陕西镇安抽水蓄能电站泥沙淤积及防排沙措施研究

镇安抽水蓄能电站采用水库淤积一维数学模型,考虑抽放水状况的水库泥沙淤积过程,计算不同运行年限抽放水过程的过机含沙量以及颗粒组成,计算成果表明过机含沙量无法满足抽水蓄能电站的要求。因此,采用设置工程防排沙措施——下水库拦沙坝,实现抽水蓄能电站对调节库容、过机含沙量的要求,较好地解决镇安抽水蓄能电站的泥沙问题。     

抽水蓄能电站泄流建筑物水力优化及排沙效应的试验研究

对于边界及运行条件复杂的水利工程,泄流排沙建筑物的合理布局十分重要。采用动床模型试验技术,研究了某拟建抽水蓄能电站下库区水沙运动及泥沙淤积分布规律。试验表明利用河湾布置取排水口防沙效果较好,裁弯取直的输沙槽能引导主流输沙;但泄洪排沙洞进流不畅、泄流能力不足,导致排沙效果受限。根据电站运行条件及坝区水沙运动特征分析,进行了"上拦、中排、下截"的水力优化试验。利用Ω弯道自然条件,通过局部优化、调整拦沙潜堰与围堰,借助双截留使过机泥沙降低20%～25%。通过调整泄洪排沙洞体型与轴线布置,泄流量增加1.78～1.94倍,排沙量增加2.3～2.6倍,洪水期排沙比增加到0.30～0.33,拉沙能力大增,淤积纵向分布重心下移。研究成果为水库及电站安全运行提供了可靠技术支撑。     

某抽水蓄能电站进口来水来沙对过机含沙量的影响

随着中国经济社会的不断发展,国家对电力的需求越来越大。中国近年来大力发展抽水蓄能电站,抽水蓄能电站具有调峰填谷、调频调相等诸多优点,但同时在多沙河流中过机泥沙对水轮机叶片具有很大破坏性。主要以某抽水蓄能电站为研究对象,建立相应的物理模型,在长系列年上游来水来沙条件下,测量抽水和发电两种工况时的过机含沙量。在系列年试验中,蓄能和发电两种工况下过机含沙量都呈现上升趋势。无洪水期过机含沙量较小不会对电站正常运用产生影响;而当上游含沙量大于4 kg/m3的安全运行允许值时不适宜抽水蓄能工况。     

丰宁抽水蓄能电站泥沙淤积及防沙措施研究

通过丰宁抽水蓄能电站防沙问题的研究,阐述了此类电站泥沙淤积带来的工程问题以及通过建设下水库拦排沙系统、对拦沙库的洪水进行合理调度,使抽水蓄能电站在使用基准期内正常运行。通过泥沙淤积数学模型计算和物理模型试验对排沙措施和防沙效果进行了比较和分析。     

西藏扎拉水电站水库泥沙对电站运行影响试验研究

为了分析西藏玉曲河扎拉水电站运行后水库泥沙对电站取水发电产生的影响,基于扎拉电站整体河工模型试验成果,对扎拉电站运用50 a水库泥沙淤积过程,泄水建筑物及电站引水口前泥沙淤积分布、淤积高程,电站过机泥沙特性进行了试验研究。结果表明:水库运用50 a末,库区泥沙基本达到冲淤平衡,水库淤积总量约占总库容的66.45%;坝前泥沙淤积高程基本与底孔进口底高程齐平,对底孔泄流排沙影响不大;电站引水口前形成较明显的冲刷漏斗,引水渠淤积对电站正常引水影响不明显;电站过机泥沙,在水库运用初期没有0.1 mm的粗沙,在水库运用50 a末,遇常年含沙量洪水,过机泥沙中粒径0.1 mm的粗沙占过机总沙量的3.2%。建议下阶段进行优化水库调度,提高水库排沙效率的研究,进一步减少水库泥沙淤积,减轻泥沙对机组的磨损。     

抽水蓄能电站水轮机过机含沙量确定方法初探

我国纯抽水蓄能电站建设中机电设备投资占工程总投资的50%～70%,其中水泵水轮机是最主要的设备,泥沙磨损对设备的使用寿命起着重要作用.电站设计单位在制造厂对设备设计制造前应提供过机含沙量及沙的矿物成分等资料.以某纯抽水蓄能电站为例,提出了确定过机含沙量的计算方法,其精度与泥沙试样颗粒级配的代表性有关,取样越多,越能代表将来水泵水轮机运行时水流的实际含沙量情况.在设计阶段实测资料较少的情况下,本计算方法是一种精度较高和适用的方法.     

