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。

基于稳定输水状态辨识的弧形闸门过流能力计算

过闸流量的精确计算是实现调水系统科学调度以及平稳运行的基础,同时也是调水工程数字孪生建设的重要水利专业模型之一,调度运行中虽已积累大量监测数据,但水流状态受节制闸调度指令影响,当前稳定输水状态被破坏,待调度完成后再次达到新的稳定状态,而监测设备无法识别过渡状态,虽然监测数据符合实际情况,但仍存在较大的波动性不利于参数率定,直接影响过流计算的可靠性。针对上述问题,提出一种稳定输水状态辨识方法,通过分析原始监测数据下流量系数变化值的分布规律得到其变化阈值。基于此,从监测数据中筛选出具有代表性的稳态数据集,结合量纲分析方法利用稳态数据率定参数,进行过闸流量计算。以南水北调中线工程中的金水河节制闸、淇河节制闸和七里河节制闸为例,对比分析利用原始监测数据和稳态数据率定参数后的流量误差效果。结果表明:流量平均相对误差从7.26%、3.35%和3.80%减少至6.55%、3.22%和2.19%。该研究提高了闸门水力计算精度,为进行高精度输水调度模拟预演及决策运行提供有力支撑。

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。

南水北调中线工程节制闸间距研究

节制闸间距的选取影响到工程投资的多少与能否安全运行的问题 .本文以南水北调中线工程初步设计参数为依据 ,从调度的灵活性 ,事故处理时间 ,闸门、渠道的安全超高、水头损失与最低流速及节制闸工程造价等 5个方面讨论了中线干渠节制闸间距长短的优缺点 .通过各种因素的综合分析 ,认为节制闸间距取2 0～ 3

调水工程闸门特性的动态系统辨识

本文研究了调水工程调节闸门(阀门)特性的动态系统辨识原理及方法。提出了闸门特性动态系统辨识的数学模型,通过数学变换将阀门非线性特性数学模型转换为线性模型,然后应用最小二乘法进行系统辨识,以便克服水力测量动态误差的影响。最后利用实测数据验证所提理论和方法的可行性和实用性。

泾河张家山水文站水沙特性分析及工程实例

为合理评价和利用多沙河流水资源,基于张家山水文站1956年-2009年逐日降水量、径流量、输沙量和含沙量数据,分析张家山站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,7、8月输沙量占全年的81%;降水、径流主要集中在7-9月。统计年降水量、径流量、输沙量和含沙量分期年平均特征值,前三者时段均值呈减小趋势,含沙量时段均值波动变化。Mann-kendall秩次相关检验显示年降水量、径流量和输沙量的检验值分别为2.39、4.45、3.36,都大于0.05的置信水平,均有显著减小变化趋势。输沙模数时段均值减小,来沙系数时段均值增大。灰色相关度和双累积曲线分析表明:径流与输沙量、降水量相关性较好,径流与输沙量关联度为0.64,比径流与降水的关联度0.62稍大。最后,探讨泾恵渠渠首排沙闸工程,泾恵渠引水合理沙限为15%,排沙闸适宜排沙流量为200m3/s。研究结果可为泾惠渠渠首改建工程设计提供参考。

弧形闸门过闸流量公式比较分析

根据南水北调中线工程总干渠对精确计算过闸流量的需要,对现行的几种计算过闸流量的公式针对南水北调中线工程总干渠渠道尺寸进行模拟比较,并分析了各个公式的来源、应用条件的差异。提出了在计算过闸流量时需要注意的问题,需要进一步研究的方向等。认为准确计量工程中的过闸流量需要根据实际工程的闸门大小,渠道类型,渠道是否与闸门等宽,过渡段形式,是否有底槛等方面对经验过闸流量公式进行校准。

南水北调中线干渠弧形闸门过流能力校核分析

精确的计算过闸流量十分重要,它可以保障渠道保质保量的配水,确保渠道安全运行。基于现有南水北调中线工程总干渠的设计资料,按照弧形闸门闸孔淹没出流的计算原理,应用现行的几种计算弧形闸门过闸流量的公式对南水北调中线总干渠节制闸的过流能力进行计算,并将其结果和设计流量、加大流量进行比较和分析,结果显示部分闸门的过闸流量达不到其渠段设计流量,得出如果按设计流量调水时,渠道的设计流量无法通过闸门,从而导致渠道有漫顶危险的结论。总结了在计算过程中误差存在的原因,并给出了加大闸门宽度以确保实际工程运行安全和经济社会效益最大化的建议。

南水北调中线输水渠道系统的仿真研究

南水北调中线工程是一个特大型跨流域调水工程,其总干渠线路长,流量大,分水口门多,控制闸门多,水力学特征复杂。本系统建立了渠道的非恒定流仿真模型,对中线总干渠的输水系统进行了仿真研究和开发,从而为工程设计、运行管理以及安全运行提供了参考和依据。

葛洲坝水利枢纽二号船闸事故检修门有限元分析

针对葛洲坝水利枢纽二号船闸事故检修门,在原设计水头增加1m的条件下,按照《水利水电工程钢闸门设计规范》,采用大型有限元软件ANSYS进行了三维线弹性有限元分析,从强度和刚度方面进行了评价,指出了不安全的部位,为该检修门的改造设计提供了重要的参考依据。

南水北调中线干渠闸前变水位运行方式探讨

针对天津分水口流量变化,应用两种闸门调度方式且将闸前水位控制在不同变化幅度内时,采用建立的南水北调中线电子渠道模型模拟计算了干渠中的水流过渡过程。结果显示,闸前水位自由波动时,由于动用了较多的调蓄库容,会导致水位波动幅度过大而影响干渠的安全平稳运行。对闸前水位变幅限制太小或阻止闸前水位变化时,会导致干渠水位长时间波动并影响到进入惠南庄前池的流量。考虑到渠道安全、缩减渠道水力过渡时间和尽量减小对末端前池水位的影响,初步推荐闸前水位变化幅度在±0.15 m范围内波动较为适宜。

京石段节制闸流量系数原型观测与分析

京石段应急供水工程2008年临时通水系初次通水运行,总干渠输水控制和运行调度的水力学问题,一直为设计和运行管理等各方所关注。介绍6座典型节制闸流量系数原型观测成果,并进行水力计算分析评价。观测条件下,各节制闸出流均为闸孔淹没出流,其流量系数μ1介于0.773～0.834之间,平均为0.815。各闸过闸流量实测值与计算值总体趋于一致,二者偏差介于-1%～5%之间,表明原型观测成果较为可靠,可为总干渠运行调度和输水控制提供技术支撑。

水利水电工程中水下钢结构的阴极保护

介绍了水利水电工程水下钢结构阴极保护的方式、参数的选择 ,以及牺牲阳极的形状和安装方式 ,采用涂料与牺牲阳极联合保护长江三峡工程临时船闸的拦污栅 。