引水式水电站水工建筑物防冰冻设计

新疆地处祖国西北边陲,冬季气候寒冷,河道来水量小、水浅、流程长,水流中热量大量散失,河道冰冻十分严重。冰冻对引水式水电站冬季运行造成的危害很大,主要表现在以下几个方面:(1)渠首排冰闸门与闸槽冻结一体,无法提闸排冰,导致上游河道来冰直接进入电站引水渠道,造成渠道大量积冰,渠水浸堤;(2)对沿等高线布置的渠道,因弯道多,加上跨渠建筑物边墩对过水断面的收缩影响,     

寒冷地区渠道冬季运行相关因素的分析

新疆北疆地区渠道冬季运行具有冬季气温低、流冰期长、冰流量大、水流量小等特点,无论是天然河道还是人工渠道,当水温降低到0℃以下时,引水渠道内冰花和岸冰就开始形成并进入结冰期。当岸冰增长到一定宽度就会形成冰盖。由于大部分渠道工程都修建于上世纪50、60年代,受当时条件限制,均未考虑冰期运行,仅在非冰期输水。随着经济发展的要求,大部分渠道都亟需实现冬季输水。以某输水渠道为例,根据实地观测资料,分析了环境气温、水体流速、流量及水温、冰温和冰体沿程分布的情况,为渠道实现冬输水提供科学依据。     

严寒高海拔地区水电站引水渠道设计

新疆地区,冬季严寒且漫长,尤其是在高海拔地区修建引水式水电站工程,冬季运行面临严酷的挑战,引水渠道冬季冰情严重,引水渠道内的冰害是影响水电站能否正常运行的的关键所在。由于严寒地区昼夜温差大及独特的自然地理条件,使得引水渠道内冰的生成和消融极其频繁,为了解决水电站冬季引水渠道打冰、捞冰、破冰等问题,水电站通常采用引水渠道结冰盖运行,现以新疆塔什库尔干河布达尔水电站工程引水渠道为例,阐述对寒冷地区引水式水电站引水渠道如何进行结冰盖设计进行详细介绍。     

金沙江上游河段水温变化规律及其影响因素探讨

金沙江上游作为长江的源头地区,具有特殊的生态环境功能,河流水温对水生生物的生长及周边生态环境具有重要意义。采用金沙江上游干流岗拖、巴塘、石鼓水文站实测水温数据,以河段天然水温作为研究对象,对其年内、年际变化及沿程分布规律进行了研究,并探讨了影响水温的主要水文、气象因素。结果表明,金沙江上游岗拖、巴塘、石鼓3个水文站月均水温最高值一般出现在7—8月份,最低值一般出现在1月份。1961—2018年3个水文站年水温总体上呈现出显著的上升趋势,并分别于1998年、1992年、2003年出现突变点。气温对3站月平均水温的影响最为紧密,其次是降水和径流,相对湿度、蒸发和风速也对该河段水温变化产生一定影响,日照与水温之间的关系最弱。从水温变化的沿程分布来看,从上游至下游,水温与径流、风速、水面蒸发相关系数沿程减小,与降水、气温、相对湿度相关系数沿程增加,其主要原因与金沙江上游流域水文气象特征关系密切。同时通过主成分分析,进一步验证了影响水温的主要因素。     

农村水电站压力管道水头损失计算

对于农村水电站而言,减小压力管道的水头损失在一定程度上能提高整个水电站的发电总量,减小其发电成本。选取小水电压力管道适用的沿程与局部水头损失计算方法对某农村水电站工程压力管道进行水力计算,分析其在不同流量下的水头损失,可为类似新建或修复小水电工程提高其能效提供参考。     

阿勒泰市拉斯特水电站工程引水渠道结冰盖设计

严寒区水电站引水渠道冬季引水,存在打冰、捞冰、破冰等问题,对水电站管理及冬季运行带来不少困难,为了解决电站冬季引水问题多采用结冰盖运行。本文以拉斯特水电站引水渠为例,对严寒区水电站引水渠道结冰盖设计进行了介绍,供同类工程参考。     

