连接管对调压室涌波水位和水锤压力的影响

在传统大波动过渡过程计算中,调压室底部连接管的影响往往是作为阻抗孔来考虑,在连接管较长的情况下,采用阻抗孔处理时而忽略了连接管的水体弹性,因而容易造成较大误差。通过建立考虑了连接管及不考虑连接管时的调压室节点数学模型,采用Gardel公式来处理调压室的阻抗系数,将调压室的阻抗系数变为负荷实际情况的动态阻抗系数,并结合具体工程实例来分析连接管的长度及管径的变化对调压室涌浪、蜗壳进口压力以及机组转速所产生的影响。研究结果表明,对于连接管较长的情况,应考虑到连接管的作用,为了能充分反射水锤,连接管的面积不宜过小。     

白鹤滩水电站左岸尾水扩散段、尾水连接管开挖支护技术研究

为解决大型水电站的地下厂房开挖施工环境复杂、施工难度大、进度缓慢等问题,以白鹤滩水电站尾水连接管、尾水扩散段开挖支护为典型案例,详细分析施工过程中的重点和难点,对开挖过程中的特殊情况提出相应的处理措施,从而在实际施工中取得了较好的效益。实践结果表明:对于地质条件复杂、岩层破碎、地应力高、开挖难度大的地下洞室,在施工过程中,围岩应得到充分的保护,减少对围岩的扰动;严格按照规范和设计要求安排各项工序施工,做到"管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、快封闭",以保证工程的进度控制、质量控制和安全控制。研究成果对我国大型洞室开挖支护技术的进一步发展具有参考价值。     

连接管长度对调压井水位波动和水锤压力的影响

本文目的在于回答调压井连接管较长时，其内水体惯性对调压井水位波动和水锤压力有何影响，有多大影响，设计中能不能忽略。文中首先通过理论和解析方法研究了连接管影响的性质和规律；然后针对典型的水库——调压井——阀门引水系统，用特征线法计算，详细分析了不同连接管长度下调压井水位波动幅值、阀门端水锤压力上升率、水锤穿井率的变化规律；最后以某抽水蓄能电站为实例进行了对比计算。研究表明，连接管增长使调压井水位波动幅值减小，但幅度有限，通常可忽略；连接管使水 锤压力和穿井率增大，在实际工程可能的范围内其增幅有时较大，应加以考虑。     

高海拔地区大容量机组尾水管进口压力的控制研究

为了使高海拔地区大容量机组水力过渡过程中尾水管进口压力满足规范要求,选择合理的导叶关闭过程至关重要,导叶关闭过程是水力过渡过程中解决水电站运行安全问题最经济、最常用的措施之一。结合某高海拔地区大容量机组水电站工程实例,采用特征线计算方法,应用过渡过程软件进行仿真计算研究。结果表明:对于高海拔地区大容量机组水电站,选择合理的导叶折线关闭规律,能有效地改善尾水管进口压力,从而满足按海拔高程修正后的控制标准。研究成果可为规范控制高海拔地区大容量机组水电站水力过渡过程中尾水管的进口压力提供参考。     

滑坡涌浪对坝面冲击压力的影响因素研究

库区边坡在强震、暴雨等作用下发生的滑坡失稳破坏会对挡水大坝形成巨大的涌浪冲击作用。本文针对库区滑坡涌浪对坝面的冲击压力问题,采用光滑粒子水动力学(SPH)方法研究了涌浪生成传播过程以及坝面涌浪冲击压力的分布形式,分析了滑坡体宽度、入水速度以及库区水深等因素对滑坡涌浪波高、坝面冲击压力的影响。结果表明,随着滑坡体宽度的增加,最大浪高降低,但是稳定波高增加,坝面冲击压力增大;随着滑坡入水速度的增加,波浪高度增加,但当入水速度增加到一定程度后,坝面冲击压力变化不明显;随着库区水深的增加,首浪高度降低,坝面最大冲击压力以及距离水面的相对作用位置基本不变。     

球阀导叶联动对相继甩负荷工况尾水管进口压力的影响

在抽水蓄能电站水力过渡过程计算中,相继甩负荷工况的尾水管进口最小压力较难满足控制要求。从理论上分析了相继甩负荷工况尾水管进口最小压力较小的原因以及球阀导叶联动关闭规律对尾水管进口最小压力的改善作用的机理,然后通过已建工程实例进行计算分析,得出了采用球阀导叶联动的关闭规律可极大改善尾水管进口最小压力的结论。图8幅,表1个。     

