吐木秀克水电站工程的防冰害设计

新疆地处我国西北,气候严寒,冰冻期长。河流水量多以高山融雪补给为主,河流洪枯比大,冬季河道水量小,冰凌严重,因此水利电工程设计中,防冰及冰冻工程措施是保证工程冬季安全运行的关键。结合吐木秀克水电站总体布置和引水渠首、引水渠道及压力前池各水力枢枢采取的防冰害工程措施,阐述新疆高寒地区引水式电站冰害发生的原因和防冰害设计。     

基于模糊评价模型的南水北调中线冰害风险空间分布

南水北调中线工程线路长、跨越纬度大,冬季输水时存在发生冰塞、冰坝的风险,其中冰塞、冰坝堆积风险、开河模式规律等随渠道地理条件如:弯曲、横断面宽度等的变化而变化。因此亟需对风险的空间分布进行研究,以便于实现对渠道的分级管理,节省运营成本,增加工程应对风险的能力。应用模糊评价理论,通过分析、量化渠道地理条件,建立风险评价指标体系与评估模型,获得了冰害风险的空间分布。首先分析获得纵向坡度、弯曲、横断面束窄及渠道障碍物四个易诱发渠道冰害的地理条件;之后基于冰塞产生机理改进了地理条件的量化方法,并构建了冰害风险评价指标体系;然后以京石段为例,采用等距分割的方法获得多个单元渠道,并采用模糊评价模型评估每个单元渠道的风险;最后基于单元渠道的风险分布评估京石段不同渠段的风险。结果表明:单元渠道的冰害风险可分为5级;西黑山节制闸-瀑河倒虹吸节制闸渠段及坟庄河节制闸-南拒马节制闸渠段的相对风险最大,研究结果对冰害防治具有一定的指导意义。     

寒冷地区某长距离引水式电站防冰冻设计

某工程为寒冷地区长距离明渠引水式电站,采取水库蓄冰增温、渠道防冰、前池排冰、金属结构防冰冻等防冰措施,为工程冬季安全运行提供了保障,为同类工程设计提供了参考.     

基于模糊评价模型的南水北调中线冰害风险空间分布研究

南水北调中线工程线路长、跨越纬度大,冬季输水时存在发生冰塞、冰坝的风险,其中冰塞、冰坝堆积风险、开河模式规律等随渠道地理条件如:弯曲、横断面宽度等的变化而变化。因此亟需对风险的空间分布进行研究,以便于实现对渠道的分级管理,节省运营成本,增加工程应对风险的能力。应用模糊评价理论,通过分析、量化渠道地理条件,建立风险评价指标体系与评估模型,获得了冰害风险的空间分布。首先分析获得纵向坡度、弯曲、横断面束窄及渠道障碍物四个易诱发渠道冰害的地理条件;之后基于冰塞产生机理改进了地理条件的量化方法,并构建了冰害风险评价指标体系;然后以京石段为例,采用等距分割的方法获得多个单元渠道,并采用模糊评价模型评估每个单元渠道的风险;最后基于单元渠道的风险分布评估京石段不同渠段的风险。结果表明:单元渠道的冰害风险可分为5级;西黑山节制闸-瀑河倒虹吸节制闸渠段及坟庄河节制闸-南拒马节制闸渠段的相对风险最大,研究结果对冰害防治具有一定的指导意义。     

南水北调中线京石段冬季调度策略

冰塞是南水北调中线工程冬季输水面临的主要冰害。冰塞的形成及发展与水力、热力、冰冻等多方面因素有关。因此,分析冰塞在不同因素下的变化特征,研究如何通过改变水位、流速等控制方式降低冰塞灾害发生的概率,对于保障中线工程冰期输水的供水安全至关重要。以中线工程中冰害风险较大的坟庄河节制闸 南拒马河节制闸渠段为研究对象,首先基于水动力学、热力学以及冰水力学等理论,构建冰情演变模型,并进行率定与验证;然后依据冰塞的形成条件以及影响因素,设置不同水深、流速与气温的组合情景并模拟冰情变化;之后基于水深、流速与水温变化对冰塞特征影响的定量分析,确定流速的控制指标以及气温的预警指标,提出渠段冬季输水的安全调度方式;最后采用冰塞最容易发生的水深、流速以及气温的组合情景对调度方式进行验证。验证结果表明,该调度方式能够显著降低冰塞发生概率,有效保障了冰期输水安全,能够为实际调度提供一定的参考。     

