船闸第五章 船闸的输水系统(5学时)-2012-3-31
船闸
三、船闸基本尺寸确定 船闸的基本尺寸决定于过闸船队的船只数目、船只大小。 基本尺寸主要指闸室在有效长度、有效宽度及闸槛上最小 水深。 1、闸室有效长度：即船舶过闸时闸室可供船舶安全停泊 的长度，包括船队及其进闸所需的富裕长度，与驳船一次 过闸数量和编组方式有关。
Lk L1 nL2 L(n 2)
d、高桩台式：依靠在地基中的嵌固作用维持平衡。 优点：稳定 性好。 缺点：耗材多，施工复杂。 e、板桩式：利用板桩入土部分的嵌固和锚定结构来维持稳定。 优点：省材。 缺点：施工复杂、耐久性差。
2：不透水闸室 这种闸室适用于水级较大，闸墙较高，地基较差的船闸 一般有如下几种形式 坞式闸室 悬臂式闸室 双铰式闸室 反拱式闸室
二、船闸类型 根据船闸所处的位置分： 1、内河船闸 建在内陆渠化河流及人工运河上的船闸。 2、海船闸 建在封闭式海港洪池口门、海运河及入海河流 河口处的船闸。 根据船闸的闸室级数不同分： 1、单级船闸 沿船闸纵向只建有一个闸室的船闸，船舶通 过单级船闸时只需进行一次灌泄水，即可克服上下游水位的 全部落差，这种船闸适用于水头不超过15~20m。 2、多级船闸 沿船闸纵向连续建两个以上闸室的船闸、船 舶通过船闸时城进行多次灌水泄水才能克服上下游水位全部 落差，当水头超15~20m宜采用多级船闸。
2）把下闸首布置在坝轴线上，其优点、缺点与上种布置情
况相反，总的说来工程上采用前一种布置较多。
2、布置在河弯的裁直引河上的船闸
当地形等条件合适时，这种布置方案较合理，因为这种 布置船闸与主体工程施工不相互干扰。
船闸离主体拦河建筑物较远船只进出闸安全，船闸和引
航道开挖量虽大，但施工场地开阔，可不作围堰且可先建船 闸通航，当拦河（主体）建筑物施工时又利用船闸导流。
渠化工程学：第五章 船闸水力计算
1
g
m i 1
li
di dt
为惯性水头项，如将此项换成以阀门处廊道断面面积
和流速 表示时，可得：
1
g
m
li
i1
di dt
lp g
d dt
（5-9）
m
l p i1 i li 式中： l p ——输水廊道换算长度， m 。
（5-10）
将式（5-8）和式（5-10）代入式（5-5）可得闸室灌、泄水 时廊道输水系统的非恒定流方程式：
由式（5-19）亦可得到满足输水时 T 所需的阀门处廊道断面面积为：
2C H
T 2g[1 (1 a)Kv ]
（5-20）
对于廊道输水，假设流量系数随阀门开启度按直线变化时，则相 应的闸室灌、泄水时间和阀门处廊道断面面积分别为：
T 4C H
T 2g (2 Kv )
4C H T 2g (2 Kv )
第五章： 船闸水力计算
★ 船闸水力计算的任务
在船闸总体布置设计基本完成后，应根据闸室输
水时间、船只停泊条件以及船闸安全运行的条件要求 进行水力计算，提出输水系统各主要部分的尺寸和布 置，并反复验算设计的科学性和合理性。 ★输水系统水力指标是船闸能否正常运行的关键。 目标：输水时间～闸室停泊条件～（简单）消能工 使输水系统满足设计要求、船闸设计规范的要求、 能够良好运行（实例，八十年代末期）。
以阀门处断面流速水头来进行计算，则此项可改写为：
m
i
i1
i2
2g
2
2g
1
t2
2
2g
m i 1
i
(
i
)2
＝ 1
2 t
或t
1
第 五章 船闸输水系统.
