叠梁门分层取水水力特性试验研究

采用分层取水是解决电站引起的下泄水温问题的有效手段,而叠梁门取水高程则是影响分层取水效果的关键因素,取决于进水闸室的水力特性。以新疆噶尔河流域库尔干水利枢纽工程为例,通过大比尺物理模型试验,研究了叠梁门分层取水水力特性,分析了进水口流速、水头损失及漩涡流态等特征,进而确定了取水高程的最优取值。结果表明,拦污栅断面流速分布以叠梁门顶高程为分界分别表现为上小下大、上大下小的分布规律;受叠梁门门库底板高程影响,分层取水过程中水头损失随取水高程的改变而明显不同;进水口结构体型对进水口系统水力特性的影响程度明显大于叠梁门取水水头影响。     

糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水设施运行方式研究

鉴于糯扎渡电站进水口叠梁门分层取水设施的建设和运行管理缺乏经验,通过河道天然水温数据统计分析和水库水温分布结构预测,确定了糯扎渡电站进水口叠梁门分层取水设施的运行时段、运行水位、下泄水温的调控目标,并结合电站发电、防洪及航运等多目标水库运行要求,明确了进水口叠梁门分层取水运行方式,为电站投运后叠梁门多层取水提供了依据。     

取水口高程对水库水温结构的影响研究

大型水库水温分层现象引起的低温水下泄问题对下游生态环境造成了不利影响,采用分层取水是目前减缓低温水下泄的有效措施,而不同的取水口高程对水库水温的分层产生不同影响。为研究不同取水口高程对水库水温结构的分层影响,以某流域中型水库为例,选取5种不同取水口高程进行工况设计,采用三维水动力－水温数学模型,利用验证可行的数值模拟方法进行数值模拟计算和结果比对分析。结果表明,取水口高程因素对水库水温结构影响较为明显,各取水口位置对应的水库水温结构四季差异性较强。     

溪洛渡水库分层取水对向家坝库区水温的影响分析

为了探究上游溪洛渡水库分层取水对下游向家坝库区水温的影响,基于历史水文数据,分析向家坝建库对河道水温的影响,结合率定好的CE-QUAL-W2模型,设置溪洛渡水库分层取水与不分层取水两种计算工况,分析2019年溪洛渡水库分层取水对下游向家坝库区水温变化过程的影响。结果表明,向家坝水库蓄水后使坝下河道水温达到18℃的时间滞后50 d,向家坝坝下河道水温受支流水温影响较大;2019年上游溪洛渡水库分层取水在4～5月最高可使下游向家坝库区表层水温升高1.0℃,其影响沿程逐渐减弱,至绥江县城完全消失;分层取水使下游向家坝库区4～5月水温结构明显改变,4～5月下泄水温明显提高,最大可提高0.48℃。研究结果可提高对叠梁门分层取水效果的认识,并为后续生态调度提供科学依据。     

叠梁门电站进水口流场数值模拟研究

以JH水电站叠梁门进水口为例,以大型计算流体动力学软件Fluent为计算平台,采用κ-ε紊流数学模型,结合物理模型试验,对半圆型分层取水进水口不同叠梁门运行方式下的水流流速、流态和水头损失进行数值模拟研究。结果表明,半圆型叠梁门进水口与以往进水口体型设计有所不同,能够有效扩大进流范围,保证下泄水体进流平稳,门前无不良流态,闸墩处无不良漩涡;叠梁门门顶淹没水深不足时门后竖井内产生吸气漩涡;叠梁门上方最大门顶流速为2.53m/s,分布在门顶底部;拦污栅处最大流速在0.5 m/s左右;设置叠梁门后水头损失明显增加,能够满足工程需求,可有效实现分层取水。     

台州市长潭水库分层取水口高程的确定

长潭水库因取水口位置过低,每年6～9月原水中的铁、锰浓度常超过集中式生活饮用水地表水源地限值标准,大幅增加水厂的运行成本和影响出厂水质。为此,分析了长潭水库2012～2016年分层水质监测数据及其成因,并结合水厂的制水工艺合理确定长潭水库分层取水口高程。发现水温和溶解氧是导致原水铁、锰超标的主要因素,10m水深是长潭水库铁、锰和氨氮垂直浓度梯度的分界线。根据原水水温、溶解氧、pH值、铁、锰和氨氮对水厂运行和出水水质的影响,结合长潭水库多年逐日平均水位保证率统计成果,确定分层取水上层取水口底高程为26.05m,下层取水口底高程为16.05m,既能保证台州市引水工程尽可能多地取到优质原水,又能降低运行成本、保证特枯年份的取水。     

苏丹麦洛维大坝工程溢流坝优化下闸模型试验研究

通过对苏丹麦洛维大坝工程溢流坝#1堰孔优化下闸模型试验分析,可根据上游不同来流情况调整上游叠梁门底部开度,在确保下泄流量达到500m3/s条件下测定各开度的水力特性参数.该试验为化解水流漫顶上游叠梁门风险提供了优化下闸程序.     

