安砂水電站導(dǎo)流隧洞的水力計(jì)算及水力學(xué)模型試驗(yàn)

水布埡導(dǎo)流隧洞具有水頭高,流量大,洞線長,地質(zhì)環(huán)境差等特點(diǎn),因而技術(shù)問題較多,難度較大。為此,進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。主要試驗(yàn)成果有:泄流能力及影響泄流能力的主要因素,壓力特性及改善壓力特性措施,出口消能防沖措施的比較等。這些試驗(yàn)成果為工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

對(duì)擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中率定了旁通洞的泄流能力;觀測(cè)了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài);測(cè)量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時(shí)的含沙量等.試驗(yàn)結(jié)果表明：在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s;在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3.研究結(jié)果證明：長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案.

對(duì)擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中率定了旁通洞的泄流能力；觀測(cè)了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài)；測(cè)量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時(shí)的含沙量等。試驗(yàn)結(jié)果表明:在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s；在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3。研究結(jié)果證明:長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案。

河海大學(xué)電氣學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 專業(yè)自動(dòng)化年級(jí)08級(jí)指導(dǎo)教師張衛(wèi)存要求學(xué)生數(shù)7 課題 名稱 水力學(xué)模型試驗(yàn)自動(dòng)化調(diào)控系統(tǒng)的研究 任 務(wù) 及 要 求 課 題 總 體 要 求 國內(nèi)外在水力學(xué)模型試驗(yàn)方面,已不同程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制和計(jì)算機(jī)進(jìn) 行數(shù)據(jù)采集與處理?；谫徶迷O(shè)備價(jià)格比較昂貴的情況,利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)行設(shè)備自主 研究以工控機(jī)為核心，構(gòu)建具有六大模塊功能的水力學(xué)模型試驗(yàn)自動(dòng)化測(cè)控系 統(tǒng)，其中包括：閘門啟閉、平水槽升降、進(jìn)出水閥啟閉、閘門自動(dòng)開啟關(guān)閉、流 量流速自動(dòng)檢測(cè)、多路視頻采集和計(jì)算機(jī)監(jiān)控等，并設(shè)計(jì)開發(fā)出相應(yīng)可獨(dú)立運(yùn)行 的測(cè)控裝置。 該系統(tǒng)由具備獨(dú)立功能模塊的下位機(jī)（mcu）與上位主控計(jì)算機(jī)構(gòu)成。上 下位機(jī)通過rs232，rs485或同軸視頻電纜實(shí)施數(shù)據(jù)和圖像的傳輸。下位機(jī)實(shí)施 實(shí)時(shí)過程控制，并將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的狀況上傳至上位主控計(jì)算機(jī)；上位工控機(jī)執(zhí)行下

介紹了用地質(zhì)力學(xué)平面模型試驗(yàn)，對(duì)二灘水電站導(dǎo)流隧洞圍巖與支護(hù)系統(tǒng)的承載能力和穩(wěn)定性所進(jìn)行的研究。試驗(yàn)按導(dǎo)流隧洞開挖和支護(hù)的施工程序進(jìn)行，通過模型超載試驗(yàn)了解了導(dǎo)流隧洞圍巖與支護(hù)系統(tǒng)在平面應(yīng)變條件下，其變形發(fā)展到失穩(wěn)直至破壞的全過程。

太平驛水電站施工導(dǎo)流隧洞布置在河道彎道凹岸，對(duì)導(dǎo)流隧洞內(nèi)水流流態(tài)、洞線的對(duì)比、隧洞出口水流對(duì)下游沖刷進(jìn)行了試驗(yàn)，提出了保證施工期下游圍堰安全的措施，并對(duì)施工導(dǎo)流運(yùn)行期隧洞泄水能力、下游沖刷等與模型試驗(yàn)的差異進(jìn)行了分析。

傳統(tǒng)方法是將引水隧洞內(nèi)水流假定為恒定流狀態(tài)進(jìn)行糙率的反推計(jì)算,而未考慮引水隧洞內(nèi)水流非恒定性,本文引入圣維南方程組,采用數(shù)學(xué)差分法求解方程,建立適合于引水隧洞的水力學(xué)模型,結(jié)合隧洞實(shí)測(cè)水位流量資料,反推引水隧洞的糙率。研究結(jié)果表明:建立的水力學(xué)模型可用于隧洞的糙率反推計(jì)算,計(jì)算結(jié)果合理且符合水工建筑物糙率計(jì)算規(guī)范要求。研究成果可供引水隧洞糙率推求參考。

