程在127m 左右，水深比30+2年时明显减小，这时船闸取水造成的水面波动值明显增加。在单闸取水或双闸错开取水时，水面波动尚在0.4m 以下;当双闸同时取水时，水面波动已大于0.5m，其中波动最大的部位在承船厢内，最大波动值为0.60m左右，发生在大江流量35000m3/s 及45000m3/s、坝前水位145m 时。当大江流量56700m3/s时，坝前水位控制为147m，此时因水深增加，即使双闸同时取水，水面波动亦比坝前水位145m 时小，最大波幅为0.5m 左右。至运行后期70+6年，取水口仍处于大包长堤的半封闭水域内，引航道底高程仍维持在139m 高程，取水口周围高程为130m左右，在单闸取水或双闸错开取水时，水面波动一般在0.4m 左右。双闸同时取水情况下，坝前水位为145m、相应流量为35000m3/s和45000m3/s 时，最大水面波动可达0.62m，发生在承船厢内，此时永久船闸闸首波动可达0.50m，升船机进口处亦达0.50m。对于坝前水位为147m、流量为56700m3/s的情况，承船厢波动为0.69m，永久船闸闸首及升船机进口处波动分别为0.37m 及0.38m。
图4-8 坝区河道不同年份主流线比较
为了解决双闸同时取水时，永久船闸闸首、升船机口门及承船厢等关键部位水位波动较大的问题，提出了在侧向取水系统的封闭通道上加设一段调节池的设想 (陈稚聪等，1995)，以改变取水过程中取水口附近水面骤降并迅速向四周传播的过程。取水时先降低调节池水面，再传播出去到取水口处的水面降落应已明显减弱。根据这一设想，将取水口上布置了调节池，调节池面积分别为4000m2和9000m2。之后进行的对比试验表明，加设调节池后，在相同条件下水面波动值确实有明显的减小。
试验表明，30+2年修建大包隔流堤后，口门区内部的流速与前32年相比发生了明显改变，其最主要特点是往复流的产生。随着永久船闸闸室充放水，口门区内伴随着往复流动。往复流动以双闸同时取水最为严重。例如，70+6年淤积地形条件下，正向最大流速值依次为0.86、1.1、0.81m/s，负向最大流速依次为0.48、0.45、0.34m/s。纵向流速与总流速接近。横向流速数值较小，变化范围在-0.16～0.29m/s。
模型试验的出库水流中泥沙一般都较细，小于0.02mm 粒径泥沙的含沙量多数都在50%以上，大于0.05mm 的泥沙含量多数都在20%以下。船闸引水中泥沙的粒径一般较细，小于0.02mm 的颗粒含量基本上都在60%以上，大于0.05mm 的较粗颗粒则在15%以下。
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