论水电站防冰工程技术

水电站防冰和防冰冻是指防止冰盖的静压力、流冰的冲击力作用在水工建筑物和水工金属结构物上;防止冰雪团、冰凌、冰珠和冰块堵塞水工孔口、闸门、拦污栅、压力钢管和引水渠道;防止闸门活动部分与埋固部分被冰冻结在一起,以及门槽埋件工作表面结冰等.防冰和防冰冻工程技术是一门内容广泛的多科性学科,分为破冰、排冰、化冰、输冰、导冰和蓄冰等6大类,包括人工破冰法、水力排冰法等20多种方法.引水式水电站冬季运行有蓄冰、冰盖和输冰等多种方式,应根据冰情、气象和工程布置等条件确定.利用水库或专门修建蓄冰库应首先考虑,其次可以选择输冰运行.对冬季水量丰沛的电站在渠首设置排冰闸能取得理想的排冰效果,在高寒地区可以采用冰盖运行,小流量水电站采用保温式渠道是较成功的.     

渡槽前水体温度的有限元计算

在大型渡槽设计中温度问题越来越引起人们的重视,为了计算出温度应力,准确合理地计算出水体温度分布显得格外重要.在渡槽中,流动的水在沿程流动中与空气进行热量交换,同时也与周围的介质进行热量交换.在水未流入渡槽之前,水在渠道中流动,热量交换的媒介为空气和渠道本身,所以热量交换要分别考虑这两种物理特性,才能准确计算出水体温度.通过对双洎河渡槽前渠道夏季和冬季气温分析,得出水温计算的一般方法,为今后渡槽水温计算提供参考.     

簸箕李灌区引水引沙条件的变化及其二干渠泥沙淤积特征

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了簸箕李灌区引水引沙条件的变化及其二干渠泥沙淤积分布问题。研究结果表明,簸箕李灌区引水过程的整体变化趋势为略有减小,引沙过程的整体变化趋势为减小,且引沙量减小的幅度大于引水量的减小的幅度。从长时段运行情况看,二干渠沙白段是以泥沙淤积为主,年内分配特征与引沙量年内分配特征一致,符合渠道多来多淤的基本原理。由于渠道沿程调整作用,2000年以后二干渠上游沙白段淤积加重,白杨以下渠段的淤积减轻。     

TSY水电站非自动调节动力引水渠道设计

水电站非自动调节动力渠道在寒冷地区能够正常发挥工程效益是设计的重点环节。文章提出了在非冰期小于设计引水流量时,前池水位可壅水运行;在冰期运行时需采用输冰(再生冰)运行的设计理念,同时根据工程特点,解决了冻胀性基础、渠道抗冻防渗等设计问题。工程运行多年表明,工程设计合理可靠,可为类似寒冷地区水电站动力渠道设计提供借鉴。     

NUMERICAL SIMULATION OF ICE CONTROL EFFECT OF SOLAR ENERGY ON TIBETAN CHANNELS

With the Tanghe Diversion Channel in Tibet as an example, the theoretical study on the ice control effect of the solar sacks was conducted based on the previous study. The numerical simulation method was adopted and a one-dimensional numerical model for ice crystal in diversion channels in high-altitude cold regions was developed in this article. The heat transfer through the air-water interface and the mass transfer between ice and water were considered in the model. The model was validated by the field observation data on the diversion channel of the Tanghe Hydropower Station. The results show that the ice control effect of the solar sacks is obvious in the channel with large mass flow rate in the high-altitude cold regions.     

南水北调水内冰对冰期输水的影响及分析

水内冰是北方地区河渠冰期输水出现的主要冰情之一,是形成流冰花、动态冰盖、冰塞的物质基础。根据1994~1997年3个冬季的冰期输水原型观测,归纳总结了水内冰的产生、发展、消失的变化规律及水内冰对冰期输水的影响。     