基于循环神经网络算法的水库调度模拟

为探索深度学习算法在水库调度领域的应用,利用网络爬虫技术,收集了溪洛渡水电站的调度运行数据,基于RNN、LSTM、GRU3种循环神经网络,学习电站现有调度规则,构建了溪洛渡水库的出流量预测模型,并探究不同参数设定对模型精度和计算速度的影响,对比了3种模型的模拟性能,分析了影响水库调度的主要因素。研究结果表明,隐层数、训练批量、迭代次数、隐层节点数和批量值是影响模型精度和计算速度的主要参数;3种模型具备良好的学习能力,能够根据水库的历史调度数据,学习应对不同场景的调度规则,生成出流方案,可为调度决策方案的制定提供参考依据。     

水库垂向水温数值模拟研究

以去学水电站为例,在充分考虑流量、流速、气温、辐射等影响因素基础上,采用一维垂向水量水温耦合模型模拟预测水库垂向水温分布规律.结果发现;下泄水温变化规律基本与水库自然水温变化规律相近;水库水温垂向分层年内变化显著,年际变化不明显,并具有明显的滞后效应.     

基于分布式光纤测温系统的坝前水温反馈分析

为研究特高拱坝坝前水温一维垂向分布规律,以溪洛渡工程为例,结合分布式光纤测温结果对坝前库水温度进行反馈分析。将光纤上游拐点处温度测值视为多频组合信号,利用小波多分辨率时频分析技术,对温度监测数据进行时频分解,分离提取坝前库水温度,并建立坝前水温一维垂向分布曲线。结果表明,溪洛渡工程坝前库水温度分布基本符合稳定分层型水库分布特点,并且跃温层具有迁移、变化特性。跃温层自库表产生,经历"出生"、"生长"到"逐步成熟"的有界增长过程,最终于库底消亡。     

杭州南沙平原河网新增取水口取水可靠性研究

为分析杭州南沙平原河网新增龙化取水口取水的可靠性及对其他用水户的影响,根据河网调蓄原理构建了以南沙平原骨干河道为基础的概化河网,利用Mikell建立了水动力学模型.结果表明,现状和规划偏不利取水条件下河网内河道过水能力均能使取水口处河道保持足够的取水水深,取水保证率在90%以上,对附近取水口河道水位影响不大.     

闸坝式水电站下游局部冲刷坑的计算方法

为准确评价闸坝式水电站下游局部冲刷问题,针对泄水闸结构、下泄水流特点及主河道地质条件,制作了巨亭水电站闸坝断面模型,并进行了4种泥沙粒径多种流量下的冲刷试验,分析了影响闸坝式水电站局部冲刷的主要影响因素,包括单宽流量、上下游水位差和泥沙粒径,拟合出局部冲刷坑深度和最深点距闸底板末端距离公式,并选取了另外4个工程的冲刷资料对公式的适用性进行了验证。结果表明,计算值与实测值吻合较好。     

三喷头蒸汽水下喷注噪声试验研究

蒸汽在过冷水下喷注过程中,由于汽泡溃灭及喷注射流扰动会产生强烈的噪声.通过试验研究了不同结构的三喷头蒸汽水下喷注在不同的水温及蒸汽流量下的噪声规律.试验结果表明:三喷头喷注A声压级噪声主要受水温、蒸汽流量及喷头结构的影响,其中水温对喷注噪声的影响最大;喷注噪声随着蒸汽流量的增加而增大;在试验范围内,减小喷头的孔径或相对孔间距,可以减小喷注噪声.     

