本发明专利技术涉及水运工程技术领域，具体公开了一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法，该水击方法装置包括蓄水腔体，所述蓄水腔体底部设有连接管，所述连接管一端与蓄水腔体连通，所述连接管另一端用于与泄水廊道连通；并在蓄水腔体内设有可调节的消能机构，便于通过调节消能机构，当蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道；以及，当泄水廊道内的水体流向蓄水腔体时，以增加水流阻抗和延长泄水廊道内水体进入蓄水腔体的流程。该水击防护装置能反射水击波，减小泄水闸门后水击负压，快速衰减泄水廊道内往复运动的水流，确保结构安全，保障船闸通航效率。障船闸通航效率。障船闸通航效率。
【技术实现步骤摘要】
船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法
[0001]本专利技术属于水运工程
，涉及船舶通航安全
，特别涉及一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置、系统及水击防护方法。
技术介绍
[0002]为了提升船闸通航效率，国内外高等级航道上的船闸工程通常采用多线船闸并列布置的方式。并列布置的船闸在泄水所产生的非恒定流条件下，会引起下游引航道水流紊乱、水位波动等问题，进而影响到船闸运行，以及引航道内船舶的航行条件和停泊条件，造成撞船、擦底等事故。如葛洲坝2#、3#船闸共用的三江引航道，在建成运行后不久就因船闸泄水的长波运动而引起船舶擦底事故；江苏京杭运河泗阳船闸在泄水时，下游引航道非恒定流产生的反向水头损坏了人字门启闭机构。
[0003]鉴于此，近期拟建设的多线并列布置船闸工程的泄水系统多在船闸旁侧设置长泄水廊道，如图1所示，直接通过泄水廊道300将船闸闸室100内水体排放至下引航道400以外的下游河道，从而避免对船舶通航和船闸运行的影响。而船闸旁侧泄水廊道运行期间，泄水廊道300上的泄水闸门200关闭后，泄水廊道300内水流会在惯性作用下继续向下游流动，造成泄水闸门200后水压大幅降低，并形成水击波在泄水廊道300内震荡。有关研究表明，泄水闸门200正常关闭工况下最大水击负水头可达百米，事故紧急关闭工况下最大水击负水头达到一百五十米以上。过大的负压将导致泄水闸门后液柱分离以及泄水系统的剧烈震动，进而破坏泄水系统，危害整个船闸工程。
[0004]目前减小船闸泄水廊道内水击压力的方法主要有两种：一种是增大泄水廊道断面面积，工程中通常采用多支管衔接或局部扩大泄水廊道尺寸的方式，由此可改变水击波反射特性，使反射波提前到达闸门并抵消水击压力，但该方式工程投资较大且对水击压力的消除效果有限；另一种是延长泄水闸门关闭时间，尽可能避免直接水击的发生，使闸后压力得以缓慢下降，直到泄水廊道出口处反射的水击波到达闸门处以抵消水击压力。然而该方式会造成闸门关闭时间的延长，进而影响船闸的通航效率，并且在遭遇突发事故时，闸门必须紧急关闭而无法通过延长关闭时间来减小水击压力。
[0005]为了保证通航效率，船闸需要在尽可能短的时间内完成一次过闸操作，即船闸灌水、船舶进闸、船闸泄水、船舶出闸。大型单级船闸一次过闸操作通常需要40~60分钟，船闸旁侧泄水廊道的泄水闸门约需要每小时内完成一次开启、关闭的周期性动作。可见船闸泄水廊道系统闸门的开启和关闭动作十分频繁，很难通过延长泄水闸门关闭时间以减小水击压力来确保结构安全。同时，泄水廊道闸门频繁动作造成的非恒定泄流过程复杂，水击破坏问题显著，在保证船闸通航效率的前提下，怎样实现泄水廊道内水流的快速衰减也是本领域技术人员需要解决的首要技术问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种船闸旁侧泄水廊道
用水击防护装置、系统及水击防护方法，该水击防护装置能反射水击波，减小泄水闸门后水击负压，快速衰减泄水廊道内往复运动的水流，确保结构安全，保障船闸通航效率。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，包括蓄水腔体，所述蓄水腔体底部设有连接管，所述连接管一端与蓄水腔体连通，所述连接管另一端用于与泄水廊道连通。
[0008]并在蓄水腔体内设有可调节的消能机构，便于通过调节消能机构，当蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道。
[0009]以及，当泄水廊道内的水体流向蓄水腔体时，以增加水流阻抗和延长泄水廊道内水体进入蓄水腔体的流程。
[0010]进一步地，所述消能机构由两个消能单元构成，两个消能单元平行设置且位于连接管相对的两侧。
[0011]进一步地，每个消能单元由两块竖直设置的消能板构成，两块消能板相互平行且并列设置，每块消能板上均设有若干水平设置的过水孔，其中一消能板固定设置在蓄水腔体底部且该消能板两竖直设置的两侧边缘与蓄水腔体固定，另一消能板可升降设置，便于通过调节该另一消能板的高度，以调节两消能板过水孔的相对位置，进而调节水流阻抗。
[0012]进一步地于，在该另一消能板两竖直两侧对应的蓄水腔体内壁上设有限位槽，该另一消能板放置在限位槽内，并通过驱动机构与该另一消能板连接，以调节该另一消能板的升降。