(2)廊道转弯半径 • 廊道进口转弯段中心线的平均曲率半径 Rm 应不小于
• • • • (0.9-1.0) bm。bm为廊道转弯段的平均宽度； 廊道内侧的曲率半径γ可取为0.15H，H为设计水位差。 廊道出口转弯段中心线的平均曲率半径 Rm 应不小于 (1.0-1.4) bm； 廊道出口内侧的曲率半径γ可取为(0.2~0.25)H； 廊道其他部位转弯段的Rm不小于1.0bm。
5-7 闸门上开小门输水设导流板及消力槛和消力池
5-8
三角闸门和短廊道的组合式输水
3、集中输水系统的消能措施 设臵消能措施的目的，就是要使船闸灌 泄水时的剩余能量尽可能多地在进入船 舶停泊处以前就被消耗掉，使水流平静， 流速分布均匀。 消能设施大多设在闸首以及靠近闸首的 闸室段。
船闸采用的消能措施一般有以下几种： • 消能室 • 消力槛及消力齿 • 消力粱 • 消力栅 • 消力墩 • 挡板与遮板 • 消力池
2．输水系统的设计应满足下列基本要求
• 灌水和泄水时间不大于为满足船闸通过能力所规定的 输水时间； • 船舶(队)在闸室及上下游引航道内具有良好的停泊条 件和航行条件；承受的系缆力小于规范允许值。 • 船闸各部位不应因水流冲刷、空蚀等造成破坏； • 布臵简单、检修方便，工程投资少。
空蚀 cavitation
第五章
第一节 第二节 第三节
船闸输水系统水力计算
概述 船闸输水系统类型及选择 船闸水力计算
第一节
概述
一、船闸输水系统的组成及基本要求 二、船闸灌泄水时间 三、船舶停泊条件 四、输水系统安全技术指标和要求
一、船闸输水系统的组成及基本要求 1．船闸输水系统的组成 在船闸建筑物上为闸室灌水和泄水而设臵的设 施，包括进水口、输水廊道、输水阀门、出水 口及消能工、镇静段等全部设施称为船闸的输 水系统。
船闸工作原理
船闸⼯作原理
船闸是克服河流上建坝（或天然）形成的集中⽔位差的⼀种过船建筑物，它是由上下闸⾸、闸门、闸室等组成。
闸室灌⽔和泄⽔，使⽔位升降，象⼀种特殊的⽔梯，但它不象普通电梯和升船机那样靠电⼒升降。
船闸的闸⾸、闸室都是固定不动的⽔⼯建筑物，由闸⾸、闸门、闸室围成固定不动的闸厢，起挡⽔作⽤。
船舶过闸时，由廊道和阀门构成的输⽔系统向闸室灌⽔，闸室⽔位上升；闸室向外泄⽔，闸室⽔位降落。
停在闸室的船舶靠⽔的浮⼒，随闸室的⽔位升降，与上游或下游⽔⾯齐平，达到克服⽔位差的⽬的，通常称过坝建筑物。
因船舶过闸是由⽔的浮⼒来升降的，因此，营运费⽤⽐较低，是过船建筑物中的⼀种主要型式。
视频1
三峡五级船闸⼯作原理
视频2
富春江船闸扩建改造⼯程
视频3
船只通过巴拿马运河新船闸过程（英⽂）
来源:⽔利⼈(shuili-ren)。
2012渠化工程考试复习题
第一章绪论1.河流渠化是指在天然河流上建筑一系列拦河闸坝和通航建筑物，利用闸坝雍水作用增加上游河段的通航水深，利用通航建筑物来克服筑坝后所形成的水位落差，以达到改善通航条件的目的。
2.根据渠化河段是否连续，河流渠化分为：连续渠化和局部渠化；根据渠化水头的大小，河流渠化又可分为：高坝渠化和低坝渠化。
3.通常采用航道整治、疏浚和渠化等工程措施来改善天然河流的航行条件。
4.河流渠化的影响:A增加航道尺度，改善河流航行条件，提高航道通过能力，缩短航程。
B水位提高，产生滑坡，坍塌C 水库封冻时间慢，水体热量增大D流速小，改变鱼类的生长条件。
第二章渠化工程规划1.渠化工程的基本任务就是要确定梯级的数目、枢纽的位置以及雍水的高度，也就是要拟定河流的渠化梯级开发方案。