河北省小水电冰冻期发电技术措施

针对河北省小型水电站冰害的特点，采取了适宜的防冰害措施，如在进水口建造蓄冰融冰库、为解决渠道再生冰问题修建“环套渠”、闸门和压力管道的防冻等等。经过推广应用，取得了显著的经济效益，解决了河北省引水式小电站冬季不能发电的技术难题。     

密云水库调蓄工程冬季输水调度方案研究

密云水库调蓄工程冬季输水可能出现流冰、冰塞及冰坝现象,对泵站、闸和渠道边坡等建筑物造成破坏,影响输水安全。统计京密引水渠正反向输水冰情,针对京密引水渠工程输水的特点和建筑物形式,研究京密引水渠冬季正向输水和反向输水可能存在的冰害,提出了防治冰害的工程措施和调度方案,为京密引水渠冬季安全输水提供支撑。     

北京市内调水工程冬季输水冰情问题研究

分析北京市内调水工程的水流条件,借鉴北京市水利工程及其他调水工程历史上出现的冰害典型事例,提出北京市内调水工程中涉及的明渠、取水口、水闸、过渠桥等,在冬季输水过程中可能存在的流凌、冰塞、渠道冻涨破坏、闸门冻结等冰害;并提出控制水流条件、装拦冰索、设潜水泵等相应的预防冰害措施,为确保冬季输水安全运行管理提供依据。     

塘河水电站冬季运行的防冰害设计

塘河水电站位于海拔3914m,冬季的冰害造成渠道决堤,无水发电。经过对溢流坝的加高,在引水渠上修建4个排冰闸,采用捞冰机以及用人工排冰等方法比较后,采用修建前池排冰闸,并在闸门槽设置4kW电热管。于1985年建成运行至今,电站冬季运行有了保障。     

长距离明渠冰期输水分析与研究

我国多个调水工程存在或面临冬季输水问题,高纬度寒冷地区的渠道在冬季结冰是一种普遍现象。冰盖和冰塞会导致渠道的水流阻力增加,致使上游水位上涨,影响正常的输水运行。若对冰清、水情控制不当,容易发生冰塞、冰坝等冰害,严重时可能造成水流漫溢、供水中断、建筑物损坏等危害。保证冰期输水安全是渠道输水有待解决的问题。     

论水电站防冰工程技术

水电站防冰和防冰冻是指防止冰盖的静压力、流冰的冲击力作用在水工建筑物和水工金属结构物上;防止冰雪团、冰凌、冰珠和冰块堵塞水工孔口、闸门、拦污栅、压力钢管和引水渠道;防止闸门活动部分与埋固部分被冰冻结在一起,以及门槽埋件工作表面结冰等.防冰和防冰冻工程技术是一门内容广泛的多科性学科,分为破冰、排冰、化冰、输冰、导冰和蓄冰等6大类,包括人工破冰法、水力排冰法等20多种方法.引水式水电站冬季运行有蓄冰、冰盖和输冰等多种方式,应根据冰情、气象和工程布置等条件确定.利用水库或专门修建蓄冰库应首先考虑,其次可以选择输冰运行.对冬季水量丰沛的电站在渠首设置排冰闸能取得理想的排冰效果,在高寒地区可以采用冰盖运行,小流量水电站采用保温式渠道是较成功的.     

AKDL水电站工程渠道次生冰处理方案初选

长距离引水渠道在冬季运行时存在次生冰问题,结合地形、冰情等因素,设置蓄冰库是解决渠道次生冰的有效措施,也是解决流冰问题的一种经济有效方法、引水渠道蓄冰库的选择应结合地形、冰情、气象、工程布置等条件综合确定,现就AKDL水电站蓄冰库的设计过程进行分析和总结,以供借鉴。     

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     

北引总干渠渠道变形的成因与治理措施研究

北部引嫩工程位于黑龙江省西部松嫩平原干旱、盐碱季节性冻土区,是大型的引蓄排相结合的引水工程,建成运行36 a来发挥了巨大的综合效益。渠道变形的主要成因是北引渠道位于高纬度地区,分散性土与膨胀土的存在使渠道变形的成因和发生机理较为复杂;地表径流引起的冲刷、渗透引起的冲刷、水源引起的变形、滑坡变形、风浪引起的冲刷等因素与土壤颗粒组成的共同作用使渠道发生各种不同程度的损毁。渠道受气候、地形地貌、水文地址、封冻期内渠内有冰等因素影响,在寒冻剥蚀、冻融剥蚀和融雪径流的作用下也经常发生侵蚀破坏。防护机理总原则是遵循水流和泥沙的运行规律,因势利导,因地制宜的采取混凝土板护坡措施、生物措施、柔性护坡结构、新技术应用等多种措施,及制定科学合理的调度方案。     

