标准规范下载简介

SL *6*.2-20*3 船闸水力模拟技术规程.pdf

中华人民共和国水利部 3 发布

关于批准发布水利行业标准的公告

中华人民共和国水利部批准《坝区航道水力模拟技术规程》 （SL*6*.*—20*3）和《船闸水力模拟技术规程》（SL*6*.2 20*3）为水利行业标准，现予以公布。

天津市工程质量安全手册实施细则(试行)（天津市住房和城乡建设委员会202*年4月）.pdf水利部 20*3年9月*7日

4 研究内容和技术要求。 5 依据的技术标准。 6 研究方法和技术路线。 7 工作进度计划、预期成果目标和提交的成果。 8 项目负责人及参加人员职责。 *.0.5 船闻水力模拟研究成果应满足技术要求，并具有合理性 和可靠性

《水工（常规）模拟试验规程》（SL*55） 《水流空化模型试验规程》（SL*56） 《掺气减蚀模型试验规程》（SL*57） 《水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程》（SL *58) 《闸门水力模型试验规程》（SL*59） *.0.7船闸水力模拟技术除应符合本标准规定外，尚应符合国 家现行有关标准的规定。

*模型与原型应满足几何相似、水流运动相似和动力相似， 遵循重力相似准则，应采用正态模型。 2模型中水流宜处于阻力平方区，当不能满足时应保证为 紊流流态，输水系统廊道边壁的糙率应与原型相似。 2.0.2输水阀门水力学模型相似准则除满足2.0.*条的基本相 似准则外，尚应符合下列规定： *研究输水阀门流激振动时，应满足水弹性相似，相似准 则应符合SL*58的规定。 2研究水流掺气问题时，应符合SL*57的规定。 3研究阀门空化问题时，应符合SL*56的规定。 4研究阀门启闭力时，阀门应满足质量分布相似及启闭机 运动相似。 2.0.3工作闸门水力学模型相似准则除满足2.0.*条的基本相 似准则外，尚应满足质量分布相似及启闭机运动相似。当研究闸 门应力变形问题时，还应满足水弹性相似，其相似准则应符合 SL*59的规定。 24能墙拍 相似排水是相似及重

2.0.4船模相似准则应满足船舶线型相似、排水量相似及重

3.*.*船闸水力学模型试验的基本设备应包括供回水系统、量 水设备等。其要求应遵循SL*55的规定。 3.*.2船闸水力学模型试验的专用设备及要求有： *升降式平水槽：升降式平水槽溢流长度应满足船闸灌泄 水最大流量的溢流要求， 2恒定流和非恒定流减压箱恒定流试验的减压箱应遵循 SL*56的规定；非恒定流减压箱在上下游水位变化过程中，箱 体各部位真空度应保持不变。 3阀门门帽切片模型试验设备：阀门门帽切片模型试验设 备应满足高压和高流速的要求。 4输水阀门和工作闸门启闭机及控制系统 3.2量测仪器 3.2.*恒定流试验物理量的量测仪器应遵循SL*55的规定，非 恒定流物理量的测量还应采用下列仪器： *水位变化测量采用自动跟踪水位计、超声波水位计、电 容式波高仪、电阻式波高仪或压力传感器等 2流速流向测量采用旋桨流速仪、舵叶跟踪式流速流向仪、 激光流速仪、粒子成像流速仪、电磁流速仪、超声多普勒流速仪 或毕托管等。 3管道中非恒定流流量测量采用电磁流量计或超声流量计。 4船舶缆绳、阀门吊杆、闸门推拉杆等总力测量采用缆绳 拉力仪、测力环、拉压传感器及应变计等。 5时均及脉动压力测量采用压力传感器。 6 流激振动测量采用加速度传感器。

3.*.*船闸水力学模型试验的基本设备应包括供回水系统、量

7阀门空化噪声特性测量采用水听器。 3.2.2船闸水力学模型试验的其他仪器可采用动态应变仪、滤 波器、电荷放大器、电压放大器和示波器等。 3.2.3船闸水力学模型试验自动数据采集处理系统性能应稳定 精度、采样频率和容量应满足试验要求。 3.2.4测量仪器的选型应满足精度、量程和稳定性的要求。 3.2.5 测量仪器应在检验合格后使用，并在试验前后进行检查

4.*.*船闸总体布置资料应包括船闸主体、引航道及与船间 关的枢纽布置图

各种工况的上下游水位及组合、输水时间、闸阀门启闭 方式等设计资料。 2输水系统平面布置图、纵横剖面图、消能工和进出水口 等细部大样图。 3输水阀门和工作闸门结构图。 4输水阀门和工作闸门启闭系统布置图。 4.*.3当船闸采用旁侧取水或泄水时，尚应包括船闸取水口和 泄水口处的水位资料。