2.渠化工程规划的原则是什么（1）综合利用水资源，是遵循渠化工程规划必须遵循的一条重要原则（2）统一航道标准的原则；（3）应遵循经济规律，减小因工程建设带来的副作用；（4）贯彻近期与远期结合的原则；（5）渠化工程规划不仅要考虑和平时期民用客货运输的需要，还要考虑战争时期军用船舶和军用物资运输的需要；（6）渠化工程规划应尽量采用先进的技术和科学的管理方法，使内河航运的运输能力、质量、效率及成本各个方面逐步实现现代化。
3.渠化工程规划的程序：预可行性研究阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段。
4.渠化工程规划的内容:A渠化河流航道等级的拟定B渠化枢纽坝址选择以及梯级布置方案的拟定C枢纽的平面布置以及其主要技术经济指标的计算D进行梯级布置方案的比较以及开发程序的确定5.渠化工程规划资料A渠化河段的经济营运资料B渠化河段的航道资料C渠化河段的地质情况D地形资料E水文、泥沙、气象资料。
第三章渠化枢纽1.为了综合利用水资源，在渠化工程中，通常需要建造不同的水工建筑物，并把它们有机地组合在一起，以发挥枢纽更高的使用效果，这些建筑物的综合体称为渠化枢纽。
2.渠化枢纽一般由挡水建筑物，泄水建筑物，通航建筑物，水电站，坝岸连接及护岸建筑物组成。
渠化工程试题库
一、选择题45简述双铰式底板闸室特点及适用条件。
在地基土质较差或防渗难以满足的细砂、粉砂、粉质土等地区，可采用双铰式底板。
双铰式底板由两边闸墙的前趾与中间底板以斜接或搭接组成两个假想铰，并在铰接处设止水以形成不透水的分离式结构。
接缝宽20mm~30mm，接缝处设1~2道止水，缝中可填以沥青油毛毡。
与分离式闸室结构的透水闸底相比，双铰式底板闸室结构不透水，抗渗性能好，节省防渗设施；由于闸墙与底板分缝，闸墙不向中间底板传递弯矩，相互间只传递水平力和剪切力，可减小底板中部的弯矩；双铰底板使闸墙与底板共同工作，可降低对闸墙抗滑安全度的要求，因而闸墙的断面可比一般重力式闸墙断面小。
由于双铰的设置，当两侧闸墙发生变位时对底板的内力影响较大，接缝处的止水也较为复杂。
46简述闸首底板计算步骤及方法。
纵向分段及其分段原则；不平衡剪力计算，什么是不平衡剪力；横向荷载的分配；内力调整，加权平均法和按刚度进行调整47试校核如图所示闸室墙的水平滑移稳定性，已知：N＝130 kN，P＝8kN，E＝22kN，P’＝3kN，E’＝0，V＝20kN，基面的摩擦系数f＝0.33，滑移稳定安全系数[K s]＝1.30答案：()0.33(13020)1.34[] 1.30''22803Fc Sf V f N VK KH E P E P⋅⋅-⨯-====>=+--+--∑∑，满足抗滑稳定要求。
48 已知闸首边墩在静水压力作用下，A、B两点的变形为Δa＝12mm，Δb＝4mm，试将静水压力沿船闸闸首长度进行分配，画出静水压力的分配图。
答案：kN160kN 1100215.4213211===+=+⨯+⨯=F F F E P F F E P F50计算如图所示的双铰底板闸室结构的地基反力并画出地基反力图。
其中：闸墙底宽3m ，中底板半宽5m ，闸墙结构所受荷载传到铰处的垂直力为581kN 、力偶为357kNm ，底板自重、水重、浮托力等合力为25kN/m 。
水闸和船闸知识
水闸、船闸知识水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠道及水库、湖泊岸国。
水闸一般由闸室、上游连接段三部分组成。
水闸按功能分节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、冲沙闸等。
