黄河小浪底工程预防泥沙淤积的工程措施和减淤运用实践

黄河小浪底水利枢纽工程泄水建筑物进水口为预防泥沙淤堵采取了进水口集中布置、增加事故闸门、安装高压冲沙装置等工程措施。为减少过机含沙量和高含沙水流对发电系统的影响，采取了优化发电洞进口布置、水轮机过流部位涂敷防护材料、提高机组技术供水可靠性等措施。小浪底水库初期拦沙和调水调沙的运用，减少了下游河床的淤积，冲刷了下游河床，使黄河下游主河槽的行洪能力增强，取得了较好的减淤效益。     

水轮机过流部件磨蚀问题的研究与防护

针对我国高含沙水流中运行的水轮机组的过流部件的磨蚀这个长期存在的疑难问题，开展研究工作，在分析水轮机过流部件泥沙磨损、空化破坏各自的磨损机理、特点、影响因素、预测模型等的基础上，总结出水轮机过流部件的磨蚀主要是泥沙磨损、空化破坏及它们的联合作用，提出水轮机过流部件磨蚀的主要防护措施，为最终解决水轮机过流部件磨蚀问题提供了理论依据。图6幅，表1个。     

减轻泥沙对水泵水轮机磨损的措施

我国当前一些处于前期工作阶段的抽水蓄能电站的下库建在有泥沙的河流上，若不采取工程处理或处理不当则会因含沙水流使水泵水轮机造成比常规水轮机更加严重的磨损破坏。用降低水泵水轮机参数方法，不能有效减轻泥沙磨损；采用多级混流可逆式水泵水轮机或多级水泵三机式抽水蓄能机组以降低每级转轮的工作扬程，虽可减轻泥沙磨损，但会带来造价较大增加及上库的淤积。今后在有泥沙的河流上，兴建抽水蓄能电站，应首先选好有利可建清水水库的位置，并采取必要的工程措施保证抽水蓄能电站能安全、高效运行。     

含沙高速水流的磨蚀机理和掺气抗磨作用

含沙高速水流易引起过流面材料的磨蚀破坏。本文探讨了泥沙磨蚀机理,提出了影响磨蚀的因素;基于紊流猝发理论,建立了混凝土材料壁面磨蚀率的计算公式;根据试验数据导出了掺气水流中混凝土材料壁面磨损率的经验公式。研究表明,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小,随水流流速、含沙量的提高而增大。利用掺气可有效地降低过流表面的泥沙磨蚀率。     

水沙分离效应的应用探讨

以黄河为代表的高含沙河流上的电站汛期时泥沙浓度极高,运行时造成水轮机过流部件产生严重磨蚀,一些电站汛期被迫停止发电。水工设计中采用的沉砂池和排砂底孔对水流中的推移质在电站进水口形成排沙漏斗,对减轻过机沙量,减轻水轮机泥沙磨损起到了一定作用,但仍有大量的悬移质泥沙进入水轮机。含沙水流流经蜗壳流道时在离心力作用下,水流中的悬移质向靠近蜗壳外侧下部运动。本文提出一种新的排沙思路,与业内人士共同探讨该方法的可行性。     

中小型混流式水轮机的磨蚀与治理

混流式水轮机在含沙水流中运行时，常遭受泥沙磨损和气蚀的破坏。近年来在一些中小型水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行了修复、修型、改型等抗磨蚀方面的实践。通过综合治理，使水轮机出力增加，抗磨蚀性能提高。     

高含沙对水轮机组的危害及对策

混流式水轮机在高含沙水流中运行时，常遭受泥沙磨损和磨蚀的破坏。本文主要介绍作者在魏家堡水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理，提高抗磨蚀性能。     

猴场水电站水轮机选型及抗磨蚀措施

多泥沙河流的水电站,进入水轮机的水流含有不同程度的泥沙,这些泥沙对水轮机的过流部件常常造成严重的磨蚀,使水轮发电机组的经济运行和稳定运行都受到不同程度的影响。为了减轻水轮机泥沙磨蚀,最有效的办法就是在设计阶段采取有效的防范措施,而不是泥沙对水轮机进行破坏后修复或治理。为此,首先在对电站进行水工枢纽设计时,就要合理布置水工建筑物,减少过机泥沙;其次,要优选机组号数和优化机组结构设计,以及采用优质母材和提高制造质量等。     

新疆某水电站泥沙处理方案研究

新疆某水电站工程,在电站前池拦污栅完全淤堵停机停水期间,发现前池积沙问题,对机组蜗壳进行检查时发现水轮机转轮出现严重磨蚀.现状电站压力前池的排沙和排冰措施不能有效处理入池泥沙和冰凌问题,造成淤积及封冻,不能正常引水发电.为保证电站能按原设计发挥效益,须在引水枢纽至电站压力前池间布置二级沉砂设施,通过对泥沙处理方案的研究分析,采用园中环沉砂池处理措施,有效解决了该水电站泥沙淤积及封冻问题,为电站的正常运行发挥了巨大作用.     