潍坊抽水蓄能电站过机泥沙预测研究

目前尚无成熟的抽水蓄能电站过机泥沙确定方法。为此,研究分析了潍坊抽水蓄能电站下水库泥沙特性,开展了下水库泥沙淤积与回水计算。借鉴宝泉抽水蓄能电站过机泥沙计算方法成果,根据泥沙紊动扩散理论,在工程类比的基础上,通过对“宝泉公式”进行改进,推算求得潍坊抽水蓄能电站发生不同频率洪水时的过机含沙量。     

龚嘴水电站坝前泥沙淤积与底孔排沙

为了指导电站运行调度，龚嘴发电厂与有关单位开展了大量的泥沙观测工作，以坝区泥沙实测资料为基础，分析研究了坝前泥沙淤积过程中含沙量及颗粒级配沿垂线的分布规律；底孔开启时机及排沙效果。研究表明，库区悬移质淤积洲头在达到坝址之前，坝前含沙量分布较均匀，底孔排沙作用不大，为减少了底孔的冲刷和气蚀，少开底孔的意见是正确的。当淤积洲头推至坝前后，入库悬移质大量出库，掌握时机开启底孔排沙对减少邻近机组过机含沙量     

抽水蓄能电站过机泥沙的预测方法

通过对宝泉抽水蓄能电站过机泥沙的研究,建立了不同的来水来沙条件下,入库含沙量与抽水时过机含沙量的关系曲线以及抽水时过机含沙量与发电时过机含沙量的关系曲线。在此基础上综合分析各种影响因素,提出了一种简单可行的预测过机泥沙的方法。这种方法可供其它抽水蓄能电站设计时参考。     

水沙优化调度在抽水蓄能电站的运用

以滦河干流上某抽水蓄能电站为例,采用多目标规划的思想方法对抽水蓄能电站泥沙问题进行研究,通过建立的水库水沙联调多目标规划模型,对抽水蓄能电站拦沙库的补水能力和泥沙淤积进行模拟计算,分析和比较不同调度方案下拦沙库的有效库容和防沙效果,选出水沙联合优化调度的实施方案,提出解决此类电站泥沙引起的库容损失应对措施,指导解决工程建设实际问题。     

潼关高程变化及其对渭河下游淤积的影响

三门峡水库1960年投入运用之后，经过两次改建和三次运用方式的调整，不仅发挥了较大的防洪、防凌效益，也为多沙河流上修建水库长期保持兴利库容创造了丰富的经验。但水库运用也给库区造成了一系列问题。作者对水库运用以来潼关高程变化和渭河下游冲淤演变进行了分析，认为建库初期蓄水、滞洪运用是渭河下游产生严重淤积的根本原因，1991年以来渭河下游的淤积主要受水沙条件影响，潼关高程的居高不下使问题更加严重。     

三门峡水库汛期浑水发电优化调度方式研究

通过对１９８９￣１９９４年三门峡水电站汛期浑水发电试验期间水库水沙资料进行分析，得出水库汛期的优化调度方式为：在汛期发电开始前，应先利用洪水或通过降低库水的办法使水库近坝段冲出０．５￣０．６亿ｍ＾３的调沙库容；在发电运行期再根据机组运行情况来水来沙情况，昼多用底孔泄流，增加底孔出流比例，从而达到过机含沙量和细化过机泥沙粒径的目的。汛期发电水库运用水位可按如下方法控制：汛期发电开始后，库水位按３０５     

抽水蓄能电站下库长系列年泥沙淤积特性研究

为了把握长系列年水沙过程对抽水蓄能电站下库区河床调整的影响,以天池抽水蓄能电站下库为例开展了不同长系列年库区冲淤变形的数值模拟。根据下库水位周期性变化的运行特点,建立了基于MIKE的水沙数学模型,并进行了模型参数调试与验证;模拟给出了长系列年的库区淤积总量及排沙比;同时也给出了库区淤积的沿程分布与特征河段的淤积过程。成果分析表明:库区淤积发展状况与水沙系列相互响应,泥沙淤积主要呈现三角洲形态,淤积重心主要集中于拦河坝上游0.5~1.8 km范围内;不同河段的淤积特性不同,淤积物组成也不同,主要与其所处环境的水力与边界特性有关;频率洪水在长系列年水沙过程中虽然占据时间不长,但在库区河床冲淤量中有重要影响;要提高排沙效率、减小淤积,需要进一步调整改善下水库的洪水调度与电站运行。研究成果与同步物理模型试验结果基本一致,可供抽水蓄能电站水库调度运行参考。     

