景洪电厂事故应急补水在监控系统中的自动化研究及应用

由于特殊的地理位置,为维持下游流量平衡,景洪电厂在机组事故跳闸后,需要开启泄洪闸门进行应急补水。为了得出各泄洪闸门的补水目标开度,运行人员需要根据监控系统和水情系统的各项参数进行大量手动计算。考虑到计算工作给运行人员带来的负担,本文对补水计算的自动化应用进行了研究,在分析运行人员的手动计算步骤和计算参数后,发现可以在监控系统中实现应急补水计算参数的整合和计算过程的复现,通过对各泄洪闸门的流量开度对应关系进行建模,并对事故前后电厂机组、闸门的各项参数以及流量开度对应关系模型的综合运算,在系统自动或运行人员手动对补水流量进行分配后,监控系统可以自动计算出各泄洪闸门的补水目标开度。自动补水功能实现了监控系统和水情系统的数据整合应用,完全取代了运行人员的手动补水计算,并直接提高了补水精度和事故响应速度。     

水动力荷载与闸门振动

分析了水动力荷载与闸门振动特性，采用实验模态分析验证有限元数值计算得到的闸门模型特性，并进行闸门结构的优化设计，应用随机振动理论分析闸门结构的随机振动响应，计算实例，表明，优化闸门结构的动特性可有效地提高闸门的抗振性能。     

用参数化方法开发平面钢闸门CAD系统绘图模块

PGCAD(P1ane Gate Computer Aided Design)系统是一个功能齐全、易于使用、实用价值很高的交互式平面钢闸门CAD软件系统。绘图模块是平面闸门CAD系统最重要的功能模块之一，它从数据库中读取设计计算的结果，根据闸门的几何模型自动绘制闸门施工图纸，可以几十倍乃至上百倍地提高工作效率。现介绍应用参数化方法开发平面闸门CAD系统绘图模块的方法与技巧。     

气动盾形闸门系统力学模型的建立与分析

气动盾形闸门系统是在结合国际先进技术的基础上研发的一种新型水利设施,其研发的首要核心任务就是闸门系统的受力分析与计算,其中,闸门系统力学模型的建立是重中之重。本文具体的阐述了气动盾形闸门系统力学模型的建立过程,并就力学模型的关键问题进行了推导论证。     

基于检测数据的在役水工钢闸门主梁可靠度分析

对在役水工钢闸门进行安全评估时,往往采用传统的、单一的"锈蚀速度"来表征结构抗力变化过程,方法过于简单。以某平原水利枢纽的节制闸平面钢闸门服役10 a后的检测为例,提出采用DM4DL型超声波金属厚度检测仪测量钢板蚀余厚度,并对检测数据当量正态化,获得供可靠度分析用的厚度分布函数,通过蒙特卡罗抽样随机有限元分析,计算当前钢闸门主梁的可靠度指标,以此判定当前的钢闸门是否安全。     

斐济南德瑞瓦图水电站隧洞进口事故闸门结构应力有限元计算与分析

依托商用有限元软件ANSYS为平台建立了实体闸门三维有限元模型,经过仔细划分单元后,模拟施加闸门所承受的各种荷载,计算闸门的应力分布情况,并对计算结果进行分析,发现某些结构件的尺寸可以根据计算结果适当调整,使钢闸门的设计更加安全、经济、合理。     

上游常水位自动控制渠道明渠非恒定流动态边界条件

本文在分析灌溉渠道上游常水位闸门（即ＡＭＩＬ门）动态过程的基础上，建立了以闸门运动为动态边界条件的明渠非恒定流计算模型。通过对闸门动态过程数学模型的拉氏变换、Ｚ变换和Ｚ反变换，列出了描述闸门运动受水位变动影响的差分方程，将其与描述明渠非恒定流的一维计算模型互为边界条件，用非耦合算法计算，可以预报系统的过渡过程，为渠道和闸门的合理设计提供依据。     

