南水北调中线京石段闸门间歇关闭水力响应特性

为减小闸门关闭引发的水位壅高,以南水北调中线工程京石段磁河闸至沙河北闸之间的渠池为研究对象,构建一维明渠非恒定渐变流仿真模型,比较分次间歇关闸与一次连续关闸,以及不同闸门间歇方案对闸前壅水峰值、水力振荡稳定时间的影响。研究表明:分次间歇关闸可带来更低的闸前壅水水位和更短的水力振荡稳定时间;设置1次间歇相较于多次间歇可减小闸前壅水峰值,将间歇开始时刻设置在上游降水波即将传播至闸前的时刻、设置间歇时长略小于关闸总时间的1/2均可有效降低闸前壅水峰值,缩短稳定时间。闸门分次间歇关闭水力响应特性与水波运动规律紧密关联,合理设置间歇有助于在应急调控阶段减少事故造成的影响。

南水北调东线工程典型供排闸站施工导流分析研究

南水北调东线工程南起扬州长江,经13个梯级提水入东平湖后,穿黄北送等,线路总长1466.5 km。鉴于南水北调输水干线上水工建筑物的功能多样,加固改造时供排水导流工况复杂,选取输水干线典型闸站即沙集闸站,分功能、分时段、分规模、分方案地进行导流,充分保障施工期工程原供排水充分效益发挥。

数字孪生水利工程水闸建设研究

目前我国水闸工程运行数字化、智能化程度不高,不具备“四预”功能,距离数字孪生水利工程要求相差甚远,还需不断探索更加合理有效的现代化的工程运行管理方法。文章结合江苏沿海大型水闸枢纽工程试点建设,基于已有的数据感知和信息化基础,从数字孪生平台、信息基础设施建设、智能业务应用建设、网络安全体系建设四个方面,系统分析了数字孪生水利工程水闸建设的现状,研究提出了其关键技术为岸线倾斜摄影模型及水下地形采集建模、BIM建模、模型平台建设、知识平台建设。本研究可为数字孪生水利工程水闸建设提供借鉴和参考。

高雷诺数下倒虹吸闸墩绕流水力特性

为研究倒虹吸出口闸墩绕流特性,以南水北调某典型倒虹吸为例,基于Flow3D软件建立倒虹吸模型,根据现场原型实测水位、流速进行模型验证;利用该模型模拟了雷诺数6.17×10^(6)~9.38×10^(6)范围下闸墩绕流特性。结果表明,高雷诺数条件下,随着雷诺数的增加,闸墩绕流造成的液面波动幅度增加,中墩液面波动显著大于边墩;闸墩后的尾涡量持续增加,雷诺数对斯特劳哈尔数影响不大;边侧闸墩受力的非对称性明显,边墩闸室间特征流速偏流比存在先增大再减小的变化规律,偏流效应造成的离心距不断增加。本研究可针对性改善输水工程水流流态。

水闸工程项目施工技术要点探讨

针对现有施工技术在水闸工程项目中应用,存在结构抗拉荷载和抗拉强度未达标,影响工程整体质量的问题,开展水闸工程项目施工技术要点探讨。通过水闸施工导流、钢筋施工、混凝土配合比选择、锚索管等埋件安装,完成对水闸工程项目的施工。通过实例证明:新的施工技术的应用可以有效提高钢筋连接结构的抗拉荷载和抗拉强度,保障工程施工质量和施工安全性。

基于传感特征融合的水利工程闸门自动控制方法

水利工程闸门在运行过程中,由于水位的快速变化、来水量的不确定性等因素,导致水库下泄流量波动较大,因此设计一种基于传感特征融合的水利工程闸门自动控制方法。通过实时监测水位变化,获取工程水位数据,掌握水库的运行状态。基于这些水位数据,计算出闸门启闭所需的载荷,实时确定闸门的开度,通过融合多种传感特征,实现水利工程闸门的自动控制,有效提升了水利工程的运行效率和安全性。实验结果表明,基于传感特征融合的水利工程闸门自动控制方法,在50~75h和75~100h,当来水流量较大时,能够迅速调节闸门下泄流量,使水库水位保持在一个相对安全的范围内。设计方法能够有效控制闸门下泄流量和泄洪后水库水位的变化。

一种闸门自动锁定装置在望亭水利枢纽的应用

望亭水利枢纽8号、9号孔闸门长期处于全开状态为望亭电厂供冷却水,闸门通过人工抽拉工字钢进行锁定,存在安全性、时效性、便捷性差等问题。据此,研发并制作了一种闸门自动锁定装置,通过电动液压推杆及软件控制等,与闸门联动运行,实现闸门的自动解锁与锁定,切实提升了闸门控制的可靠性,取得了良好的效果,本文对此加以介绍。