污水处理厂尾水排放形式对河流水质的影响研究

城市污水处理厂排放的尾水对城市河流水质产生一定的影响,尤其是对排放口附近的区域。当前主要有集中排放和分散排放两种形式。模拟研究了污水处理厂6种尾水排放工况下河流COD浓度场的分布情况,包括尾水150 m生态拦截系统的岸边单孔（S1）、5孔（S2）、均匀溢流（S3）排放和河中单孔（M1）、5孔（M2）、均匀溢流（M3）排放。结果表明,下游河流的COD的相对浓度（C/C0）大小的排序为S1,S2,S3和M1,M2,M3,且排放口区域分散排放的C/C0远低于集中排放;在不同工况下,河中排放均比岸边排放的COD浓度低。分散排放形式有利于污染物的扩散,显著降低了污水处理厂尾水排放口附近污染物的浓度。在条件允许的情况下,污水处理厂尾水排放可采取河中均匀溢流排放形式（M3）。     

有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式,研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响,并在托马(Thoma)理论的基础上,推导出了相应的调压室稳定断面计算公式,从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的,而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式,就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

坝前滑坡涌浪压力分布对震损拱坝损伤影响的研究

强震中震损边坡在震后比震前更容易诱发滑坡,震后滑坡涌浪可能会对震损拱坝产生附加损伤,可能造成坝体溃决。现有的滑坡涌浪对坝体研究主要针对震前完好拱坝,并且通常将坝前涌浪简化为沿着拱向波高及相位完全相同。然而关于滑坡涌浪的研究表明,传播至坝前的涌浪在坝面不同位置存在比较明显的高度差和时间差。针对强震中震损拱坝在震后承受涌浪冲击的问题,本文以某高拱坝为例,基于中国水科院涌浪高经验公式,分析了坝前涌浪高的分布规律,识别出了三种典型的坝前涌浪压力分布形式。基于所定义的拱坝损伤影响度量指标,分析不同坝前涌浪压力分布对震损拱坝损伤的影响。结果表明,坝前涌浪分布存在高度差和时间差时,其压力分布对震损拱坝的影响比按均匀分布涌浪考虑的影响会更大。以均匀分布的涌浪压力形式分析震损拱坝所受的影响时,对危险性的评估会怕偏于不足,因此,建议考虑坝前涌浪空间分布和时间特性的影响。该研究结果可为震后滑坡涌浪的安全评价提供参考。     

长尾水隧洞涌波特性研究

本文结合对瀑布沟水电站长尾水隧洞所进行的模型试验研究和数值分析，给出了在机组负荷变化情况下长尾水隧洞的水位波动过程。试验和计算表明，长尾水隧洞中最高涌波水位与机组甩负荷的大小和过程长短有关，而且还与尾水隧洞的初始水位有关，最高涌坡出现在机组全甩负荷后的第一个周期末。     

有长连接管调压室水头损失系数计算方法研究

研究具有长连接管的阻抗式调压室水头损失系数的计算方法,给出基于Gardel三通水头损失系数经验公式、焊接三通水头损失实验资料以及截面突变管道水头损失资料;得出这种调压室不同流态下水头损失系数的计算方法,并将不同算法得到的调压室水头损失系数分别与水力模型试验结果进行了比较和分析.研究表明,基于Gardel三通水头损失系数经验公式及截面突变管道水头损失系数计算的调压室水头损失系数与试验结果具有较好的一致性.     

尾水管出口和压力钢管中的能量损失

增大水轮机转轮的比速可以降低电站设备和厂房的造价,但增加比速也会增大尾水管中的能量损失,除非按比例加长尾水管,否则这种损失往往会超过增大比速而可能节省的费用。尾水管出口流速及其产生的能量损失随着转轮比速的增加而增加。由于当前能价急剧上升,提醒人们应致力于减少尾水管出口和压力钢管中的能量损失。最近经研究决定对1909年安装的已运行70多年的一些水轮机改进或更换。它们至今还在运转的事实说明水电站具有很长的寿命。当时采用短尾水管只考虑用它来约束转轮泄出的水流和保证转轮能高于下游水位,而对尾水管高速出流所损失的水头如何回收则很少考虑。     