水工闸门锈蚀后动力性能研究

以钢闸门为研究对象,考虑了流固耦合对锈蚀闸门动力性能的影响。通过有限元分析,选取闸门振型中对结构振动影响较大的低阶频率范围内振动的构件,对其进行不同程度的锈蚀模拟,从而得出闸门锈蚀后动力性能的变化规律并找出影响闸门自振频率变化显著的构件局部位置。通过分析锈蚀闸门构件对结构整体动力性能的影响,得出影响损伤闸门自振频率的因素,具体包括,损伤面的锈蚀程度、锈蚀面积的大小及锈蚀的位置等。为此,在实际检测中应重点对本文得出的影响闸门动力性能的局部构件即易造成闸门损害的部位做出评估判定。     

泥沙淤积对弧形闸门影响的数值仿真计算

为了解决泥沙淤积对弧形闸门影响的数值仿真问题,将门前泥沙考虑为由粗细颗粒组成的宾汉体泥沙模型。应用有限体积法和弹塑性模型进行模拟。当门前泥沙的应力强度达到屈服应力的阈值时,将弹塑性模型中的弹性单元释放掉,使宾汉体泥沙像黏性流体一样流动。同时应用宁车沽防潮闸进行模型验证。最后应用此数学模型对乐昌峡水利枢纽进行仿真计算。结果表明:闸门的附着力(或附着力矩)最大值出现在闸门开启的瞬间,闸门底缘流态发生变化时将直接影响弧形闸门门前泥沙的附着力矩的大小。     

气动盾形闸门系统结构分析计算

气动盾形闸门系统由盾形门体结构、气囊、抑制带、铰链、夹具、主锚栓等构件组成,结构简洁美观应用范围广,在对其进行设计计算时尚未有相关规程规范可以参考。本文通过对气动盾形闸门的工作原理和传力路径分析,介绍主要构件的计算方法,为设计提供一定参考。     

基于安全监测的水闸健康诊断体系研究

水闸监测资料是对水闸工作性态的直接反映, 现有的基于工程可靠性及安全鉴定规程的水闸安全评估方法存在未能充分利用安全监测资料的局限性。以水闸安全监测为基础, 结合水闸破坏机理, 研究了基于安全监测的水闸健康诊断指标设置方法, 构建了一个具有多层次和多指标特性的水闸健康诊断指标体系, 提出了正常、基本正常、异常、失常的水闸健康状态四等级划分方法, 并设计了相应的评语集及对应的隶属度区间, 从而建立了一种新的基于安全监测的水闸健康诊断框架体系, 并利用该方法对潮州供水枢纽工程东溪水闸进行了健康诊断。该诊断体系能更合理地反映水闸的实际健康状态, 可为水闸实时在线安全监控提供基础条件和技术支持。     

基于云模型的病险水闸除险加固效果综合评价

病险水闸除险加固效果评价是一个复杂的系统工程,其评价指标信息、权重和评语集均具有模糊性与不确定性。为了对病险水闸除险加固效果进行综合评价,根据《中央政府投资项目后评价管理办法》,建立了包含5个一级评价指标和21个二级评价指标的综合评价指标体系,拟定了百分制下的评价等级划分标准。在此基础上,引入云模型理论,建立了权重云模型、评语集云模型和评价指标信息云模型,进而利用云模型的数字特征来量化评价过程中不确定性的传播效应和评价结果的可信性及稳定性。太浦闸实例分析验证了此方法的可行性与实用性,结果表明权重的不确定性对评价结果有较大影响,该闸除险加固效果处于“效果极佳”等级,与实际情况相符。提出的评价指标体系和云模型评价方法可用于其他病险水利工程的除险加固效果评价中。     

岷江中游梯级闸坝联合优化调度研究

合理控制不同层级闸坝的下泄水量是实现梯级闸坝整体优化的关键。针对梯级闸坝联合调度层级多、水力联系紧密的特点,为协调不同层级闸坝系统间的水文补偿关系和降低建模维度,建立了基于粒子群算法和自适应算法的梯级闸坝耦合调度模型。基于粒子群算法完成了对闸坝调度规则的整体优化。在此基础上,采用自适应修正算法对闸坝的蓄、泄水量完成修正实现整体效益最大。综合考虑上游来水、区间降雨产流和农业灌区退水等影响因素,以提高水资源利用率增强供水保障为目标,对岷江中游段规划梯级闸坝群进行实例研究。结果表明:95%来水频率年采用梯级闸坝耦合优化调度减少下泄流量5 048万m~3,有效提高枯水年的供水保障能力。耦合优化法可以提高收敛稳定性,具备针对梯级闸坝联合优化调度的应用潜力。     

