预测气垫式调压室运行中漏气量的数学模型

针对气垫式调压室运行过程中气压室内的气体沿单裂缝向黏土夹层渗漏的水-气二相渗流过程,建立了基于多相流理论的水-气二相流模型。模拟了不同的围岩孔隙水压力与调压室内气压力比值情况下的气压室漏气情况,结果表明,当该比值增大时,漏气量将迅速减少,验证了设置水幕防漏措施的有效性。所建立的水-气二相流模型可以充分考虑调压室地质条件,水幕的压力,气室气压及围岩性质等因素的影响,为空气损失评估、水幕设计及对漏气严重的调压室进行修补提供了依据。     

气垫式调压室及其工程实践

介绍了挪威已建气垫调压室的基本状况，包括平面布置、工程主要参数、运行经验、存在问题及其补救措施．在一定的地形地质条件下，气垫调压室的选择是经济的，它与不衬砌隧洞、地下厂房相结合，具有明显的优越性：避免在山体中开凿深度很大的开敞式调压井或修建地面调压塔，厂址及洞线布置灵活．气垫调压室可用于大、中、小各类电站，已建气垫调压室的电站，装机容量从3．5万～124万kw，水头变化范围从180～1158m．除一个电站之外，其它电站的气垫洞室体积均小于20000m3，室内气压变化较大，从0．3～7．77MPa．运行经验表明，气垫调压室可以满足反射水击波、改善机组运行条件的各项要求．增甩负荷期间，室内压力变化很少达到静水头的10％～15％，波动过程一般延续10个周期，一个周期从1～5min不等．10座调压室中，有4个出现了漏气现象，除一个电站进行灌浆予以补救外，其余均采用高压水幕（其中一个水幕是原设计中就有的），没有发现气垫压力所诱发的围岩稳定问题．     

气垫式调压室设计中的主要问题研究

气垫式调压室在我国属于新技术,具有保护环境及节省费用等优点。首先简单介绍了气垫式调压室的工作原理、应用情况与优点;然后根据已有的工程实践,较详细地阐述了气垫式调压室在设计中的一些主要问题。内容包括设置条件、尺寸设计、气漏补救措施、水幕设计、调压室优化设计方法等;最后对今后的研究方向提出了一些建议。     

水电站气垫式调压室气密性研究

火溪河"一库四级"水电站中有自一里、木座和阴坪三个水电站成功引进了气垫式调压室技术,三个电站采用了不同气密性技术,包括"灌浆+水幕"的闭气措施;"钢筋混凝土+钢板+钢筋混凝土"的"夹心式"钢罩闭气措施;"钢筋混凝土+钢板"的"外挂式"钢罩闭气措施。三种闭气型式的气垫式调压室运行良好,避免了常规调压室大开挖对周边环境的破坏,具有广泛的推广价值。     

自一里电站气垫式调压室的运行

自一里电站作为国内首次采用不衬砌气垫式调压室技术并投入运行的水电站,在运行管理中积累了一定的经验,并为后续类似水电站的设计、施工、运行维护奠定了丰富的实践基础。     

气垫式调压室的运行特性

介绍了气垫式调压室水力过渡过程计算的数学模型,给出了具体水电站的数值计算实例。研究结果表明：随着气体多变指数m值的增加,调压室内的水位波动幅值将减小,气体压力变化幅值将增大;初始水深恒定时,随着初始气压的增加,水位波动幅值将减小,气室内气压变化幅值将增大;初始气压恒定时,随着初始水位的增加,水位波动幅值将减小,气室内气压变化幅值将增大。     

气垫式调压室稳定断面的研究

本文采用李亚谱诺夫稳定性理论,对气垫式调压室波动稳定性的非线性微分方程进行分析,推出质体波动稳定面积公式。并以实例验证。     

气垫式调压室的模型相似律

本文探讨了气垫式调压室的模型相似律，提出可以采用等效的变截面开敞式调压室替代气垫式调压室按常规方法进行模型测试，给出了等效调压室截面的计算公式及量测结果的换算方法.     