尾水管脉动压力及扩散方式的研究

许多研究成果表明，影响水轮机水力稳定性有多种因素，其中一个重要因素是尾水管内水流的压力脉动。由于各种原因产生的高频和低频的压力脉动会使尾水管内部产生严重的空蚀破坏或者诱发水轮机叶片产生振动等问题。为此，结合广西百色水利枢纽工程尾水系统进行了水力学试验，量测了尾水管的脉动压力，得出不同工况下尾水管的水流特性。对于作为水轮机能量恢复装置的尾水管，还比较了两种不同设计方案的优劣。     

引水式水电站尾水出口挡沙坎结构形式设计研究和应用

为适应现场施工条件及施工工期要求,锦屏二级水电站利用原有施工围堰改建成尾水隧洞出口的挡沙坎。经研究论证表明,改建后的挡沙坎结构形式合理,而且对尾水出流流态和发电效益影响不大。新的设计结构形式降低了施工难度,改善了检修条件,缩短了施工工期,实现了设计目标,达到了预期效果,可为类似引水式电站尾水出口工程建设提供参考。     

长明渠引水式水电站压力钢管进口高程的确定

长明渠引水式水电站前池水位过低可能导致压力钢管进口处产生漏斗状吸气旋涡,造成压力钢管吸入空气及漂浮物,从而引起机组的噪音和振动.介绍了利用显式有限差分法对圣维南方程进行求解,分析计算了明渠在加大流量的情况下渠道渠末水深的变化.并由此求出渠末可能出现的最低水位.为明渠引水式水电站压力钢管进口安装高程的确定提供了有益的参考.在与漫水湾电厂的实际情况进行对比分析中得到了比较满意的结果.     

连接管速度头和动量项对调压室稳定面积的影响

本文运用Ｇａｒｄｅｌ的Ｔ型分岔管水头关系式，分析了连接管处速度头和动量交换项对下游调压室稳定断面积的影响。在托马假定的前提下，导出了相应的计算公式。从而在理论上证明了连接管速度头对下调稳定不利，而动量交换项则是有利的，两者作用可大致抵消，结果接近简单式调压室的托马断面，若合理选取连接管的尺寸和型式，可进一步减小下调水位波动稳定所需的断面积。     

雅砻江流域滑坡涌浪对库区的影响

以雅砻江流域的水文站滑坡体作为研究对象,研究其在锦屏水电站三期蓄水后滑坡体滑动失稳对于库区的影响。采用经典的Fluent软件进行数值模拟,依托VOF方法跟踪自由液面流场,借助动网格技术与UDF程序结合来模拟滑坡体的滑动,通过对河道切面施加探针提取涌浪高程数据,将数值模拟的结果同潘家铮院士的涌浪经验公式计算结果进行对比分析,同时对探针数据进行时域分析、涌浪特征点的涌浪振幅值拟合分析、流场分析。分析结果显示,Fluent软件在模拟滑坡涌浪的形成、传播、消散方面表现突出,能够准确模拟涌浪变化情况,通过与理论公式计算结果比较发现,初始涌浪、对岸涌浪、坝址涌浪高度的误差在10%以内,滑坡涌浪能量衰减,在空间上和时间上都符合指数分布规律。模拟分析结果表明,水文站滑坡体失稳导致的涌浪不会对坝体造成漫堤等严重后果。     

蜗壳压力脉动分布形式和施加方法对厂房振动的影响分析

水轮机水力振动是水电站厂房的主要振源之一,不同工况下蜗壳内压力脉动分布的幅值、频率 和相位等均不相同,属于非平稳的波动荷载,包括行波和驻波等复杂形式。为研究蜗壳内压力脉动分布 特性及其施加方式对厂房振动的敏感性从而确定最不利作用情况,基于ＡＮＳＹＳ软件建立实际水电站厂 房机组段模型,对压力脉动施加方式按行波和驻波作简化描述,通过谐响应分析和瞬态动力分析计算厂 房在压力脉动作用下的振动响应。结论认为行波或驻波作用下结构位移、速度和加速度均大于均布荷 载作用下的响应,厂房振动分析评价中应合理模拟压力脉动荷载的分布特性。     

溢洪道进水渠进口形式试验研究

通过对天桥水电站和盘石头水库溢洪道水工模型试验进行观测研究,探讨了进水渠进口的不同形式与溢洪道泄流量之间的相对关系,指出进口导墙应根据不同地形采用相应的流线圆弧形式,使水流流态平顺,进流均匀,从而有效提高溢洪道泄流能力。