新疆输水工程冰害防治研究与展望

新疆地处中国西北部,其特殊的气候、地理及水文特征,导致输水工程出现严重的冰害问题。该文概括地阐述了新疆输水工程产生冰害的原因,以及冰害在输水建筑物渠首、渠道表现出的不同冰害类型。提出了修建蓄冰库、结冰盖运行、增加水温或增加压力水射流融冰、输冰以及排冰等工程技术措施。目前取得的防治冰害的工程技术措施,基本满足近期冰害的防治问题,但随着新疆大规模调水工程的实施,输水工程冰害的防治问题不可忽视,水利科技工作者面临着新的冰害防治问题需要研究。     

玛河一级水电站压力前池的排冰设计和运行

结合新疆严寒地区玛纳斯河已建引水式电站压力前池冬季排冰运行的特点,介绍玛河一级电站压力前池设计中所采取的一些工程措施,及运行管理中形成的较成功经验。     

严寒高海拔地区水电站引水渠道设计

新疆地区,冬季严寒且漫长,尤其是在高海拔地区修建引水式水电站工程,冬季运行面临严酷的挑战,引水渠道冬季冰情严重,引水渠道内的冰害是影响水电站能否正常运行的的关键所在。由于严寒地区昼夜温差大及独特的自然地理条件,使得引水渠道内冰的生成和消融极其频繁,为了解决水电站冬季引水渠道打冰、捞冰、破冰等问题,水电站通常采用引水渠道结冰盖运行,现以新疆塔什库尔干河布达尔水电站工程引水渠道为例,阐述对寒冷地区引水式水电站引水渠道如何进行结冰盖设计进行详细介绍。     

南水北调中线控制闸在渠道蓄水平压中的运用研究

南水北调中线总干渠运行期局部高地下水水位段,受地下水水位抬升顶托影响,极易发生渠道衬砌面板隆起失稳破坏。为保证工程安全,在实施工程措施解决问题之前可临时采取调度措施,通过一定限度内抬升渠道运行水位实施蓄水平压,以尽可能减小衬砌面板顶托破坏。结合河南方城高地下水水位段渠道运行水位抬升过程中脱脚河倒虹吸出口控制闸的启用,对控制闸启用的工况条件、操作策略、调度方案以及保障措施等进行了研究,其研究成果对今后控制闸的启用和在渠道蓄水平压中的运用具有指导作用。     

河北省小水电冰冻期发电技术措施

针对河北省小型水电站冰害的特点，采取了适宜了的防冰害措施，如在进水口建造蓄水融冰库，为解决渠道再生冰问题修建“环套渠”，闸门和压力管道的防冻等等，经过推广应用，取得了显著的经济效益，解决了河北省引水式小电站冬季不能发电的技术难题。     

大型串联渠系冰塞-水力响应特性分析

为了定性定量描述南水北调中线工程冰塞特征与水力响应特性之间的耦合关系,采用数值模拟方法,建立了串联渠系冰塞事件-水力响应-闸门操作耦合响应模型,通过多工况对比揭示冰塞体范围、厚度和输水流量及闸门群应对方式等造成的渠系水力响应规律。研究结果表明：闸门群耦合响应下,发生冰塞事件的渠池仅影响其上游渠池的水力过程,对于发生冰塞事件的渠池,其冰塞体上游段水位壅高,下游段水位降低,而该渠池上游所有渠池水位整体降低;闸门群无响应时,冰塞可造成渠系放空风险,而PI控制器作用下的闸门群调度可明显改善渠系应对冰塞事件的水力响应,水位波动幅度随冰塞体和输水流量的增大而不断增大,在模拟工况下,闸前最大水位偏差达0.5 m,输水目标恢复时间约20 h,在冰塞体足够大时,渠系面临漫堤风险。做好渠池风险评估和优化冰塞事件应对控制器是下一步研究的重点。