引航道通航水流条件数值模拟

陈 辉，刘志雄，江耀祖

(长江科学院，湖北 武汉 430010)

引航道通航水流条件是船闸布置设计的关键技术问题，一般引航道出口距枢纽较近，枢纽下泄主流至引航道出口处扩散形成与引航道航道中心线成一定夹角的斜流，特别当引航道航道中心线与河流主流存在较大夹角时，这种斜流效应加重，威胁着船舶(队)安全进出引航道，从而造成碍航甚至断航.本文研究对象为某航电枢纽下引航道，该引航道与下游河道存在近40°的夹角，这一区域水流条件的好坏直接影响到船舶能否顺利进闸.另外，该枢纽下游河势为近90°的弯道，其弯道水流特性对下游引航道通航水流条件的影响也是工程关心的问题之一.拟通过数值模拟的手段研究不同流量下引航道口门区及其连接段的水位、流速分布，确定其最高通航流量.

1 工程概况

本文研究的航电枢纽工程为河床式布置，主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、电站厂房和通航建筑物等组成.电站建筑物布置在河床靠左侧，泄洪建筑物布置在河床中部，船闸布置在右岸.船闸按照Ⅳ级航道标准设计，船闸紧邻泄洪坝段的右侧，布置于河道的右岸，下游引航道直线段长185m，往下游依次以长213.1 m，圆心角74°的圆弧段，250m的直线段与下游天然航道衔接.引航道底高程为147.00m，底宽大于38 m，口门宽度为60m.枢纽及下游引航道布置见图1.

图1 枢纽及下游引航道布置Fig.1 Layout of the project with downstream approach channel

下游引航道口门区为出口以下150m范围，出口下150～270m为引航道与下游河道连接段……