4.*.4船舶资料应包括设计船舶的吨位、线型图、方形系数、

：*.4船期资科应包括 旧的吨位、线型图、方形系数、 排水量、吃水、重心位置及船队的排列方式。

4.2.* 船闸输水系统水力学整体模型几何比尺宜为20～30 4.2.2 船闸输水系统水力学局部模型几何比尺宜为*0～20。 4.2.3 船闸输水阀门水力学模型几何比尺宜为*0～20。 4.2.4 船闸输水阀门门帽切片模型几何比尺应为*。 4.2.5 船闸工作闸门水力学模型几何比尺宜为*0～30。 4.2.6丹 船闸引航道水力学模型几何比尺宜为30～80

4.3.*研究输水系统布置时，模型范围应包括上下闸首、闸室 进水口和出水口及附近水域。

4.3.2船闻水力学局部模型范围的确定应符合下列规定：

*研究集中输水系统上下闸首及消能工布置时，模型范围 应包括闸首及相邻的6倍以上闸首口门宽度的闸室、引航道段。 2研究分散输水系统上闸首进水口或下闸首出水口布置时， 模型范围应包括闸首及相邻的6倍以上闸首口门宽度的闸室、引 航道段。 3研究分散输水系统分流口或支廊道断面尺度及出水口布 置时，模型范围应包括分流口及前后*0倍以上支廊道宽度的廊 道段或支廊道前*0倍以上支廊道宽度的廊道段。

*研究集中输水系统上下闸首及消能工布直时，模型池围 应包括闻首及相邻的6倍以上闸首口门宽度的闻室、引航道段。 2研究分散输水系统上闸首进水口或下闸首出水口布置时， 模型范围应包括闸首及相邻的6倍以上闸首口门宽度的闸室、引 航道段。 3研究分散输水系统分流口或支廊道断面尺度及出水口布 置时，模型范围应包括分流口及前后*0倍以上支廊道宽度的廊 道段或支廊道前*0倍以上支廊道宽度的廊道段。 4.3.3输水阀门水力学模型范围应包括阀门段及前后*0倍以上 阀门处廊道高度的输水廊道。研究非恒定流的阀门水力学模型， 阀门前后的廊道换算长度和通过该阀门输水的闸室水域面积应与 原型相似。门切片模型的切片宽度可取5倍的门帽最小缝隙尺 寸，模型进口和出口段应具有足够的长度，保证进出水流平顺。 4.3.4工作闸门水力学模型范围应包括闻闸首及上下游5倍以上 闻首口门宽度的水域。 4.3.5研究船闸输水引起的引航道往复波流、船舶的停泊和航 行条件时，模型范围应延长至引航道口门外*/4～*/3引航道长 度的水域，闸室输水系统布置可以简化。

4.3.3输水阀门水力学模型范围应包括阀门段及前后*0倍！

阀门处廊道高度的输水廊道。研究非恒定流的阀门水力学模型 阀门前后的廊道换算长度和通过该阀门输水的闻室水域面积应与 原型相似。门帽切片模型的切片宽度可取5倍的门帽最小缝隙尺 寸，模型进口和出口段应具有足够的长度，保证进出水流平顺。 4.3.4工作闸门水力学模型范围应包括闸首及上下游5倍以上 闸首口门宽度的水域。

4.3.5研究船闸输水引起的引航道往复波流、船舶的停泪和航

点布置图和模型供水回水系统布置图等。

5.0.*模型制作材料应满足下列

5.0.*模型制作材料应满足下列要求： *输水廊道应选择有机玻璃或塑料等不易变形的光滑材料， 对要求观测水位变化和水流流态的阀门段廊道及阀门井等部位， 应采用透明材料。 2闸墙可采用钢板、塑料板、钢筋混凝土预制板或砖砌水 泥浆粉面制作。 3.输水阀门可 采用塑料板 有机玻璃和金属材料制作。 4上下游引航道可采用水泥砂浆粉面，表面应光滑。 5局部模型中的支廊道及出水孔应采用塑料板、有机玻 璃等不易变形的光滑材料制作 6‘阀门流激振动模型中的阀门宜选择能满足水弹性相似要 求的材料制作 7阀门门帽切片模型两侧及门帽应采用有机玻璃等透明材 料制作，阀门面板可采用金属材料制作。 8工作闸门水力学模型的闸门可采用塑料板、有机玻璃和 金属材料制作。 9：船模制作应选用镀锌铁皮或玻璃钢等厚度薄、重量轻和 强度高的材料。

0.2模型制作及安装应符合下列

*整体模型应采用平面导线网控制模型范围和形状，导线 角度的允许偏差为0.*°。 2模型高程应采用一个或多个水准点控制，多个水准点间 高程的允许偏差为士0.5mm；船闸输水系统模型高程及水位测 针应采用同一个水准点控制。 3模型地形制作应满足下列要求： *）地形高程允许偏差为士2mm。