介紹了水布埡混凝土面板堆石壩1∶80施工導(dǎo)流和渡汛水力學(xué)模型試驗(yàn)主要成果:導(dǎo)流隧洞在不同運(yùn)行期的流態(tài)、壓力特性和出口消能、圍堰和大壩過水渡汛方案比較與優(yōu)化等,可供類似工程設(shè)計(jì)參考。

i996年l2月水電工程究研第2期 銅街子水電站 底孔壓力段的水力學(xué)試驗(yàn)研究 楊明棟 【提要】本文通過對(duì)兩個(gè)不同壓板坡度s—i：6和i：7的底孔水力模型試驗(yàn)資料進(jìn)行對(duì)比 分析，證明進(jìn)口形式基本相同的條件下．兩底孔在各種閘門開度下，檢修門井水位變化較接 近，壓力管段的壓力分布比較平順．未出現(xiàn)負(fù)壓j壓扳坡度s：17比s2正1：6的泄流能力偏 太i．1莉左右。說明壓板坡度愈緩。泄流能力愈大，但末端易出現(xiàn)負(fù)壓。為安全起見，通常 采用1：4s=1：6js2≤1：7在國內(nèi)工程尚不多見。如能適當(dāng)減緩壓板坡度，增大泄流能 力．將使底孔尺寸減小，節(jié)約投資，希望有關(guān)研究部門和學(xué)者今后在這方面多作工作，以期 得到安全，經(jīng)濟(jì)、適用的壓板式短進(jìn)水口的臺(tái)理體型。 一 、刖舌 錒街子工程為河床式電站，為了使廠房進(jìn)口上游形成沖

本文對(duì)白山水電站深孔的水力學(xué)試驗(yàn)(模型比尺1∶50及1∶100)與原型泄流觀測(cè)成果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果認(rèn)為,在泄流能力和水流流態(tài)方面,模型與原型之間有較好的相似性;按常用公式t=kq~(0.5)z~(0.25)估算挑流沖刷坑水深t時(shí),對(duì)于具有擴(kuò)散特性的三元水流,必須以挑流水舌入水單寬流量代入式中的q(z為上下游水位差),則按原型實(shí)測(cè)沖深算得的沖刷系數(shù)k值才符合沖坑部位巖基實(shí)際情況,再以此驗(yàn)算模型試驗(yàn)所得沖深才基本一致;在影響挑流水舌霧化范圍與降雨強(qiáng)度的諸因素中,泄流量是最主要的影響因素。

5月10日～13日,在南京,錦屏一級(jí)項(xiàng)目部組織相關(guān)專家對(duì)由南京水利科學(xué)研究院、天津大學(xué)和四川大學(xué)參與試驗(yàn)研究的錦屏一級(jí)水電站泄洪消能水力學(xué)整體模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)審。中水顧問集團(tuán)設(shè)計(jì)大師林可冀、四川大學(xué)許維臨教授、天津大學(xué)崔光濤教授、河海大學(xué)吳建華教授等作為評(píng)審專家參加驗(yàn)收評(píng)審會(huì)。

5月10日～13日,在南京,錦屏一級(jí)項(xiàng)目部組織相關(guān)專家對(duì)由南京水利科學(xué)研究院、天津大學(xué)和四川大學(xué)參與試驗(yàn)研究的錦屏一級(jí)水電站泄洪消能水力學(xué)整體模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)審。中水顧問集團(tuán)設(shè)計(jì)大師林可冀、四川大學(xué)許維臨教授、天津大學(xué)崔光濤教授、河海大學(xué)吳建華教授等作為評(píng)審專家參加驗(yàn)收評(píng)審會(huì)。

川西河流多沙。位于涪江上某樞紐在一急彎下口修建攔河閘及電站取水口,須對(duì)泄水建筑物的泄流能力、拉沙效果、沖沙效果進(jìn)行模型試驗(yàn),以驗(yàn)證首部樞紐布置及泄水建筑物設(shè)計(jì)的合理性。模型試驗(yàn)結(jié)果表明:原樞紐布置滿足泄洪要求,但排沙效果不佳。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)樞紐布置進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,重新進(jìn)行排沙模型試驗(yàn)。證明排沙效果良好。

樂昌峽水利樞紐工程壩址河道狹窄,電站尾水出水口靠近溢流壩,溢流壩泄洪對(duì)電站尾水出水口出水渠安全運(yùn)行影響較大。該文在水力模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)電站出水口出水渠布置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,滿足了工程安全運(yùn)行的要求。

在高壩水電站工程建設(shè)快速發(fā)展的同時(shí),電站下泄的低溫水體對(duì)下游河道生態(tài)系統(tǒng)所造成的破壞性影響已不容忽視;在電站進(jìn)水口前放置一定高度的疊梁門,使電站從水庫表層取水發(fā)電,從而減輕對(duì)下游河道生態(tài)系統(tǒng)的"冷害"侵蝕,是目前緩解高壩水電工程建設(shè)與保護(hù)水生態(tài)環(huán)境之間矛盾的一種措施;而分層取水疊梁門的設(shè)置,將改變電站進(jìn)水口的水流條件,使其相關(guān)水力特性發(fā)生變化。本文結(jié)合某大型水電站進(jìn)水口分層取水水工模型試驗(yàn),對(duì)各庫水位條件下的疊梁門放置高度、進(jìn)口漩渦特性、疊梁門上的動(dòng)水壓力特性、疊梁門對(duì)電站進(jìn)水口段的局部水頭損失及壓力分布特性影響等進(jìn)行了研究;另外,針對(duì)疊梁門這種薄而高的輕型結(jié)構(gòu),還進(jìn)行了機(jī)組甩負(fù)荷對(duì)其產(chǎn)生的水擊附加壓力特性研究;得出了一些規(guī)律性的認(rèn)識(shí),可供采用類似分層取水設(shè)施的進(jìn)水口工程參考。