按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式及涵洞式等。
按过闸流量大小可分为大型（过闸流量100m/s以上）、中型（过闸流量100~1000m2/s）、小型（过闸流量100m2/s 以下等。
闸室是水部的主体，包括：闸门，闸墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、启闭室等。
闸门是用来挡水和控制过闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门、胸墙、工作桥、交通桥。
底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作用。
工作桥和交通桥用来安装启闭室设备、操作闸门和联系两岸交通。
门按型式分平面闸门与弧形闸门。
平面闸门是灌区水工建筑物中最常用的闸门；有双扉式与升卧式闸门，材料有木材、钢筋砼与钢闸门，启闭可采用螺杆式、卷扬式和液压式；平面闸门有制造、安装、管理和维护比较简单等特点，现我市新建（重建）中小型水闸多采用卷扬式平面钢闸门，东河水闸采用的是液压式平面钢闸门。
弧形闸门通常是采用圆弧形的门体，用支臂连接于支乘较上，一般铰心就是弧形门体的圆心。
由于弧形闸门的设计、施工、安装和维护一般比较复杂，使用较小；我市军分区节制闸采用的是混凝土自动翻滚弧形闸门。
闸墩可分为国墩、中墩与分缝墩，承受闸门传来的水压力，支撑堤顶桥梁和训闭设备，边墩还承受大堤传来的土压力。
闸墩有浆砌石、钢筋砼、砼空箱与框架式等结构，以前的水闸闸墩很多采用浆砌石结构，现我市新建（重建）的水闸闸墩多采用钢筋砼结构。
闸室底板有水平底板和低实用堰底析，水平底板用的较多。
横缝设在闸墩中间， 2 开的，称为分离式底板。
底板厚度须满足强度的要求，大、中型水闸可取（）L0(L0为闸孔净宽），最薄不小于0.6米，但小型水闸也有用到0。
3米的。
底板结构有浆砌石、混凝土（竹筋混凝土）、钢筋砼等；现我市新建（重建）的水闸底板采用钢筋砼结构。
某城市船闸输水系统的设计
某城市船闸输水系统的设计某城市船闸输水系统的设计输水系统的设计要求和分类1.1船闸输水系统应包括进水口、阀门段、输水廊道、消能工和镇静段等。
1.2输水系统的设计，应满足下列基本要求：(1) 灌水和泄水时间；(2) 船舶、船队在闸室内的停泊条件和引航道内的停泊和航行条件；(3) 船闸各部位在输水过程中不至由于水流冲刷、空蚀、振动等造成破坏。
1.3对有双向水头、多线船闸或船闸与升船机共用引航道、多级船闸补溢水、设置中问渠遁、省水、防咸等要求的船闸；1.2条规定外，尚应满足各自特殊的要求。
1.4船闸输水系统可分为集中输水系统和分散输水系统两大类。
输水系统的类型可根据判别系数按式(1.4)初步选定。
当m>3.5时，采用集中输水系统；当m(1.4)式中m----判别系数；H——设计水头(m)；T——闸室灌水时间(min)1.5船闸输水系统的设计，宜将水力计算分析和进行水工模型试验相结合。
1.6多级船闸的上、下游水位变幅较大且不同步时，应考虑闸室输水过程的补水和溢水措施。
2. 输水系统运转安全技术指标和要求2.1对只设有固定系船设备的船闸，闸室灌泄水时的最大水面升降速度应不大于――文章来源网络，仅供个人学习参考5-6cm/s，设有浮式系船柱时，可不受此限制。
2.2船闸灌泄水时，引航道内非恒定流的水面波动、比降及流速等水力特性，除应满足引航道内船舶、船队停泊条件标准外，尚应满足船舶船队在引航道内的航行条件和停靠码头的操作要求。
引航道内水面的降低应保证航行船舶的富裕水深。
