【正文】 置于左岸。方案二：采用閘壩并列式，船閘布置于右岸。方案優(yōu)缺點比較如下表： 方案比選方案比較優(yōu)缺點方案一船閘位于左岸河道經(jīng)調(diào)整已經(jīng)順直，開挖工程時較小。河道兩岸地勢寬闊，施工場地不受限制?？陂T區(qū)亦靠近彎道，水力條件不好，需采取工程措施。右岸河道空間寬闊，電站布置不受影響。壩線河床寬闊順直，廠壩基本布置在河床中，對下游兩岸影響不大。壩線地質(zhì)條件好，便于施工。占用農(nóng)田較多，不利于生活生產(chǎn)。離道路稍遠(yuǎn)，運送石料等不如前者方便。方案二船閘位于右岸河道不順直，船閘前后都需要開挖和填筑。工程量大。河道兩岸緊臨道路，施工現(xiàn)場受到限制，無足夠空間?？陂T區(qū)靠近彎道，且有深潭和支流匯入，水流紊亂，水力條件不好，影響通航。廠房布置在臨近彎道凹岸，易受泥沙運動的直接影響。上游引航道段彎度略大，船閘進(jìn)出困難，需要整治。壩線河床較窄，水流較急，不利于航行。壩線地質(zhì)條件較好，便于施工。臨近道路，運送石料和設(shè)備方便。綜上，從船閘通航條件﹑工程量﹑占地交通﹑施工對各方面的影響等多方面進(jìn)行比較，方案一優(yōu)于其他方案，故選擇方案一進(jìn)行總體樞紐布置。第四章 船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計在船閘建筑物上為閘室灌水和泄水而設(shè)置的包括進(jìn)水口、輸水廊道、輸水閥門、出水口及消能室等全部設(shè)施稱為船閘的輸水系統(tǒng)。輸水系統(tǒng)是船閘的重要組成部分之一，直接關(guān)系到過閘船舶的停泊安全，船閘的通過能力及船閘的工程投資等。 輸水系統(tǒng)的選擇船閘輸水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足下列基本要求：（1） 灌水和泄水時間不大于為滿足船閘通過能力所規(guī)定的輸水時間；（2） 船舶在閘室及上、下游引航道內(nèi)具有良好的停泊條件和航行條件；（3） 船閘各部分不應(yīng)因水流沖刷、空蝕等造成破壞；（4） 布置簡單、檢修方便、工程投資少。船閘輸水系統(tǒng)的形式主要分為集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)兩大類。 集中輸水系統(tǒng)的特點集中輸水系統(tǒng)是將輸水系統(tǒng)集中布置在閘首范圍內(nèi)。灌水時，水經(jīng)上閘首由閘室的上游集中流入閘室；泄水時，水從閘室的下游端經(jīng)下閘首泄入引航道。因而也成為頭部輸水系統(tǒng)。集中輸水系統(tǒng)可分為短廊道輸水、直接利用閘門輸水和組合輸水三類，并分別包括下列內(nèi)容：①短廊道輸水包括無消能室、有消能室和檻下輸水；②直接利用閘門輸水包括三角閘門門縫、平面閘門門下和閘門上開小門輸水；③ 組合式輸水由上述某兩種輸水型式組成。 分散輸水系統(tǒng)的特點分散輸水系統(tǒng)是將輸水系統(tǒng)分散布置在閘首及閘室內(nèi)。灌、泄水時，水流通過設(shè)在閘室底或閘室墻內(nèi)的縱向輸水廊道上的一系列出水支管、出水孔分散地流入閘室，因而也稱為長廊道輸水系統(tǒng)。 輸水系統(tǒng)的類型及選擇輸水系統(tǒng)的類型包括集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)兩大類。輸水類型的選擇可根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》JTJ306─2001進(jìn)行判定。當(dāng)時，采用集中輸水系統(tǒng)；當(dāng)時，采用分散輸水系統(tǒng)；當(dāng)m為時，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證或參照類似工程選定。 (41)式中：m—判別系數(shù)；—設(shè)計水頭（m),=； —閘室灌水時間（min），一般定為7～10 min。因此， = 所以采用分散輸水系統(tǒng)。分散輸水系統(tǒng)可根據(jù)輸水水力特點和布置型式分為下列三大類。簡單式應(yīng)包括下列型式：（1）閘墻長廊道側(cè)支孔出水； （2）閘墻長廊道多支孔出水。較復(fù)雜式應(yīng)包括下列型式：（1）閘底長廊道頂、側(cè)支孔出水；（2）檻下長廊道與閘底長廊道分區(qū)段出水；（3）閘墻長廊道經(jīng)閘室中部橫支廊道支孔出水；（4）閘墻長廊道經(jīng)閘室中段進(jìn)口縱、橫支廊道支孔出水；（5）閘墻長廊道經(jīng)閘室中心進(jìn)口水平分流閘底支廊道二區(qū)段出水。 復(fù)雜式應(yīng)包括閘墻長廊道經(jīng)閘室中心進(jìn)口垂直分流閘底支廊道二區(qū)段出水和閘底支廊道四區(qū)段出水。分散輸水系統(tǒng)的類型，可根據(jù)計算的判別系數(shù)m值選擇：，可采用簡單式分散輸水系統(tǒng)；當(dāng)m=～，可采用較復(fù)雜式分散輸水系統(tǒng)；，可采用復(fù)雜式分散輸水系統(tǒng)；綜上所述m=，又因為12mH18m所以采用簡單式閘墻長廊道多支孔出水分散輸水系統(tǒng)。 輸水系統(tǒng)的布置根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》JTJ306─2001有關(guān)要求，具體布置如下：進(jìn)口輸水系統(tǒng)進(jìn)口的布置，要求有良好的線型，進(jìn)口邊緣輪廓要修圓，以提高輸水效率，進(jìn)口前布置攔污柵，柵條厚度，柵條凈間距。～，進(jìn)口處布置幾個分水墩，進(jìn)口的淹沒水深，根據(jù)專門的實驗研究資料。應(yīng)大于水頭（水頭取上游最低通航水位與下游最低通航水位之差）的（～）倍，則進(jìn)水口頂部高程應(yīng)為：上游設(shè)計最低通航水位減去淹沒水深，即：，以避免發(fā)生有害的進(jìn)口串心吸氣漩渦。輸水閥門前廊道斷面面積為，每邊前廊道斷面面積為，所以閥門進(jìn)口采用寬，高的矩形。出口輸水系統(tǒng)出口的布置也應(yīng)具有良好的線型，以提高輸水效率，并要求在泄水過程中出口水面不脫頂，不出現(xiàn)遠(yuǎn)驅(qū)式水躍。尤其要注意出口布置應(yīng)能分散水流，減弱出口水流的紊動并達(dá)到達(dá)到引航道內(nèi)流速分布均勻的目的，出口頂?shù)难蜎]水深宜大于，則每邊出口的斷面面積為。出口布置在下閘首支持段上，也采用多支孔出水，每側(cè)布置2個出水口，尺寸和進(jìn)口一樣。 圖41 導(dǎo)墻上垂直多支孔進(jìn)出口示意圖主廊道輸水系統(tǒng)的主廊道斷面一般大于輸水閥門處廊道斷面，以增大輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)。輸水閥門段廊道體型由不擴(kuò)大、逐漸擴(kuò)大及突擴(kuò)3種。其型式及高程應(yīng)根據(jù)閥門工作條件決定。當(dāng)采用逐漸擴(kuò)大型時，一般采用頂面向上擴(kuò)大，頂坡取為1:10～1:12，以利于提高閥門后廊道頂部的壓力。輸水閥門前廊道斷面面積為，每邊前廊道斷面面積為，所以閥門進(jìn)口采用寬，高的矩形。主廊道的頂部高程，底部高程。，為，則主廊道為寬，高。廊道轉(zhuǎn)彎方式轉(zhuǎn)彎均采用90186。轉(zhuǎn)彎。出水支孔出水支孔的布置應(yīng)盡可能對稱，這樣閘室內(nèi)流態(tài)也可趨于對稱，以減少閘室內(nèi)的縱向水面坡降及縱向水流，從而有利于船舶的安全停泊。出水支孔的布置范圍大些較好，至少應(yīng)為閘室長度的一半以上，即，由于過閘船舶尺寸較小，所以布置范圍取大些，此次設(shè)計取，出水段廊道支孔斷面的總面積宜于該廊道斷面面積相等，閘室每邊廊道的斷面面積為，所以出水支孔的總斷面面積為，確保出流平直。