寒冷地区供水工程引水明渠结冰问题数值模拟

以宁夏吴忠金积供水工程为例,对在冬季寒冷地区利用引水明渠从河流或水库引水时遇到的结冰问题进行研究。利用一维非恒定水力热力耦合数学模型对3种典型工况下引水明渠水温分布进行数值模拟,得出不同水深、不同风速时的初始结冰位置。利用冰盖厚度发展数学模型对10 a来冰盖发展情况进行数值模拟,并与经验公式计算结果进行对比,得到了较为一致的结果。根据数值模拟结果,得出寒冷地区引水明渠冬季供水时渠水温度的分布规律,总结出影响水温分布及初始结冰位置的因素。     

寒冷地区电站长距离输水明渠冬季运行方式探讨

通过大量工程资料收集和类似工程经验分析,对寒冷地区引水式水电站长距离输水明渠在冬季各种输、排冰运行方式的适用性进行了对比分析,着重对结冰盖运行方式的建筑物布置、流量控制和水位控制等进行深入分析和研究,提出了完整的分段壅水结冰盖输水方式的输水渠道建筑物布置、水位运行控制的设计和运行控制方法,消除了寒冷地区电站输水长明渠冬季运行中的冰冻危害问题,并成功运用于实际工程设计和运行。     

寒区工业取水口防冰工程新方法的研究

寒冷地区火、核电厂的取水口或取水流道在严冬季节易受到冰块或水内屑冰堵塞，电厂将因取不上水或取水量不够而被迫停产或减负荷运行。本文探讨利用电厂自身排出的含水量废热的温排水缓解取水口及取水流道上的冰情，给出了温排水的融冰能力估算方法，并以我国丹东电厂温排水缓冰工程为例进行了试验研究，所得结论可用于寒带地区的火、核电厂及其他工业用水的取水口工程的防冰、缓冰设计。     

汊道悬移质分沙模型

本文在考虑了分汊河道分流时横向环流作用的基础上，求出了汊道悬移质分组泥沙分沙比与分流比、分汊口附近地形的关系，以及全沙含沙量和级配等，应用该模型对荆江分流道以及长江上的一些分汊河道作了定性分析和验证计算，并与用其它模型计算的结果作了对比分析，本模型计算结果符合更好。     

引水明渠二维水流数学模型的建立及应用

准确计算引水明渠内的水力学特征对于设计渠道断面型式及控制渠道泥沙淤积等具有重要意义。通过建立平面二维水流数学模型,对某引水渠道及其上游干流、下游库区区域的水流进行了数值模拟研究,分析了计算区域内的流态、流速分布和水位变化等水力参数。在此基础上对引水明渠渠底高程进行优化,对比了不同高程下渠道的水位和水流特征,成果可为明渠的优化设计及其防淤方案的制定提供科学依据。     

FLOATING RATE OF FRAZIL ICE PARTICLES IN FLOWING WATER IN BEND CHANNELS——A THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL ANALYSIS

In this article,based on the theory of two-phase flow and laboratory data,a three-dimensionally model is developed to simulate the floating rates of frazil ice particles in water under covered condition.The Lagrangian trajectory method is used in the three dimensional simulation for floating rates of frazil ice particles along a 180o bend channel.The velocity profiles in longitudinal and transverse directions,the turbulence intensity,and the residual pressure are simulated.Under the condition of gravitation...     

嫩江北引渠首江道整治的试验研究

拉哈渠首枢纽是黑龙江省嫩江干流上的一个重要的无坝引水工程， 近年来由于渠首江道的演变已严重影响引水。为此， 采用动床河工模型进行了较为深入地研究， 解决了模拟宽滩河道和在缺乏实测资料的情况下模拟推移质运动等技术难点， 揭示渠首河道的演变规律， 在大量方案试验的基础上， 提出了整治措施。     

调水工程水力控制综述

调水工程水力控制是一门新的交叉性学科,是一门研究采用工程措施和运行方法对系统内水流的运动实施控制的学科。本文介绍了该学科的理论体系、主要研究内容。论述了相关理论的国内外研究现状、进展,存在的问题,包括管道水击、明渠非恒定流、冰水力学、系统故障和泄漏检测技术、以及大系统的优化设计和运行最优化、地理信息系统、现代计算机数字三维仿真等。介绍了调水工程水力控制形成发展的历史,提出了几个值得关注的发展新方向和建议。