亭子口水利樞紐具有泄洪落差與泄洪單寬流量均較大、建筑物布置相對(duì)比較集中、下游河勢(shì)復(fù)雜等特點(diǎn)。通過水工斷面模型試驗(yàn),對(duì)表、底孔體型及消能工進(jìn)行優(yōu)化,推薦表孔采用寬尾墩消力池聯(lián)合消能型式,底孔采用突擴(kuò)跌坎型式,并經(jīng)過整體模型試驗(yàn)驗(yàn)證,其泄洪消能均能滿足設(shè)計(jì)要求;通過在水工整體模型上對(duì)下游引航道左右岸線及河床的整治、隔流堤長度和堤頭偏角調(diào)整等方面影響因素的比較優(yōu)化,提出了可行的布置方案。

樂昌峽水利樞紐工程電站進(jìn)水口為側(cè)式進(jìn)水口。在水力模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)電站進(jìn)水口兩種布置方案的運(yùn)行流態(tài)、防渦工程措施、水頭損失影響因素和變化規(guī)律等進(jìn)行研究和分析,提出了相應(yīng)的改善工程措施,從而優(yōu)化了電站進(jìn)水口體型,滿足了工程設(shè)計(jì)的要求。

沙坪二級(jí)水電站施工導(dǎo)流采用分期攔斷河床、明渠導(dǎo)流方式,圍堰全年擋水,導(dǎo)流運(yùn)行時(shí)間長、流量大,需要通過導(dǎo)流模型試驗(yàn)對(duì)導(dǎo)流各項(xiàng)水力條件進(jìn)行研究。通過1:70整體水力學(xué)模型,對(duì)導(dǎo)流明渠過水后的水流流速流態(tài),上游圍堰、下游圍堰及下游河床等部位的沖刷情況進(jìn)行了研究。研究表明:原設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)流量下,上、下游圍堰堰頂不能滿足擋水要求,導(dǎo)流明渠出渠水流歸槽較差,下游沖刷嚴(yán)重。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,作出增加明渠底寬,降低從壩軸線處明渠底高程,擴(kuò)大明渠進(jìn)口寬度、順直出口右側(cè),調(diào)整上、下游圍堰位置等優(yōu)化措施。試驗(yàn)表明:新方案明顯改善了原設(shè)計(jì)方案下出現(xiàn)的水力學(xué)問題。

寶珠寺水電站三期導(dǎo)流工程若干水力學(xué)問題

向家壩水電站二期主河床截流由設(shè)置在左岸壩體內(nèi)的6個(gè)10m×14m(寬×高)導(dǎo)流底孔分流,其上下游均設(shè)置泄水明渠。根據(jù)施工現(xiàn)狀,截流時(shí)受圍堰殘埂及明渠出口巖埂影響,即導(dǎo)流底孔上游為4m高的圍堰殘埂,下游為2m和4m高的圍堰殘埂及明渠出口巖埂,使導(dǎo)流底孔泄流能力的計(jì)算復(fù)雜化。采用水量和能量平衡原理建立計(jì)算模型,對(duì)受圍堰殘埂及明渠出口巖埂影響的向家壩水電站截流進(jìn)行了水力學(xué)分析,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)成果基本吻合。類似的方法亦可在多個(gè)泄水建筑物聯(lián)合泄流水力計(jì)算分析中采用。

基于齒邊浮閥塔板流體力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開發(fā)了水力學(xué)模型。介紹了齒邊浮閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),該浮閥塔板克服了f1型浮閥塔板的許多缺點(diǎn),例如液面梯度較大,返混程度比較高,浮閥易旋轉(zhuǎn)、磨損、脫落等。然后根據(jù)其所做的水力學(xué)性能研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸得到水力學(xué)模型,包括干板壓降、濕板壓降、霧沫夾帶、漏液,并對(duì)模型計(jì)算的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:塔板壓降的誤差比較小,霧沫夾帶和漏液的誤差相對(duì)大一點(diǎn),但該模型能較好地反映出齒邊浮閥塔板的水力學(xué)性能,可以為以后水力學(xué)計(jì)算提供參考。

通過物理模型試驗(yàn),測(cè)試了發(fā)電和抽水兩種工況下惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口的流速分布、各通道流量分配、進(jìn)出水口水頭損失及入流漩渦等水力參數(shù),并對(duì)庫盆流態(tài)進(jìn)行了觀測(cè).試驗(yàn)結(jié)果表明,惠州抽水蓄能電站上庫進(jìn)出水口及引水隧洞的體型布置是基本合理的,可供其他類似工程初步設(shè)計(jì)時(shí)參考.