关于引滦输水明渠及拦污栅防冰害对策的思考

通过对引滦工程冬季输水的自然特点和输水明渠冬季流冰对泵站的危害分析 ,阐述了输入明渠及拦污栅冬季防流冰的具体措施     

CE-QUAL-W2在输水明渠冰盖计算上的应用

以宁夏吴忠地区金积供水工程输水明渠为例,验证了垂向二维模型CE-QUAL-W2模拟输水明渠冰盖生消的可行性。在此基础上,构建了南水北调京石段输水明渠冰盖模型,模拟了典型气温过程中冰盖在不同输水流量及入流温度条件下的发展过程,模拟结果表明以上因素对冰情的发展有不同程度的影响。     

南水北调中线工程冬季输水冰情的数值模拟

南水北调中线工程总干渠是由明渠和各种过水建筑物组成的树状系统,特点是线路长、过水建筑物类型多、冰水动力学响应过程复杂。本文将冰情发展模型与树状明渠系统复杂内边界条件下的渠道非恒定流模型进行集成耦合,开发了大型长距离调水工程冬季输水冰情数值模拟平台,提出了树状明渠系统复杂内边界条件的等效变换方法和计算冰盖前缘动态发展的虚拟流动法。根据实测的沿线气象资料和设计资料,利用该平台系统模拟了在寒冷气温条件下总干渠初冰、冰盖形成、发展和消融过程。分析了冬季输水的冰情特性及冰期输水能力,提出了冰期安全运行的水力控制条件,通过对典型年总干渠敞流期、冰盖形成期、稳封期、调度期以及开河全过程的模拟,给出了安全运行输水调度方案及建议。     

明渠冬季输水可行性分析——基于新疆某小型引水工程

新疆地区冬季时间相对较长、气温比较低,明渠冬季运行极易发生冰害问题,这对明渠冬季输水的安全性造成了很大的威胁.通过对明渠冰害形成的原因及危害的分析,采用一维对流-扩散模型并结合当地的气象资料,通过计算渠道水体散热率判断明渠是否存在冬季运行结冰问题.在明渠冬季运行出现结冰的条件下,通过分析明渠冬季输水两种主要方式——冰水二相流输水方式和结冰盖输水方式的适用性,合理选择明渠冬季输水方式,保证明渠冬季安全可靠运行.     

应用CE-QUAL-W2模型模拟输水明渠冰盖的研究

以宁夏吴忠地区金积供水工程输水明渠为例,应用CE-QUAL-W2模型(二维纵向垂向平均水动力学和水质模型)进行了输水明渠冰期冰盖生消模拟的可行性研究。在此基础上,计算了南水北调中线京石段典型气温过程中不同入流量和水深条件下的冰盖发展过程,同时对模型参数进行了敏感性分析,研究结果表明:气温、入流量、水深、光遮蔽系数和风剪切系数对冰情有不同程度的影响。     

寒区流冰撞击输水隧洞的数值模拟分析

位于西北寒区的长距离输水工程在流冰期输水过程中,不同流速和不同碰撞角度的流冰对输水隧洞衬砌会形成不同程度的撞击作用,导致输水隧洞衬砌产生破损,因此为了研究该地区流冰对输水隧洞的撞击作用,采用了理论分析结合数值模拟的方法。研究结果表明:当流冰速度一定时,随着流冰与隧洞衬砌碰撞角度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的非线性(多项式)关系;当碰撞角度一定时,随着流冰速度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的线性关系;综合不同组合工况还可以发现流冰速度对隧洞衬砌的影响作用要强于碰撞角度对其的影响作用,且碰撞角度对隧洞衬砌所受的撞击力及隧洞碰撞区位移的影响较为不明显。     

南水北调中线总干渠冰期输水的设计和管理

南水北调中线工程总干渠全长1246 km,由南往北跨越北纬33°～40°,气侯由温和区走向寒冷区,河北省段处在寒冷区范围内,沿程各类建筑物基础和渠道衬砌均有冻结冻胀威胁,冬季明渠输水将出现流冰、冰塞,影响输水能力和工程安全。冬季输水的冰害问题几乎年年有遇,经常发生,严重冰害能够使建筑物堵塞,堤防决口,供水中断,其危害程度超     

基于不同碰撞模型的流冰—输水隧洞碰撞动态响应研究

位于西北寒区的输水隧洞在流冰期输水时会受到流冰不同程度的撞击作用。由于流冰与隧洞衬砌撞击时水介质会对其撞击结果产生一定的扰动性,因此,为了研究水介质对于中小型流冰撞击结果的影响作用,以引大入秦工程盘道岭37#隧洞为研究对象,分别建立基于附加质量法以及流固耦合法的流冰-输水隧洞碰撞模型,结合有限元软件LS-DYNA,对流冰撞击输水隧洞衬砌的动态响应进行研究。研究表明:由于水介质的作用,两种碰撞模型中隧洞衬砌高应力区存在着一定的差异性;在模拟流冰撞击输水隧洞时,附加质量模型的计算结果普遍偏大,但其具有建模简单且计算时间较短的优点;流固耦合模型由于将碰撞过程中动水作用以及流冰与输水隧洞逼近时产生的“水垫效应”考虑在内,使其能够更真实地模拟流冰与输水隧洞的真实碰撞状况。     

关于引黄济津保证冰期输水安全的几个问题

冰期输水安全问题是目前北方缺水地区引水,调水一个值得研究的重要问题。1981年冬季引黄济津过程中,南运河沧州地段发生了较为严重的流冰、壅冰现象,严重地影响了輸水安全。为了摸清该地区的冰情规律,确保今后冰期输水的安全,我们观测并调查了这次冰情发生、发展的过程,并结合1953年～1974年南运河捷地站有关冰情、水温、气温等观测资料     

引滦潮白新河泵站自流及组合输水能力研究

1986年潮白新河泵站自流道的建成通水,实现了泵站机扬输水及自流输水相辅助的运行方式,即当明渠输水流量大于自流道校核流量30 m3/s时,由自流输水切换为机扬输水,自流输水方式节约了大量运行成本并取得显著的经济效益。为实现全面提质增效新突破,引滦潮白河分公司通过对大流量输水期间引滦明渠和潮白新河泵站运行数据资料的整理分析,深入探究引滦明渠在超自流道校核流量且长时间大流量输水情况下自流道箱涵单独输水及自流道箱涵、潮白新河泵站开机组合输水能力,确定自流道箱涵单独输水及自流、机扬组合输水时对应的运行安全临界水位,尽量减少泵站开机频次和开机台数,降低电费支出,从而达到节能降耗的目的。