進(jìn)出口斷面修圓擴(kuò)大，支孔喉部后的擴(kuò)大角宜小于。圖42 出水支管示意圖閥門段在閥門前后有一定長度的直線段，使水流順直均勻通過。同時閥門段及其以后的廊道頂部高程必須布置在下游最低通航水位以下。不容許摻入大量空氣而惡化船舶停泊條件。過渡段輸水閥門前后要有一定的直線過渡段。消能布置閘底長廊道頂支孔輸水有助于減少閘室底部淤積，但支孔水流向上直沖船底，危及船舶安全。因此，必須在支孔上方設(shè)置蓋板進(jìn)行消能。由于蓋板占有一定空間，必須增大閘室的開挖深度，所以蓋板設(shè)置的高度不應(yīng)過高，但亦不應(yīng)過低以致過大的影響支孔出流，增大損失。專門的試驗研究表明，～5較合適。蓋板的覆蓋面積應(yīng)大于支孔出流的范圍，一般蓋板的周邊超出孔口四周的距離應(yīng)大于蓋板距孔口的凈高。蓋板四周出流可以采用小明溝消能，也可以采用對沖或擴(kuò)散消能。一方面采用對沖消能，另一方面采用消力池消能。 輸水系統(tǒng)的水力計算 計算的主要內(nèi)容根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》分散輸水系統(tǒng)水力計算應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：（1）輸水閥門處的廊道斷面面積；（2）輸水系統(tǒng)的阻力系數(shù)和流量系數(shù)；（3）輸水廊道的換算長度和慣性超高；（4）閘室輸水的水力特性曲線；（5）過閘船隊在閘室和上下游引航道內(nèi)的停泊條件；（6）校核密封式輸水閥門后廊道頂部的壓力水頭及開敞式輸水閥門后是否產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍；（7）廊道轉(zhuǎn)彎段內(nèi)側(cè)的最低壓力水頭；（8）輸水閥門的工作空化數(shù)。 輸水閥門處的廊道斷面面積確定輸水閥門型式選擇平面閥門具有厚度小，結(jié)構(gòu)簡單，門體剛度大，制造、安裝和檢修方便等優(yōu)點，適宜在中、低水頭的船閘中使用，是一種經(jīng)濟(jì)可靠的門型。根據(jù)本設(shè)計條件，宜采用平面閥門。輸水廊道閥門處廊道斷面面積 流量系數(shù)表閥門型式不同流量系數(shù)（閥門全開時）的值銳緣平面閥門反向弧形閥門則輸水閥門處的廊道斷面面積：（42）式中：—輸水廊道閥門處廊道斷面面積()；—閘室內(nèi)水面的面積(m2)，對單級船閘取閘室水域面積，即；—船閘設(shè)計水頭(m)，=；—閥門全開時輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)，可取，本設(shè)計取=；—閘室灌水時間(s)，前已擬定灌泄水時間s；—系數(shù)，與流量系數(shù)μ和閥門門型有關(guān)，根據(jù)上表查得；—輸水閥門相對開啟度，～，；—重力加速度(m/s2)；因此總面積為則閘室每邊閥門處廊道面積。 水力計算 流量系數(shù)的確定流量系數(shù)的確定 （43）式中：——瞬時t時的輸水系統(tǒng)流量系數(shù)；——瞬時t閥門某一開啟度n時的閥門局部阻力系數(shù)；——閥門井或門槽損失系數(shù)；——閥門全部開啟或輸水系統(tǒng)各阻力系數(shù)的綜合。（1）局部阻力系數(shù)① 進(jìn)口：由規(guī)范知，進(jìn)口外形光滑或多支孔進(jìn)口段，本設(shè)計取。② 攔污柵：由規(guī)范知 （44）式中： ——攔污柵阻力系數(shù)；——柵條厚度（cm ) ；——柵條凈間距（cm ) ； ——柵條形狀系數(shù)，對長方形柵條，前、后端均做成圓形，；所以，攔污柵阻力系數(shù)。③廊道圓滑轉(zhuǎn)彎 （44）式中：——廊道轉(zhuǎn)彎阻力系數(shù)；——轉(zhuǎn)角，； —— 系數(shù)，與廊道形狀及轉(zhuǎn)彎曲率半徑有關(guān)，其數(shù)值如下：本設(shè)計采用矩形廊道，因此 各種情況下值表式中：—矩形廊道寬度,；—廊道軸線的曲率半徑，取因此 由表42可查得。