上游引航道中最大纵向流速应不大于0.5-0.8m/s，下游引航道中应不大于0.8-1.Om/s。
但在上游引航道码头处应不大于0.5m/s。
2.3船闸正常运转时，输水系统各部位不宜出现负压，在特殊情况下，其局部压力不宜产生超过3mH2啲负压。
2.4输水廊道中的流速不宜大于15m/s。
当流速超过15m/s或含沙量较大的水流，应米取防护措施。
2.5当船闸闸室灌泄水时，闸室水面的最大惯性超高、超降值，在采取提前关闭输水阀门及水面齐平时开启闸门等措施后，不宜大于0.25m。
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5.3.4阀门后廊道条件的复核
1）输水廊道的阀门通常在压力作用下工作。当阀门开启时，水流 通过阀门断面后首先产生收缩（当然，收缩在阀门前已经开始 了），然后扩散到整个廊道。 2）这时，阀门后水力条件主要决定于阀门的淹没水深和通气条件。 3）根据阀门通气情况，可分为开敞式、密封式两种。
4）开敞式—— 有足够的空气补充，收缩断面处不至于出现很大的负压，但可 能出现远驱式水跃，使廊道在相当长范围内流速过大，而且不稳定 的水跃，容易回头碰击阀门引起震动。 通过收缩断面、全扩散断面、下游水面，分别建立动量方程、 能量方程验算远驱式水跃的可能性。 5）密封式——可能产生负压，过低时产生空蚀。 通过上游水面-收缩断面，或收缩断面-下游水面，建立能量方程 验算收缩断面处的压力。
5.1.3 船舶停泊条件
船舶允许系缆力的基本概念。船舶承受水流作用力小于允许系缆力。 1）为啥这样定？ 2）注意顶推船队的水流作用力、允许系缆力确定！
5.1.4 输水系统运行安全技术指标
若干规定，如： 闸室水面升降速度，引航道流速、波动限值，廊道负压，进水 口漩涡，廊道流速，惯性超高值，等等
5.2 船闸输水系统类型及选择
4、集中输水系统布置原则
2）波浪力减小措施：减小灌水初期的流量增率 （1）延长开启时间，均匀慢速开启；但延长了时间。 （2）先慢后快开启；不过大影响输水时间。 （3）下小上大的楔(xie)形断面。
5、集中输水系统布置要求
进口、出口、弯曲段、直线段、阀门段的具体要求。具体设计时， 按条款一一对照执行。 1）进口，限制流速，足够淹没水深，防止漩涡； 2）出口，要扩大，分流导墙（墩），增加对冲消能效果； 3）弯曲段，控制转弯半径，特别是内侧最小半径，防止负压出现； 4）直线段，满足阀门布置，特别是阀门后水流均匀和充分扩散； 5）阀门位置，宜设置在最低的直线段，以改善阀门工作条件。
c)闸墙长廊道闸室中心进口水平分流，闸底纵支廊道二区段出水， 简称：水平分流二区段（简单等惯性）输水系统 分别在美国新岸头船闸、葛洲坝3号船闸应用
3)复杂式，又称全动力平衡系统， 立体交叉垂直分流；区段之间完全等惯性；纵横向分别对称。二区 段、四区段
3、分散输水系统布置原则 2.5>m>2.4 第一类 简单式 1.8<m<2.4 第二类 较复杂式 m<1.8 第三类 复杂式 除遵循集中输水系统的原则外，特别注意 1、出水段中心与闸室面积中心重合，意味着，纵横向分别对称； 2、上下游进出口流线型布置，提高输水效率； 3、帏墙立面宜做成斜面，防止闸室水位上升时，水域面积突变； 4、阀门后廊道可采用不扩大、向上渐扩、突然扩大（突扩）三种 型式，应通过模型试验确定； 5、检修阀门门槽（门井）与工作阀门，应注意保持足够距离，防 止低压时掺气，必要时进行封闭； 6、有条件时，尽量采用旁侧取排水。
2、集输水系统型式