高含沙水流对小浪底电站机组主轴密封的影响及应对措施

小浪底水利枢纽泄洪排沙期间,由于过机含沙量增加,高含沙水流对机组主轴密封的磨损量增加,严重影响机组安全稳定运行。通过分析高含沙水流对机组主轴密封的影响,采取了主轴密封水倒换为清水供水,顶盖下腔冲洗泵持续运行,顶盖内手动冲淤,机组停机避沙等一系列措施,减少泥沙对主轴密封的磨损,保障了机组的安全稳定运行和发电计划的完成,也保证了机组按照电网调度要求“调峰调谷”,减少弃水情况的发生,使小浪底水利枢纽的综合效益得到充分发挥。     

含沙河流中混流式水轮机转轮优化设计的研究及其软件包的开发

通过对水轮机泥沙磨损机理和磨损条件的分析 ,提出了改善水轮机磨损条件的措施 ,在二元理论基础上 ,对含沙河流中混流式转轮叶片设计方法进行了研究。采用稳定可靠的数值计算方法 ,进行了转轮流场计算、叶片数值积分、叶片加厚等工作。对初步设计的转轮进行了效率和磨损预测。开发了一套实用的含沙河流中混流式转轮叶片水力设计计算机辅助设计系统 ,并给出了一个运用该软件的设计实例。     

水轮机活动导叶的耐磨设计及实验研究

通过对含沙水流条件下水轮机导叶的水力损失及磨蚀机理进行分析研究，重新设计制作了活动导叶的翼型，并与现行标准导叶在专门设计的模型实验台上进行了对比实验，得出了一些有价值的结果。为进一步进行导叶翼型的研究提供了有益的参考。     

小浪底水电站水轮机抗磨蚀的技术措施

小浪底水电站水流含沙量高，水头较高，水轮机抗磨蚀问题严重。为了减轻水轮机的磨损，设计制造时采取了一些措施。如：优化水工布置，过机沙量；优化水轮机参数，降低相对流速；改善部件结构；采用优质材料，提高制造质量 敷防护材料等。     

NUMERICAL CALCULATION OF SOLID-LIQUID T WO PHASE FLOW BETWEEN STAY VANES IN HYDRAULIC TURBINE

1.　INTRODUCTIONMany phenomena of silt-laden water flow can be seen in most rivers of China.Theabrasion of silt-laden water flow to hydraulic turbine has become the most concern forhydraulic power station or pump station.It is always of interest to many engineers andresearchers because of its seriously destroying to the blade ofhydraulic turbine.And mostoftheir works are mainly the performance effect caused by silt-laden water flow,namely thestudy ofouter characteristic.Surface coatisful…     

多孔拦河闸的水力特性研究

为了研究拦河闸的水力特性,针对某拦污工程,通过1∶70整体水工模型试验,对各工况下拦河闸的流态、流速、流量和冲刷等水力学参数进行对比分析,得出流量系数、冲坑范围和深度及上游水位壅水高度,对多孔拦河闸的泄洪能力、消能防冲和上游淹没进行验证,进而对原方案运行方式、电站船闸处导墙长度进行优化设计并提出合理的建议。优化结果表明:拦河闸进水平顺,水面光滑衔接,流速分布合理,流量满足要求;下游流态良好,冲坑深度和冲坑下游坡度满足要求;上游淹没范围满足要求。该研究可对类似工程理论分析及设计提供参考价值。     

MECHANISM AND PREDICTION OF MATERIAL ABRASION IN HIGH-VELOCITY SEDIMENT-LADEN FLOW

1. INTRODUCTION There are many heavily sediment-laden rivers in China, where the silt abrasion of hydraulic projects caused by high-velocity sediment-laden flow is severe. Prediction of the silt abrasion damage at the concrete surface in heavily sediment-laden rivers is one of the important problems to be solved in water conservancy and hydropower engineering. It is necessary to study the mechanism and prediction of material abrasion. In recent years, many researchers have focused their a…     

两库联合排沙

在多沙河流的邻近河段上同时修建上、下两座水库，联合调节河流水沙.上库汛后拦蓄河流来水，至汛期泄空水库利用洪水冲淤，将蓄水期间淤积的泥沙排出水库；下库汛期调蓄来水，待蓄水用完，由上库供水进行冲刷排淤，再将淤在下库的泥沙排出水库，解决多沙河流单一水库排沙与蓄水调节径流的矛盾.两库淤沙与冲淤排沙达到平衡以后，虽然部分库容被淤，但是保留下来的有效库容能够长期调水调沙.     

巢湖兆河分洪闸泄流特性试验研究

受周边地形条件及环境限制,巢湖兆河分洪闸与河道呈垂直布置,进流条件不利。针对分洪闸与河道垂直布置这一特征,分别对开敞式和涵洞式分洪闸进行了水工模型进口流态试验分析,结果表明涵洞式分洪闸进流流态优于开敞式分洪闸,能更好地保证各闸孔的均匀进流。针对涵洞式分洪闸方案,研究了分洪闸敞泄和控泄的泄流能力,指出敞泄状态下进口行近流速对流量计算影响明显,在水闸规划设计中,应计入行近流速影响。为改善消能效果及出口水流与下游的衔接,进行了多方案消能防冲改进试验,结果表明尾坎作为一种冲击式消能工布置在挖深式消力池末端,可使出口水流流速分布更加均匀并与下游水流衔接更为平顺,明显增强消能防冲效果。     

多沙河流小型水轮机技术开发

多泥沙河流小型卧式水轮机技术开发的目标是减轻水轮机过流部件的磨蚀破坏，延长大修周期和提高出力．从水电站实际出发，研制了清、浑水转轮，开发利用尾水跌水能量，设计渠道水力排沙装置，以及采用诸多水轮机改进措施，从而实现减缓磨蚀，延长大修周期和增容之目标，社会经济效益显著．     

水工泄水结构的抗磨防蚀设计探讨

含沙高速水流对水工泄水结构的冲磨、空蚀破坏已引起人们的高度重视,电力行业标准《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》（DL/T5207-2005）中的些许规定不尽合理,对水工泄水结构抗冲磨与防空蚀设计的指导性不足,文中根据当前高速水流对泄水结构冲磨与空蚀的研究成果,提出了进行水工泄水结构抗磨防蚀设计的一些建议。