淮河流域涵闸工程安全评估系统的体系构建

建立淮河流域涵闸工程的安全评估系统,能够实现在避免过多人为因素干扰前提下对流域的涵闸进行工程等级划分,而构建出适宜的框架体系是重要的一步。根据现有的涵闸设计、鉴定、现场检测、项目工作大纲、行业规范等相关资料,制定出淮河流域涵闸工程安全评估系统的整体框架及其分级的体系框架,为模型的建立奠定基础,并为后期即将开展的淮河流域病险闸的除险加固提供技术支持。     

潮州供水枢纽拦河闸计算机监控及运行调度

介绍了潮州供水枢纽工程的概况及拦河闸计算机监控系统的结构和主要功能，着重讨论了闸门的控制过程和自动运行调度，可供其他闸门工程的自动化建设参考。     

南水北调中线渠道控制计算模型

南水北调中线总干渠线路长、供水范围广，沿线分光口门多，做好总干渠的运行控制十人刀要。闸前常水位和控制容量方式是中线最合适的控制方式。根据中线工程总体设计成果，分别为这两种运行方式研制渠道控制计算模型。由用水户的分水流量和计算模型可以出渠道节制闸的最终闸门开度，供调度使用。     

滨海水闸闸下冲刷特征及机理研究

滨海水闸冲刷条件较差,不仅存在常规水闸低Fr数消能难的特点,还存在闸下基础稳定性及抗冲能力较差,闸下水位随潮涨潮落变动等特点,且其下游水域开阔,冲刷特性较常规水闸更为复杂。根据多年来模型试验成果,针对滨海水闸冲刷特征,从水流流态、扩散角及紊动切应力等多方面系统分析了闸下冲刷机理。研究表明:滨海水闸出闸水流平面上存在主流和副流两部分,在冲刷特征上可分为主流冲刷及副流冲刷,其中副流冲刷是引起滨海水闸冲刷破坏的主要因素。主流冲刷可分为缓流冲刷与急流冲刷,符合二元冲刷基本特征。副流冲刷则以回流淘刷为主,冲刷形态受水流扩散角、回流及回流挤压、紊动切应力三方面影响。相关研究成果可为制定闸下防冲对策提供理论依据。     

水闸消能防冲设计条件的确定

闸下冲刷破坏较普遍,消能防冲设计条件选择不当是原因之一.水闸消能防冲设计条件一般选用最大单宽能量E=ρgΔHq作为控制条件.由于水闸的上下游水位及泄量是随闸门开度的大小和下游河道充水时间的长短而变化的,为确定符合单宽能量最大这一点的工况,只能通过将闸门分级开启的方法,用恒定流的公式逐级试算寻求.通过水工模型试验,并经原型观测资料验证,证明闸门开启过程中的水流是符合圣维南方程的非恒定流,并找到确定满足单宽能量E=ρgΔHq最大时的下游水深ht的途径.     

大型输水渠道退水口的退水能力研究

选取南水北调中线工程输水干渠中的澎河和澧河退水闸,采用一维非恒定计算软件,模拟计算各种紧急情况下干渠中的非恒定流态,对其退水能力进行分析和校核。结果表明:渠段两端闸门同时紧急关闭且退水闸不启用时,渠段中的水面会发生长时间的振荡。同时关闭草墩河和澎河节制闸以及该渠段间的分水口时,在设计流量下,即使不开启退水闸,也不会引起渠道漫溢;在加大流量的情况下,澎河退水闸和澧河退水闸必须同时启用至少3 h才能有效避免漫溢事故的发生。所关闭的两个节制闸间的渠段越长,退水闸运行的时间也越长。     

基于改进层次分析法的东海大桥安全评估系统设计

在东海大桥现有评估系统的基础上,基于改进层次分析法设计了新的评估体系.对可量化的底层指标先进行无量纲化处理,然后采用综合评估方法得到了综合的指标值.对非量化的指标,采用改进的群判断方法,并引入对专家评判水平的评判,形成了加权的集值统计原理,并与重心决策理论相结合形成了一种处理区间数的新方法.这种方法不仅可以获得指标的评价值,还可以获得评价者对指标的把握程度,使求得的最终权重更加合理.