（1）短廊道输水：大多成为环绕（环形）短廊道输水。分有、无 消能室两种。 （a）无消能室，常用于无帷墙、帷墙高度较小的闸首。特点是平 廊道。对冲消能为主，辅加以消力槛、消力池等消能设施。
（b）有消能室，适用于有帷墙空间的上闸首。 在闸首口门下方的底板内设置消能室，使水流廊道出口后，进 入闸室前，先在消能室内，充分（对冲，5-2a）掺混消能，（或分 道5-2b)均匀扩散，降低出流的强度。消能室，可分封闭式、（教 材没有的）格栅式、开敞式。
m>3.5，集中输水系统 m<2.5 ,分散输水系统 2.5<m<3.5，技术经济论证确定
5.2.1集中输水系统
1、集中输水系统水力特性 水力特点是水体在闸室的一端流入或流出。 （1）流速力。水流纵向流动对过闸、停靠的船舶产生作用力； 其大小与流速有关，一般情况下，灌泄水过程中，均比较小。 （2）波浪力。非恒定流形成长波，造成水面倾斜，使船舶受力。 大小与流量增率、过水断面积有关。灌水初期较大，可通过阀门开 启方式改善之。 （3）局部力。集中出流处，水流流速分布不均匀，有掺混、旋 转和紊动，局部水流对船舶产生冲击力。 集中输水系统设计关键：能够做的就是调整流速均匀性，减小 局部力的大小。 （a）进入闸室前。利用消能室、消能工，在横断面上，（闸室 宽度、水深方向），尽量调整流速均匀； （b）进入闸室后。利用镇静段，使水流进一步扩散均匀，减小 水流作用力。
2、分散输水系统型式
（1）简单式 a)闸墙长廊道侧支孔输水系统
b)局部分散输水系统
(2)较复杂式 采用便于水流在闸室内均匀分布的，受单边开启影响较小的闸室底 部短支孔出水；单区段、或简单的多区段等惯性输水。 a) 闸底长廊道顶（侧）短支孔（管）出水，（单廊道、单区段）
b)闸底长廊道分区段出水 多区段，闸底长廊道是区段数的2倍，每区段内对称出水
5.3.5 分散输水系统的其他问题
1）惯性水头的影响，惯性超高、超 降的。 2）转弯段内侧的最低压力 3）阀门底缘空化数的验算
附加思考题： 计算中，阻力系数为一侧廊道组成的各项阻力系数，从而求得流量 系数； 廊道面积——为两侧廊道面积之和。？？！！ 试问：如果两侧输水廊道不对称，如何处理？ 提示：两侧廊道实质为并联系统
1、输水系统的型式可分为 集中输水系统，又称头部输水系统，廊道集中布置于闸首内， 集中出流，犹如不带花洒的水龙头。 分散输水系统，又称长廊道输水系统，廊道分布于闸首、闸室， 在闸室底板、或闸室墙，分散出流，犹如带花洒的水龙头。 两种系统形成的作用力，有很大的区别，适用于不同水头。 2、判别系数
m=T/√H
2）方程求解
a）不计惯性水头时，（其中5-2为连续方程）
将时间分为：阀门开启中、全开后，两个时段 (1)开启过程0~tv
（2）全开后
（3）总的有
b）考虑惯性水头时 5-11，5-2式得5-18，令d=0时，可得5-16
1）d为惰性水头，主要在输水后期，Ht越来越小时，d的影响越来 越大；输水时间是缩短的。 2)在Ht=0时，v≠0；在灌泄水末了，闸室水位将以齐平水位为中心， 以最大振幅d值上下来回震动，并逐渐衰减。d值可达0.5~1.0m,将 产生不利影响，应采取措施。
（c）槛下输水。 这是一种秦淮新河船闸（一线）采用的型式。特殊的型式， 全宽出流，一扇一字形空腹阀门。
（2）直接利用闸门输水 利用门缝、门下、小孔输水。各具特色。总体特征是：全宽出 流、垂直跌落，惨气严重，底部流速大。利用对冲、水垫、扩散等 方式进行消能。
（3）组合式输水 如三角门门缝输水与短廊道输水结合。
4、集中输水系统布置原则