基于RBF-BP组合神经网络模型的特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度预测

鉴于混凝土浇筑仓最高温度对特高拱坝温控防裂的重要性,为了实现对混凝土大坝最高温度的有效控制,将BP神经网络、RBF神经网络相结合,选取浇筑温度、施工现场环境气温、浇筑仓层厚、水管布置、通水的水温和流量作为输入矢量,浇筑仓最高温度作为输出矢量,建立一种基于RBF-BP组合神经网络的浇筑仓最高温度预测模型,并将其应用于溪洛渡特高双曲拱坝中。结果表明,基于RBF-BP组合神经网络预测模型可行、有效,且精度较高、收敛速度快。     

黄茅海河口湾处某核电站取排水口布置分析

受沿岸流、潮流、径流等动力因素影响,河口水域水动力结构非常复杂。基于数值模拟方法,研究了台山海域腰鼓岬角动力结构并优化了某核电厂取排水口布置方案。结果表明,工程布置方案受粤西沿岸流、珠江下泄径流、腰鼓岬角非稳定的辐散与辐合流、珠江河口高盐陆架水过程等复杂动力过程影响;粤西沿岸流、珠江洪季下泄径流及落潮期间的辐散与辐合流结构,均存在明显的西向输运现象,因此新建核电站排水口不宜与西侧台山火电厂排水口过近,而宜向北布置,以避免影响现有电厂取水温升;方案1排水口布置在腰鼓岬角以北,取水口布置在河口高盐低温陆架水区域,是较优方案。其他方案则需加大取、排水口距离或开辟新的热水通道,降低自身排水对取水口的影响,才能使方案成立。     

基于数据挖掘技术的溪洛渡大坝施工期温度监测数据分析

针对溪洛渡大坝施工期大量的温度监测数据难以集成和访问的问题,基于数据仓库相关理论和设计方法,构建了溪洛渡大坝温度监测数据仓库,在已建成数据仓库的基础上,以冷却水温与最高温度两个指标量之间的关联关系为目标,采用关联分析方法对温度数据进行深度挖掘。结果表明,在溪洛渡大坝施工过程中要严格控制冷却通水温度不超过15 ℃,以防止最高温度超过上限影响大坝安全。     

混凝土热学特性对泄洪洞衬砌温度和温度应力影响研究

以溪洛渡水电站泄洪洞为例,采用大型通用有限元软件Ansys建模计算,模拟了衬砌混凝土的浇筑过程和温控措施,计算分析了混凝土最终绝热温升值和绝热温升速率对衬砌混凝土温度和温度应力场的影响,提出了在溪洛渡水电站泄洪洞衬砌混凝土的配合比设计中应尽量提高粉煤灰的掺量和采用低热水泥,以降低最终绝热温升值和早期绝热温升速率,从而防止与减少裂缝,可为溪洛渡水电站泄洪洞及类似工程衬砌混凝土设计和施工提供有价值的参考.     

泄水闸泄流方式对引航道口门区水流的影响

引航道口门区通航水流条件作为制约枢纽航运效益发挥的重要因素,受到泄水闸泄水方式、电站日调节方式、引航道尺寸等多方面的影响。基于SMS软件,对橄榄坝枢纽建立概化模型,提出流量分布不均匀系数K,推导并验证临界不均匀系数Kr的计算公式,分析下泄水流主流位于不同区域及不同主流强度时口门区最大回流流速变化规律。结果表明,当K≤K_r,主流远离船闸区域时产生的最大回流流速大于主流位于中间区域时产生的最大回流流速;当KK_r,主流位于中间区域时产生的最大回流流速大于主流远离船闸区域时产生的最大回流流速。     

涡流室式柴油机燃烧室连接通道流量系数的研究

涡流室式柴油机燃烧室连接通道系数是否能够精确确定，将影响柴油机放经计算及工作过程模拟计算的精度，本在分析近３０年来国内外有关工作的基础上，根据稳流试验的结果，提出了计算涡流室式及变通道涡流室式两种燃烧室连接通道流量系数的两组经验公式，研究结果表明，这些经验公式比取定值定值流量系数及迄今已有的其它经验公式具有更高的可靠性，可提高涡流室式与变通道涡流室式柴油机放热率计算及工作过程模拟计算的精度。     

曲线型束水分沙导流墙在无坝引水工程中的应用

针对工业取水对取水流量和取水保证率的特殊要求,结合兰州铝业有限公司自备电厂湟水河无坝取水工程,提出了一种新的适用于无坝岸边引水工程的河道整治措施——曲线型束水分沙导流墙,该导流墙基于弯道环流原理和汊道水流的相关理论,采用最小能耗率理论并结合具体河道的边界条件及水流泥沙特性而设计,有效地解决了由于天然河流年内洪枯变化较大及主流线位置变化所导致的取水保证率难以满足及推移质泥沙淤堵取水口等引水安全问题。