[0013]本专利技术还提供了一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护系统，包括泄水廊道，所述泄水廊道进口端与船闸闸室连通，所述泄水廊道出口端与下引航道以外的下游河道连通，泄水廊道靠近进口端设有泄水闸门。
[0014]还包括前面所述的水击防护装置，所述水击防护装置设置在泄水闸门后对应的泄水廊道上方，所述连接管该另一端与泄水廊道连通。
[0015]进一步地，还包括控制单元、驱动机构和水流流向检测器，所述水流流向检测器设置在连接管内壁，用于检测连接管内水流流向。
[0016]所述驱动机构和消能机构连接，以驱动调节消能机构；所述水流流向检测器和驱动机构均与控制单元连接，便于控制单元根据水流流向检测器实时检测到的水流流向数据控制驱动机构，以调节消能机构。
[0017]本专利技术还提供了一种船闸旁侧泄水廊道水击防护方法，采用前面所述的水击防护系统进行水击防护，具体包括以下步骤：（1）当水流流向检测器检测到蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，控制单元控制驱动机构以调节消能机构，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道；（2）待蓄水腔体内的水位低于下游河道水位且不能再下降时，泄水廊道内的水体则反向流入蓄水腔体，此时控制单元控制驱动机构以调节消能机构，以增加水流阻抗和延长泄水廊道内的水体进入蓄水腔体的流程；（3）待蓄水腔体内的水位高于下游河道水位且不能再上升时，蓄水腔体内的水体流向泄水廊道，重复步骤（1）和（2）直到蓄水腔体内的水位与下游河道水位一致。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术在泄水廊道上设置水击防护装置，蓄水腔体内的蓄水可补充泄水闸门关
闭时因惯性作用而流出的水流，从而实现对水击波的快速反射，该减压过程中泄水廊道中水体动能和势能相互转换，达到减小闸后水击压力。
[0019]2、本专利技术在蓄水腔体内设有消能机构，所述消能机构能局部阻隔水流运动，增加水流阻力，增大运动水体的动能耗散，并可通过调节消能机构的消能作用大小，使得泄水廊道水流的往复运动和蓄水腔体内水位波动能够快速衰减并趋于稳定，防止往复水流对船闸下一次周期性泄水的影响，并避免可能引发的结构震动问题，保证船闸通航效率。
附图说明
[0020]图1
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船闸旁侧泄水廊道的平面布置示意图。
[0021]图2
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泄水廊道上设置水击防护装置的平面布置图。
[0022]图3
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泄水廊道上设置水击防护装置的立面图。
[0023]图4
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实施方式一的消能板的结构示意图。
[0024]图5
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实施方式一中消能单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，其特征在于，包括蓄水腔体，所述蓄水腔体底部设有连接管，所述连接管一端与蓄水腔体连通，所述连接管另一端用于与泄水廊道连通；并在蓄水腔体内设有可调节的消能机构，便于通过调节消能机构，当蓄水腔体内的水体流向泄水廊道时，以使蓄水腔体内的水体快速流向泄水廊道；以及，当泄水廊道内的水体流向蓄水腔体时，以增加水流阻抗和延长泄水廊道内水体进入蓄水腔体的流程。2.根据权利要求1所述的一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，其特征在于，所述消能机构由两个消能单元构成，两个消能单元平行设置且位于连接管相对的两侧。3.根据权利要求2所述的一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，其特征在于，每个消能单元由两块竖直设置的消能板构成，两块消能板相互平行且并列设置，每块消能板上均设有若干水平设置的过水孔，其中一消能板固定设置在蓄水腔体底部且该消能板两竖直设置的两侧边缘与蓄水腔体固定，另一消能板可升降设置，便于通过调节该另一消能板的高度，以调节两消能板过水孔的相对位置，进而调节水流阻抗。4.根据权利要求3所述的一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护装置，其特征在于，在该另一消能板两竖直两侧对应的蓄水腔体内壁上设有限位槽，该另一消能板放置在限位槽内，并通过驱动机构与该另一消能板连接，以调节该另一消能板的升降。5.一种船闸旁侧泄水廊道用水击防护系统，包括泄水廊道，所述泄水廊道进口端与船...
【专利技术属性】
技术研发人员：张绪进，郭涛，刁伟，彭永勤，马希钦，张勇，李艳，谢春航，陈亮，徐启航，袁浩，彭培艺，孟弯弯，
申请(专利权)人：重庆西科水运工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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