陈 鹏
重庆交通大学 河海学院 重庆 400074
摘要：引航道是船舶进出船闸的通道，连接着船闸和河道，其作用是引导过闸船舶安全顺利地进出船闸，它的水流条件好坏对于船舶能否安全进出船闸至关重要。本文主要是对引航道口门区的不良水流条件及改善措施进行总结。
关键词：引航道；口门区；水流条件；改善措施
RESEARCH SUMMARY OF NAVIGATION CHANNEL FLOWCONDITIONS AND IMPROVEMENT MEASURE
CHEN Peng
（Chongqing Jiaotong university，College of rive and ocean，Chongqing 400074，China）
Abstract：The lead-way is the passage of the ship into and out of the ship's lock，connecting the ship's lock and the river course. Its function is to guide the ship that passes through the ship to enter and leave the ship safely and smoothly，and its water flow condition is very important for the ship to be able to enter and leave the ship safely. This article is mainly to guide the waterway exit area of poor water conditions and improved measure are summarized.
Key words：Navigation Channel，Exit area，Flow Conditions，Improved Measure
1 引言
随着国民经济的不断增长，水利工程建设也在加快步伐。在水利工程建设中，引航道发挥着重要的作用，它连接着河道和船闸，引导着航行的船舶进出船闸。若是引航道的流速过大过小，或是流态不好都会影响船舶的航行，因此，对引航道口门区的水流条件的研究很有意义。
引航道的不利流态分为回流以及斜流[1-3]，而这两种流态主要发生在上游引航道口门区。首先回流其实就是具有分离性的小漩涡，这些小漩涡受斜流的影响，反反复复地来回流动，所以称其为回流；而斜流的产生则是因为水流的流动方向和船舶的航迹线方向不一致，两者间存在一定的夹角，主要发生在静水区域和动水区域的的交叉的地方。研究回流和斜流，并提出有效的改善措施。对回流流速，横向流速，纵向流速的研究发展进程很有帮助，且有利于规范内河安全通航标准。
2 回流的研究发展
对于回流的研究发展进程，在上个世纪初，外国著名专家J.R.弗里曼[4-5]提出水流的边界与泥沙、块石等其他边界发生摩擦导致回流的产生，这是第一次提出回流产生的的原因；而对于引航道的回流问题，我国水利科研工作者范家洛在研究京杭大运河穿过黄河的“穿黄工程”时，通过结合各类泥沙的运动方程，研究回流的产生及淤积原理，用“颗粒很细”和“颗粒很粗”等分界粒径来区分回流和异重流的淤积；随后，又有学者开创性地解释了回流平面流场[6]。
3 斜流的研究发展
“斜流”是由水流和路径之间的不一致引起的，并且还由不连续的流动状态形成，例如分裂，扩散和再循环水流。由于“倾斜流动”的影响，将导致船舶进出船闸的强烈颠簸漂移，影响船舶航行的安全性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果“斜流”很大并且其与航行路径方向的角度很大，则很难控制导航装置，这意味着船舶设备的操作失控并妨碍了船的正常导航。它可能导致船舶不能进入引航道，甚至船舶发生相互碰撞导致船舶翻身的事故。了解倾斜水流的不同流态的类型，对于提出改善口门区水流条件的措施有很大的帮助。以下为斜向流的两种不同类型：
（1）如果引航道口门区的航道中心轴线与水流方向之间的角度很小或甚至平行，则引航道口门区的导流建筑物将导致在一定弯曲范围内的弯曲水流变成斜向水流，进而影响船舶安全稳定地进入引航道，且弯曲率与倾斜流的横向推力强度成正比[7]。
（2）如果水流的主流方向和船舶的航道中心线不一致，即两者之间存在一定的夹角，那么就会产生斜向流，而船舶也会因为斜向流的影响而偏离轨迹线，容易发生撞船意外；水流的主流方向和航道中心线的夹角越大，斜流的作用效果越明显。
4 改善水流条件的措施
（1）降低水流流速，可以通过增大过流断面。对于一些河道断面比较窄的河流，它的过流面积小，当流量一样时，就会使流速变得很大，所以，我们可以通过增大河道过流断面，这样就可以降低水流速度。同时，引航道的下游消能冲刷坑因为泄水，导致冲刷坑中的沙子分布不均匀，使下游水流不能均匀扩散，导致流速中间过大，两边过小。改善的措施就是设法使冲刷坑中的沙子分布均匀，减少堆积，这样水流就会均匀扩散，从而降低流速。
（2）调整水流与航道中心线的夹角。调整水流与航道中心线的夹角，主要是通过对河岸进行整治，使河岸的整治线与航道的中心线大概平行，减小斜流的影响，使船舶更能安全稳定地进出船闸。
（3）降低水流的堤头效应。首先，为了能够有效地减小上下游的水位差，可以将堤头的临水面改造成扭曲的界面，这样水流就可以平稳地流过。
（4）清理泥沙的淤积[8]。对于河道来说，泥沙的淤积是无法避免的，而泥沙的淤积不仅会导致航道的水深减小，不利于船舶的航行；而且泥沙的淤积是不均匀的，会造成航迹线发生弯曲，也就是平常说的“斜流”。如果船舶遇到斜流，那么就容易发生撞船事件。所以清理泥沙的淤积有利于减少斜流对船舶的影响，使船舶更能安全稳定地进出船闸。
（5）设置导流墩或导流墙能够很好地使水流主流流向与航迹线大概保持一致。
5 结语
随着时代的发展，船舶水运越来越重要。通过研究引航道口门区的回流和斜流的形成机理，类型，提出有效的改善水流条件得措施，并规范内河通航标准，制定更加精确的回流流速，横向流速，纵向流速的最大值，使船舶能够安全稳定地进出船闸。
6 展望
本文主要是总结引航道口门区的水流流态，并提出合理性的改善措施。对于引航道内的流速流态以及影响因素并没有深入研究，本人提出以下猜想：引航道内也有回流现象；影响引航道内流速大小的主要因素是水深和水位差。并且水位差越大，流速越大；水深越大，流速越小。即流速与水位差成正比，与水深成反比。
参考文献
[1]叶海桃. 船闸引航道口门区流态的模型研究[D].河海大学，2007
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[3]张绪进，宁武，周家俞.郁江贵港枢纽二线船闸上引航道口门区通航水流条件试验研究[J].中国科技信息，2013，（03）：109-110.
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[5]王云莉，孙国栋，李艳，向美焘，吴成龙. 北江濛里枢纽上游引航道通航水流条件试验研究[J]. 水运工程，2016，（04）：105-112.
[6]李伟，张宝航.船闸下引航道口门区回流特性及改善措施[J].水运工程，2013，（08）：160-164.
[7]周代鑫.水利枢纽船闸引航道口门区流态改善措施[J].人民珠江，1997（05）：29-31.
[8]周美林，曹周红，桑雷.船闸引航道口门区防淤措施研究[J].湖南工程学院学报（自然科学版），2007，（04）：88-91.
作者简介：
陈鹏（1994–），男，硕士，2017年毕业于华北水利水电大学，现就读于重庆交通大学河海学院水利工程专业硕士研究生。
论文作者:陈鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：水流论文; 船闸论文; 流速论文; 船舶论文; 道口论文; 措施论文; 条件论文; 《防护工程》2019年16期论文;