A numerical study of pumping effects on flow velocity distributions in Mosul Dam reservoir using the HEC‐RAS model

Water flow direction and velocity affect and controls erosion, transport and deposition of sediment in rivers, reservoirs and different hydraulic structures. One of the main structures affected is pumping stations within the dams wherein the velocity distribution near the station intake is disturbed. The two‐dimensional (2‐D) HEC‐RAS 5.01 model was utilized to study, analyse and evaluate the effects of pumping rates and flow depth on the flow velocity distribution, flow stream power and their effects in the Mosul Dam reservoir. The pumping station was considered as a case study. The station is suffering from sediment accumulation around, and in, its intake and suction pipes. The main inflow sources to the reservoir are the Tigris River and run‐off from the valleys within its basin. The reservoir was divided into two parts for the present study, including the upper part near the pumping station (analysed as a two‐dimensional zone), while the lower part was analysed as a one‐dimensional flow to reduce the simulation period computation time (1986–2011). Different operation plans (i.e. pumping rate and water depth) were considered. The results of the depth‐averaged velocity model indicated that when the pumping station was working at a range from the designed full capacity (100% to 25% of its full capacity), the maximum flow velocity increased from 75 to 4 times the normal velocity when there is no pumping dependent on pumping rate and flow depth. For the same operation plans, the flow stream power varied from around zero values to 400 times at full pumping capacity and low flow depth. For sediment routing along the reservoir, the considered statistical criteria indicated the model performance in estimating the total sediment load deposition and invert bed level is much better than in the case of erosion and deposition areas for different considered bed sections of the reservoir.     

稳定潼关高程的三门峡水库控制水位方案研究

本文分析了1974年以来三门峡水库运用中存在的问题,从稳定降低潼关高程的要求出发,结合"蓄清排浑"运用的必要条件,论证了潼关以下库区河道的富余挟沙能力状况。依据20世纪70年代以来资料,根据平衡排沙的要求论证了汛期敞泄运用的必要性,从保持年内冲淤平衡出发,论证了非汛期运用控制水位的取值及其淤积影响,提出了适宜的水库运用水位的方案。在方案论证过程中也考虑了非汛期尽可能发挥发电效益的因素。     

三座店水库运行50年后取水塔含沙量数值模拟分析

三座店水库所属河流含沙量高,工程建成运用后河道的水沙条件将会发生改变,可能会影响整体河势调整和行洪能力。为准确掌握库区泥沙淤积状况,采用 Delft3D 三维水动力泥沙输移数学模型,对水库运用50年后取水塔各层取水窗口的含沙量进行数值模拟,分析含沙量与流速、含沙量持续时间等特征关系。模拟结果表明：水库运用50年后,左、右泄洪洞和取水塔的含沙量大于原地形含沙量;50年一遇频率洪水含沙量较100年和20年高,垂线平均含沙量由大到小依次为右洞、左洞、取水口;50年系列大于3 kg／m3的含沙量持续时间不超过23．5 d 。     

天荒坪抽水蓄能电站枢纽布置

天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省安吉县境内，跨杭州５７ｋｍ，接近华东电网的负荷中心。电站上下库主要挡水建筑物均为土石坝，电站采用２条斜井式钢筋混凝土衬砌的高压管道，每条高压管道通过钢筋混凝土岔管接３根钢衬高压管道，引水进入机组。电站的主副厂房、主变洞、母线道、尾水闸门洞、通风和５００ｋＶ电缆竖井等建筑物均布置于地洞室群中．５００ｋＶ开关站、地在ＧＩＳ室及中控楼等布置于下库左岸进／出水口３５０．２ｍ高程     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期 “蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150 m要优于155 m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150 m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0 kg/m³且当日寸滩站入库流量≥25 000 m³/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1 kg/m³作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。