所以，廊道轉(zhuǎn)彎系數(shù)。④ 圓錐形擴(kuò)大：由規(guī)范可知 (45） (46)式中：——以擴(kuò)大前的斷面為計算斷面的阻力系數(shù)；——以擴(kuò)大后的斷面為計算斷面的阻力系數(shù)；——系數(shù)，與圓錐頂角有關(guān)，其值為： 系數(shù)的取值 5101520304050以上～輸水閥門段廊道體型采用逐漸擴(kuò)大的形式，一般采用頂面向上擴(kuò)大，頂坡為，所以圓錐頂角，即。⑤出口：根據(jù)規(guī)范，對多支孔出口段，本設(shè)計取。⑥分散輸水系統(tǒng)帶有出水支孔的廊道段局部阻力系數(shù)根據(jù)規(guī)范，可按下式計算： （47）式中：——輸水廊道出水支孔段局部阻力系數(shù)，包括出水孔的損失在內(nèi)；——出水支孔控制斷面總面積（），；——出水支孔段的廊道斷面面積（），；——出水支孔形狀系數(shù)。對修圓的頂部縫隙孔口，有效能蓋板取。⑦沿程摩擦阻力系數(shù)根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)規(guī)范》，對不帶出水孔、縫的廊道摩擦阻力系數(shù)，可按下式計算： (48)式中：——沿程摩擦阻力系數(shù)；——廊道長度（m），進(jìn)口70m,出口60m；——廊道水力半徑（mm）,；——謝才系數(shù),對于混凝土廊道糙率系數(shù)，則；因此，沿程阻力系數(shù)對帶有出水孔、縫廊道的摩擦阻力系數(shù)，可取48式計算值的1/3。輸水廊道；廊道水力半徑；謝才系數(shù)；因此。閥門全開后輸水系統(tǒng)總阻力系數(shù)：包括進(jìn)口、出口、攔污柵、轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大、收縮等局部阻力系數(shù)，以及沿程摩阻損失的阻力系數(shù)。以上各阻力系數(shù)均應(yīng)換算為閥門處廊道斷面的阻力系數(shù)，即各阻力系數(shù)應(yīng)乘以閥門處廊道面積與各段廊道面積比值的平方。則閥門全開后總局部阻力系數(shù) （49）即：（2）輸水閥門后廊道面積擴(kuò)大，閥門全開時的阻力系數(shù)由船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范可知，閥門全開時： （410） （411）式中：——輸水閥門后廊道面積擴(kuò)大時，閥門局部開啟的阻力系數(shù)；——廊道擴(kuò)大系數(shù)，為閥門處廊道面積和擴(kuò)大后廊道面積的比值，即；——閥門后廊道不擴(kuò)大的閥門局部開啟阻力系數(shù)，,即；——閥門開度n時的收縮系數(shù)。 不同開度下的阻力系數(shù)閥門開度平面閥門0因此，由公式410得 （3）閥門井或門槽的損失系數(shù)根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，平面閥門的閥門井或門槽的損失系數(shù)。 慣性超高的確定當(dāng)船閘閘室灌泄水時，閘室水面的最大慣性超高、超降值，在采取提前關(guān)閉輸水閥門及水面齊平時開啟閘門等措施后。①輸水廊道換算長度對于出水孔數(shù)大于15的出水支孔段廊道可取該段長度的1/2，即②閘室水面慣性超高、超降值可按下式計算: (412)式中：—慣性超高、超降值；— 計算閘室水域面積()，—閥門全開時輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)，可取，；— 輸水閥門處廊道斷面面積()，；一輸水廊道換算長度(m)。因此，閘室水面慣性超高、超降值 初步確定灌泄水時間分散輸水系統(tǒng)的輸水時間，應(yīng)根據(jù)確定的流量系數(shù)和慣性超高、超降值以及閥門開啟時間按下式核算： （413）式中： —分散輸水系統(tǒng)的輸水時間；—計算閘室水