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华咨航评_针对复杂航道通航条件影响评价(通航论证)技术研究

发布时间: 2019-01-09
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      复杂航道通航条件影响因素众多,加强航道安全管理意义非常重大,通航论证报告编制中,弯曲航道水流条件对通航影响的试验研究关键词较多,因此,应关注复杂航道、连续弯曲航道、水流条件复杂和航行阻力、环流结构、水流动力轴线等影响因素。华咨航评工程师认为,天然河流几乎都是弯曲的,弯道可以看成是组成河流的最基本单元。平原河流、河网及滨湖河流中常出现多弯相连的情况。多弯相连对通航安全有很大的影响,但以往受条件制约,对此类河流的通航条件研究不多。近年来,随着水运要求的提高,此类河流上连续弯道段航道等级的提高和通航条件的改善被提上了议事日程。研究连续弯道水流情况及其对船舶航行的影响,在内河通航方面具有重要实践意义。也为推进创造安全航道奠定基础。

        根据规范规定,对于复杂条件下的项目,应进行数字模型试验,因此,华咨航评工程师在对复杂项目中,首先开展概化模型水槽试验和遥控自航船模航行试验。船模航行试验现象主要分为三类:一类是船舶顺利上行;一类是下弯顺利上行但上弯上行受阻;一类是下弯上行受阻。 通过分析连续弯道水流的典型水力特性和计算连续弯道的航行阻力对上行受阻原因进行了分析:连续弯道,其环流结构和单个弯道环流结构有明显不同。在前弯以及过渡段和后弯进口断面的环流结构为主环流与副环流并存的结构。前弯几个断面的速度场基本相似,不同的是,进口段副环流开始位于凸岸的底部,然后逐渐移动到了凸岸靠近表层的地方。在过渡段,由于水流惯性作用,环流并没有消失,而是依然存在,且环流结构和前弯相比,基本上没有变化。 连续弯道水流动力轴线的运动特点是:随流速减小,上弯的动力轴线从凹岸向中心线方向偏移,下弯则从中心线附近向凹岸方向偏移。这可以解释船舶通过下弯而上弯受阻的现象。不同的水深分别对应着适合通航的不同上限水流流速即通航阈值,并且该阈值随水深的增加而增大,但增大到某一值时则不随水深变化。即弯道通航阈值与水深有关,但当流速大于最大上限流速时,无论水深多大都航行困难。 通过对航行受阻工况的航行阻力进行分析,发现修正的兹万科夫船舶阻力计算公式虽然适用范围有所扩展,但由于弯道复杂的水流特性,修正的公式用在弯道航行阻力计算中仍然存在局限性。 正文内容 天然河流几乎都是弯曲的,弯道可以看成是组成河流的最基本单元。平原河流、河网及滨湖河流中常出现多弯相连的情况。多弯相连对通航安全有很大的影响,但以往受条件制约,对此类河流的通航条件研究不多。近年来,随着水运要求的提高,此类河流上连续弯道段航道等级的提高和通航条件的改善被提上了议事日程。研究连续弯道水流情况及其对船舶航行的影响,在内河通航方面具有重要实践意义。 开展了概化模型水槽试验和遥控自航船模航行试验。船模航行试验现象主要分为三类:一类是船舶顺利上行;一类是下弯顺利上行但上弯上行受阻;一类是下弯上行受阻。 通过分析连续弯道水流的典型水力特性和计算连续弯道的航行阻力对上行受阻原因进行了分析。
        通航论证报告结论提出,对于复杂航道项目,如连续弯道,其环流结构和单个弯道环流结构有明显不同。在前弯以及过渡段和后弯进口断面的环流结构为主环流与副环流并存的结构。前弯几个断面的速度场基本相似,不同的是,进口段副环流开始位于凸岸的底部,然后逐渐移动到了凸岸靠近表层的地方。在过渡段,由于水流惯性作用,环流并没有消失,而是依然存在,且环流结构和前弯相比,基本上没有变化。连续弯道水流动力轴线的运动特点是:随流速减小,上弯的动力轴线从凹岸向中心线方向偏移,下弯则从中心线附近向凹岸方向偏移。这可以解释船舶通过下弯而上弯受阻的现象。不同的水深分别对应着适合通航的不同上限水流流速即通航阈值,并且该阈值随水深的增加而增大,但增大到某一值时则不随水深变化。即弯道通航阈值与水深有关,但当流速大于最大上限流速时,无论水深多大都航行困难。 通过对航行受阻工况的航行阻力进行分析,发现修正的兹万科夫船舶阻力计算公式虽然适用范围有所扩展,但由于弯道复杂的水流特性,修正的公式用在弯道航行阻力计算中仍然存在局限性。

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