潮白河向阳闸自动化监控系统的改造与应用

为提高向阳闸的运行效率,对潮白河向阳闸自动化监控系统进行了升级改造。该系统可实时监测水位、水流和闸门状态等关键参数,并通过无线通信技术将数据传输至远程控制中心,实现了闸门自动调节水位和流量的功能。监控系统用于实现对向阳闸的远程监测、自动控制和数据记录,提高了闸门的流量控制精度。自动化监控系统关键技术的应用提高了潮白河水利工程的运行效率,为水利工程的智能化和自动化发展提供了有益探索和借鉴。

海河防潮闸除险加固工程文物保护浅析

海河防潮闸是海河流域下游地区重点水利工程,同时也是天津市文物保护单位,是20世纪50年代治理海河的重要见证和革命精神的物质载体。海河防潮闸除险加固工程建设既要恢复水利设施使用功能,也要满足文物保护法要求,同时兼顾历史文化的传承。从海河防潮闸的历史与文物价值出发,分析水利工程建设文物保护的现状与问题,提出水利工程建设文物保护的策略与措施。

南水北调中线干渠闸门同步关闭水力响应特性

构建南水北调中线干渠局部一维非恒定渐变流模型,以“刁河闸—湍河闸”渠池为例,测试闸门调控方式和渠道运行条件对闸前壅水峰值水位、达到峰值水位所用时间、水力振荡频率、水力振荡幅度等水力响应特性的影响。研究表明:水力振荡上升过程快,下降过程慢,波幅随时间呈对数函数衰减;闸前壅水峰值水位随闸门关闭速度、闸门关闭幅度、输水流量、运行水位、渠道糙率的减小而近似线性地减小;达到峰值水位所用时间对输水流量、运行水位和糙率变化不敏感,随闸门关闭幅度和输水流量的增加而近似线性减小;水力振荡频率对闸门关闭所用时间、闸门关闭幅度、输水流量和糙率变化不敏感;水力振荡幅度对运行水位、糙率变化不敏感,随输水流量的增大而快速衰减。

大藤峡水利枢纽船闸水力学关键技术研究与实践

大藤峡船闸是目前国内外水头最高的大型单级船闸,其闸室输水功率、阀门水力条件、闸门结构尺寸等多项指标均居世界之最,代表了当今世界船闸建设的最高水平。围绕大藤峡大型船闸安全高效输水、高水头输水阀门空化振动、巨型人字门安全运行等水力学关键技术难题,历经10多年研究和实践,在大型船闸输水系统布置、高水头阀门防空化技术、巨型人字门设计、现场调试技术等方面取得了大量创新成果,成功解决了40 m单级船闸设计、建设和运行难题,在基础理论和核心技术上实现新的突破。总结梳理了大藤峡船闸水力学关键技术研究成果,以期为类似高水头船闸设计研究提供参考。

引江补汉工程段中分层减压控制闸布置与体型研究

引江补汉工程段中控制方案将控制闸设置在164 km处,以避免局部段内压过高的问题,主要从水动力特性的角度论证洞线总体布置及控制闸布置与体型的合理性。采用一、三维数学模型与物理模型相结合的复合模型开展相关研究:一维水锤数学模型用于闸门启闭过程的全线水力过渡过程分析,通过优化计算,得到相对较优的闸门启闭过程,同时为控制闸段的三维数模与物理模型提供边界条件;三维水气两相流数学模型与物理模型模拟分析闸室与调流池流态与水面波动、中孔溢流面压力分布等水力指标,同时为一维数学模型提供控制闸泄流能力曲线。结果表明:当控制中孔弧形门以先慢后快的三阶段变速率过程开启时,可将全线的最大水锤压力压值在规程允许范围内;中孔溢流面压力分布正常,调流池内水体消能充分,下有压洞进口前沿水面波动较小,未见吸气旋涡等不利流态。引江补汉工程工程采用段中分层减压控制的总体方案是可行的,控制闸布置与体型合理,研究方法可供类似工程参考。

调水工程弧形闸门振动测试分析及除振措施

随着多项调水工程陆续开工,对调水工程节制弧形闸门安全研究也变得重要。通过弧形闸门振动原因对比分析发现调水工程弧形闸门发生振动的概率不比高坝弧形闸门低;以实际案例对调水工程弧形闸门进行了振动原型观测及除振措施探索。通过振动位移、振动位移(振幅)和频率关系、振动应力多参数综合分析该闸门振动在安全范围内;通过对振动成因分析提出了运行工况下微调闸门一侧油缸的应急除振措施,闸门振动量级明显减小,振动加速度最大可减小621%。闸门除振分析思路及应急除振措施可为类似工程提供参照。