6.*船闸输水系统水力学整体模型试验

6.*.*船闸输水系统水力学整体模型试验应包括下列内容： *测定闸室灌泄水水力特性。 2测定闸室和引航道内船舶的系缆力及闸室内不系缆船舶 的自由漂移情况。 3测定下游引航道和集中输水系统船闸闸室内的流速分布 及其消能段的水面雍高。 4测定输水廊道和消能设施的压力分布。 5观测闸室、输水系统进出口和阀门段廊道的水流流态。 6.*.2船闸输水系统水力学整体模型试验应符合下列要求： *试验前应校核平水槽高程和溢水量，上游平水槽溢水量 应大于闸室灌水的最大流量，下游平水槽溢水量宜保持少量溢 水。船闸灌泄水过程中，上下游水位变化不宜大于5mm。 2模型试验应在恒定流条件下，测定输水阀门单边和双边 全开时的流量，计算灌泄水流量系数；测定分散输水系统各部位 压力，计算输水系统各区段的阻力系数。 3测定船舶系缆力时，首尾吃水应保持一致，缆绳拉力仪 水平放置，测杆应垂直。当船舶较小时，应分别测试不同停泊位 置的系缆力。

6.2船闸输水系统水力学局部模型试验

6.2.*试验内容应包括对输水系统进水口、出水口、分流口、 闸室支廊道和出水支孔及消能设施等布置和型式的研究。 6.2.2模型试验依据的上下游水位、闸室水位、压力、流量和 阀门开度等条件，可通过船闸输水系统水力学整体模型试验或数 值模拟确定。

6.2.3模型试验中流速、流态的测定应在恒定流情况下

6.3船闸输水阀门水力学模型试验

6.3.*阀门非恒定流常压模型试验应满足下列内容和要

6.3.*阀门非恒定流常压模型试验应满足下列内容和要求： *试验内容包括测定不同阀门启闭方式下的启闭力、阀门 段廊道及门体各部位的动水压力、阀门自振及流激振动特性、反 弧门支铰力和流量等，.记录阀门启闭过程中的流态及特征。 2试验前测量门体自重，校正阀门前后输水廊道的阻力系 数，调定阀门启闭速度，标定测量仪器。

6.3.2阀门恒定流减压模型试验应满足下列内容和要求：

*在阀门开启速度较慢或输水廊道惯性换算长度较发 下，研究阀门的空化特性及改善措施。 2测量阀门各开度时的气压、水温、压力、空化噪声和流 量，观测水流空化部位及形态，确定阀门水流空化初生和消失的 水力条件。 3试验时校正阀门前后输水廊道的阻力系数，保持阀门段 玉坡线与整体模型一致。 4减压箱设备达到要求的真空度，水质透明、含气量少且 稳定，水听器设置在底缘、门槽和门帽等可能发生空化的部位。 5采用变化真空度、加大工作水头或降低下游水位的方法 观测空化初生和消失的过程及条件，根据空化程度采取加大阀门 俺没水深、改变阀门开启方式、优化阀门后廊道段及门槽体型和 通气等措施，进行减弱或消除阀门空化的试验。

6.3.3阀门非恒定流减压模型试验应满足下列内容和要求：

*在阀门开启速度较快或廊道长度较长情况下，研究阀门 的空化及改善措施。 2试验内容和要求按6.3.*条*款、2款和6.3.2条中的2 款、4款、5款的有关规定执行。

6.3.4阀门门帽切片模型试验可用于研究阀门门梢处高速水流

产生的空化现象及改善措施。试验时应改变门上下游压力，测

量气压、水温、压力、流量和空化噪声。在无通气设施条件下应 观测水流空化初生和消失的过程及条件；在有通气设施条件下， 应观测通气量的大小及对空化的抑制程度。 6.3.5输水阀门水力学模型试验所需的水力学边界条件应通过 船闸输水系统水力学整体模型试验确定

6.4工作闸门水力学模型试验

的启闭力过程线及主要锚固件的应力变化

7.0.*船闸输水系统水力学整体模型试验资料整理与分析应满 足下列要求： *整理输水阀门开度、闸室水位、阀门井水位、流量、能 量、比能和闻室流速与时间关系的资料。 2整理输水系统水力特征值，包括流量系数、各区段阻力 系数、最大流量、惯性超高或超降和闸室水面最大及平均升降速 度等资料。 3整理输水廊道各测点压力及脉动值和阀门后最低压力随 阀门开度变化的资料 4整理闸室输水时间与阀门开启时间关系的资料。 5整理船舶系缆力与时间的关系及分散输水系统船闸不系 缆船舶的自由漂移距离等资料。 6整理下游引航道断面流速分布和水面塑高等资料。 7：整理船闸进出水口、闸室和阀门段廊道等的水流流态 资料。 8分析输水时间，船舶停泊条件，输水系统进出口、闸室 和引航道的水流条件，阀门工作条件，推荐输水系统布置及阀门 开启方式。 9对分散输水系统船闸水力特性进行模型缩尺影响校正， 校正方法见附录A。 7.0.2船闸输水系统水力学局部模型试验资料整理与分析应满 足下列要求： *进出水口局部模型试验：整理各支孔进出口处的压力和 断面流速分布资料，观测进水口漩涡情况、出水口水面雍高及引 航道流态，计算分析各支孔的流量，提出各支孔流量相等的布置 方案、改善进水口漩涡、减小出水口水面雍高及均匀引航道流速