地下水电站的气垫式调压室

在挪威,自70年代开始采用气垫式调压室以来,目前已有9处投入运行,其中有6处质量令人满意,有2处为减少空气损失曾进行过修补处理。本文介绍了这类调压室的几何形状、动力特性、运行情况等,并对硐室中的空气损失计算,漏气处理方法及设计方案等作了简要探讨。     

一种气垫式调压室防漏新方法

气垫式调压室具有良好的水击波反射功能,能有效降低水电站负荷急剧变化时压力管道的水击压力,但运行过程中的漏气现象制约了气垫式调压室的推广应用。提出了一种防止气垫式调压室漏气的新方法,即在传统气垫式调压室内放置橡胶芯袋作为盛气装置,实现调压室盛气和结构承载功能的分离,利用橡胶材料柔软、弹性模量小、密封性好等特点,从根本上解决了盛气密封薄壳容易开裂渗漏的问题。根据力学平衡原理、材料的应力应变关系和调压室结构的变形协调条件,结合流体力学理论和调压室内水位波动的变化规律,构建了橡胶芯袋变形与受力本构关系,并分别推导出了单个、多个橡胶芯袋预灌气压的计算式,为调压室结构设计与工程控制提供了理论依据。     

带有气垫式调压室和溢流式调压井的引水系统的水力计算

介绍带有气垫式调压室和溢流式调压井的有压引水系统的数值解法。针对某一实际工程计算了调压井及气压室的水位波动、调压井溢流量、气压室的压力变化及高压管道的水击压力，讨论了气垫式调压室内的初始气体压力及体积对压力及水位波动的影响。结果表明，气压室内初始气压（或水位）的选择对系统的安全运行至关重要。     

结合数值计算与模型试验进行调压室参数优化

由于特殊的地形地质条件，大桥电站差动式调压室高度大，水流条件复杂，荷载特殊，需全面优化其参数．虽然该种调压室已有了实用的计算方法及公式，但在工程实践中仍有不少参数处于不好把握的状况．为此以大桥电站调压室为背景，综合运用电算与实验手段对差动式调压室各参数的变化规律及相互关系进行了探讨，增强了对该类调压室的进一步认识，并获得了大桥电站调压室的优化参数和水力条件，同时说明电算与试验结合是取得优化结果和成果可靠性的保证．     

水锤涌浪联合试验的变态模型相似律

该文详细推导了在同一个物理模型中同时模拟调压室涌浪和压力钢管中的水锤时应满足的变态模型相似律，结果应用于电站模型试验中。     

钢罩式气垫调压室在金康水电站的应用

国内外已建的气垫调压室都是利用经过处理的围岩自身或再辅以在其周边设置的水幕来防止气室漏气。但据国内外的工程实践,即使对岩体采取了复杂而昂贵的工程处理措施,也难以确保气室的气密性。金康电站的地质条件较差,气垫室采用钢板防止气室漏气,克服了气室闭气难的问题,实现了工期省、投资省、调压室运行可靠的目标。钢罩式气垫调压室在金康电站的成功应用,将对引水式电站具有较大的推广价值。     

永乐电站调压室模型试验

结合具体的模型试验，对长引水隧洞引水系统的变态模型设计进行了研究，特别对阻力相似条件进行了分析，指出在变态模型设计中，也可以同时满足沿程阻力相似和局部阻力相似。并给出相应的涌波试验结果，此外，对隧洞至调压室过渡段的流道体型、分流墩形式进行了优化设计，从而改善了流态，减少了水头损失。     

TVD格式在上游调压室水击数值模拟中的应用

为了模拟含上游调压室水电站的水力过渡过程,采用TVD格式求解水击方程,并结合调压室系统的基本方程组和给定的边界条件来模拟水击压力变化。将此方法用于工程实例,其计算所得的水头与实测水头相吻合;并将计算所得的水头与MacCormark 格式和Lax-Friedrichs格式的计算结果比较,结果表明：TVD格式能有效模拟含上游调压室的水击现象,其结果具有耗散性低,不产生虚假数值震荡,计算精度高等优点。     

海潮模型在珠江口潮位预测中的精度评估

结合卫星测高技术的海潮模型能方便、精确地模拟大洋潮汐,可用于缺乏观测资料的地区。为评估该方法在珠江河口潮位预测应用中的精度,本文采用NAO.99b、OTPS和WWT等3种海潮模型预测珠江口不同验潮站的潮位过程,与实测数据对比并计算误差均方根。分析结果表明,海潮模型可以较好地预测珠江河口区潮汐基本时间特征,潮位预测精度在一定区域、一定时段不低于传统的预测方法。口门附近尤其口外的预测精度明显高于口内;在洪水期精度下降但口外开阔区域影响较小;在口门处,潮优型河口湾的预测精度高于径流型河口。3种模型中,推荐使用WWT。     

调压室涌波叠加计算研究

进行调压室涌波叠加计算是新《水电站调压室设计规范》提出的要求。本文介绍了调压室涌波叠加工况的计算方法,并给出了大桥水电站差动式调压室叠加工况涌波计算实例。