总原则：满足输水时间和停泊条件的基本要求， 1）输水系统结构布置 （1）水头损失小，流量系数大，满足输水时间； （2）便于水流消能和扩散； （3）平面上应闸室或下游引航道布置相适应； （4）立面上适应闸室最大平均流速出现时刻的闸室水位。这个水 位时，消能室应该淹没的。否则说明，消能室没充分发挥作用；
5.3.2 水力特性曲线的绘制
（1）流量系数曲线，见前面说明
（2）水头（水位差）曲线，5-13式用差分表示得
（3）流量曲线
特性曲线示意，这是分散输水的特性曲线(缺少少流量系数曲线)。 试证明：集中输水系统，在阀门全开后，流量曲线是直线分布！！
5.3.3 船舶停泊条件的估算
由于影响船舶系缆力大小及变化的因素复杂，目前该拉力的确 定还不能从理论分析上得到满意的解答，主要借助水工模型试验。
3、集中输水系统的消能工
1）消能设施 （1）消能室：封闭式、开敞式、格栅式等 （2）消力槛、消力齿：竖向挑流，将底部流速大向上挑起； （3）消力梁：结合消能室使用，调整流速竖向分布。下密上疏。 （4）消力栅：调整水流横向分布。应与平面布置相适应。 （5）消力池： （6）其它 2）消能工分类 第一类：无消能工。 利用水流的对冲（环形短廊道）、扩散（闸门小孔）、水垫 （门下输水，未淹没时）消能。三角门门缝输水，几种作用兼有之。 第二类：简单消能工。无消能室、以及图5-2a的简单消能室。 第三类：复杂消能工。复杂消能室。图5-2b,图5-5，图5-6，以 及格栅式 注意的是，下闸首相对上闸首，可以降低一个档次选择消能工
5.2.2分散输水系统
1、分散输水系统水力特性 1）特点是：长廊道的惯性力影响较大，导致出流孔沿程不均匀。 惯性是一种惰性，在灌水初期，流量呈加速流，惰性阻止流速增加， 后方出水孔长度长，惰性大，流速增长慢，所以各出水口流量呈现 依次减小的分布；在灌水后期，是减速流，反之呈出水口流量依次 递增分布。 2）因为出流沿程不均匀，纵向流速、水面倾斜产生流速力和波浪 力。另外，在出水孔处仍有剩余能量，局部流态产生局部力。 3）但，闸室分布式出流，产生的水流作用力将极大地减小（相对 集中输水系统）。 显而易见，分散输水系统设计关键是：如何减小惰性的影响！！！ 等惯性输水系统受到了推崇！
5.3.1水力计算的基本方程
伯努利能量守恒方程（Ht~Vt)， 连续方程(质量守恒)(Vt~Qt~Ht)→→得Ht的微分方程，可解Ht 1)能量方程
几个说明： 1）水头损失项 a)包括局部水头损失，沿程水头损失（集中输水系统不计！）。 b)局部水头损失包括廊道损失，阀门（收缩扩散）损失（平板全开 时0，弧形全开时0.1），门槽（门井）损失（平板阀门槽损失0.1 （弧形阀门没有，已包含在阀门损失中）； c)统一换算到阀门处断面积。查表时注意分清，表5-3相关表达式 中的参照断面； 2）惯性水头项 统一换算到阀门处断面积，集中输水系统不计
渠化工程
河海大学港海学院港航系
第五章 船闸的输水系统
5.1 概述
5.1.1输水系统组成及基本要求
进水口、阀门段、廊道、出水口、消能工、镇静）良好停泊条件 3）各部位不应水流冲刷、空蚀等破坏 4）性价比高
5.1.2 输水时间
一般7~10min，水头较大时，8~12min；最大一般不超过15min。
5.3 船闸水力计算
目的 1、阀门处廊道面积，是输水系统设计的第一步； 2、阻力系数、流量系数，是水力特性的关键参数，反映输水效率； 3、开启时间、输水时间，试算开启时间，与停泊条件有关 4、绘制水力曲线，水头、水位、流量、流速、能量等时间曲线 5、校核停泊条件 6、校核阀门后廊道条件，防止廊道负压或门后产生远驱式水跃 7、转弯段内侧等最低压力水头 8、阀门的工作空化数，防止产生空化（空蚀、气蚀）