淠河六安市城南水利枢纽工程(节制闸)闸门吊装技术研究

淠河六安市城南水利枢纽工程(节制闸)是六安市目前最大的单体水工建筑物,其闸门的吊装作为超危大项目受到各参建方的关注。由于节制闸启闭机房施工在闸门制作完成之前,闸门吊装时上部结构已经完成,造成闸门吊装作业空间狭小,而且闸门需要实现在空中90°旋转(由水平至垂直)。中国安能集团第二工程局有限公司(以下简称安能二局)通过精心组织解决了上述工程难题,提前安全、高效地完成了闸门吊装,实现了较大的社会和经济效益,故文章对安能二局在此施工项目中采用的闸门吊装工艺和吊装安全措施进行分析介绍,该工程的施工经验在同类型工程中推广应用。

基于ANSYS-Fluent的挡水闸门水力特性及地震动响应特征研究

为研究三河闸工程挡水闸门面板厚度对水流的影响问题,文章基于流固耦合场运动方程,采用ANSYS-Fluent仿真计算方法建立了闸门结构三维渗流场计算模型和地震动响应模型。研究表明,面板厚度变化时,闸门流场流线在挑流、射流演变中,逐步呈脱流、绕流的流线型,面板厚度递增,流速、动水压强呈先增后减变化,且流速受厚度影响程度高于动水压强。自振频率随计算阶次变化过程中,仅有厚度21cm、24cm下增幅稳定,平均增幅分别为8.5%、8.7%。面板厚度增大,自振频率就提高,厚度会影响结构体系自振水平,也会改变结构体系振型发展,影响结构薄弱面所在区域。闸门结构加速度响应值随面板厚度呈先增后减再二次递增变化,同时地震波峰频不会影响加速度与面板厚度的变化趋势特征,只会促进加速度整体响应水平提高,且面板厚度的影响反应敏感。

风光互补供电系统在黄家湾输水工程中的试验研究

风光互补供电系统可以充分利用风能及太阳能,从而为输水工程中的金属结构设备提供安全、稳定、可靠的电力能源,有效解决传统供电方式的各种弊端。针对黄家湾输水工程区域太阳能、风能的分布差异,可以有效利用风能及太阳能的互补特性,提高发电效率。通过工地现场风光互补供电系统的应用研究,验证了该系统的安全可靠性,也可为今后类似项目提供借鉴。

大藤峡船闸下闸首巨型人字闸门制造关键技术

大藤峡水利枢纽工程船闸下闸首人字门,在制造过程中采用新设备、新技术、新工艺,通过精心组织、精心施工、严格过程控制,高质量地完成了下闸首人字闸门的制造,并获得了成功的经验。本文简要介绍了门体结构制造工艺。

大藤峡水利枢纽工程关键技术创新及应用

大藤峡水利枢纽工程规模和多项技术指标处于国内外同类工程前列,取得系列创新研究成果。对大藤峡工程超高水头船闸输水系统及目前世界上规模最大的人字闸门、国内最大轴流转桨式水轮发电机组、泄水闸弧形工作闸门及其钢梁支撑结构和南木江生态鱼道等关键技术研究应用进行了总结和梳理,以期为类似工程建设提供经验借鉴。

葛洲坝二江泄水闸分区运行对电站尾水位影响研究

因葛洲坝电站发电水头相对较低,将发电水头提高后,即使发电水头增加值较小,但其占发电水头比例也将相对较大,并且由于枢纽工程机组台数多、年发电量大,提高发电水头将显著增加发电量,工程的经济效益将显著提高,因此,有必要通过研究优化葛洲坝水电枢纽运行期二江泄水闸调度运行方式,提高发电水头。根据不同流量级下的入库流量及相应水库运行水位,分析水电站运行资料推导电站达到预想出力时的发电流量;弃水通过二江泄水闸下泄,建立二江泄水闸分区运行的二维水动力模型;模拟计算不同工况下电站尾水位值,研究得出能有效降低尾水位、提高发电水头的水工设施运行方式。

滇中引水工程水力特性分析——多通道倒虹吸水力控制

滇中引水工程观音山倒虹吸长达9.8 km,输水流量达100 m^(3)/s,采用3根4.2 m内径的压力钢管输水。在满足输水流量的同时需要保证倒虹吸进口一定的淹没深度,避免进口掺气等不利水力现象。为简化调度运行提出不同输水通道数匹配输水流量级别、节制闸与溢流堰联合控制的方式,实现出口节制闸仅全开或全关两种运行状态。