3阀门非恒定流减压模型试验：除应按阀门非恒定流常压 模型试验和阀门恒定流减压模型试验的有关规定执行外，尚应分 析阀门不同启闭方式下水下噪声强度变化特性。 4阀门减压模型试验：应采用模型缩尺影响校正后的输水 系统水力特性资料，对工作空化数进行校正。 5阀门门帽切片模型试验：整理缝隙流水力特性、水流流 态、门帽工作空化数、初生空化数和消失空化数资料；整理各开 度门通气量和平均掺气浓度资料；分析门通气减免空化效 果，提出门帽体型和通气方式。 7.0.4船闸工作闸门水力学模型试验资料整理与分析应满足下 列要求： *绘制不同启闭方式、不同没水深和不同水位差时的启 闭力过程线。 2绘制启闭力和锚固力峰值与各影响因素的关系曲线。 3应分析启闭力和锚固力的影响因素，提出启闭机型式 容量和启闭方式的合理建议

8.2.2船闸输水水力特性数值模拟基本方程中输水系统阻力系

数和输水廊道换算长度的确定应符合下列规定： *输水系统阻力系数可按有关标准进行计算，也可参照类 似船闸取值。 2输水廊道换算长度可按附录B计算。 8.2.3船闸输水水力学特性数值模拟基本方程可选用拉克斯格 式、*步格式或迎风格式求解。 8.2.4船闸输水水力特性数值模拟的初始条件应包括上下游水 位和闸室初始水深。 8.2.5船闸输水水力特性数值模拟的时间步长应根据稳定性和 输水阀门的开启方式进行选择，时间步长应不大于**。 8.2.6大 船闸输水水力特性数值模拟验证的允许偏差应满足下列 要求： * 输水时间允许偏差为士3%。 2 最大输水流量允许偏差为士5% 8.2.7 船闸输水水力特性数值模拟计算应包括下列内容： 1 船闸水头或闸室水位过程线。 2 流量过程 必要的能量和比能过程线、惯性超高或超降、输水阀门 后廊道压力过程线和水流空化数等

8.2.8船闸输水水力特

室内气体消防灭火系统安装 施工工艺并对主要特征参数进行分析

9.0.1# 报告应包括下列内容： 工程概况、试验任务和基本资料。 模型比尺选择、模型设计及制造。 3 试验设备、主要量测仪器、量测方法及精度、模型测点布置。 4 模型试验方案及组次、测量成果图表。 成果分析及方案论证。 6 结论和建议。 9.0.2报告结论和建议应符合下列规定： 1 结论明确，建议切实可行。 2对船闸输水系统水力学模型应提出推荐的输水系统布置 型式及各细部尺寸和优化的阀门开启方式。 3对船闸水力学局部模型应根据各局部模型的试验目的分 别提出均匀进出水孔流量分布及减小进口漩涡和出口水面雍高、 均匀引航道流速分布的进出水口布置方案；均匀流量分配及减免 空化的分流口布置型式；支廊道各支孔均匀出流的改善措施；效 果较好的消能设施型式；集中输水系统的布置尺寸、消能型式及 阀门开启方式。 4对阀门水力学模型试验应根据试验类型分别提出阀门门 型、阀门段廊道体型、启闭方式、启闭机容量、抑制阀门振动和 水流空化的工程措施、门体型及通气方式。 5对工作闸门水力学模型试验应提出推荐的启闭机布置型 式、启闭方式和容量。 6对船闸引航道水力学模型试验应提出优化的船闸运行方 式及工程布置方案。 9.0.3报告编写的文字格式、计量单位等要求应符合国家相关 规定。

Re= u4R V 0.25 5.74 log10(0.2703 4R Re0.9

μp = 1. 14μm T,=0.857Tm Q, = 1. 1Qm

式中p，μm 原型、模型船闸输水系统流量系数； Tp, Tm 原型、模型船闸输水时间，S； Qp, Qm 原型、模型船闸输水系统最大流量，m"/s。

GB50350-2015 油田油气集输设计规范表A.0.1 各种边界的绝对粗糙度A

附录B船闸输水廊道换算长度计算

附录B船闸输水廊道换算长度计算