大型水利水电工程锚固系统运行状况分析

为了保证大型水利水电工程锚固系统长期有效运行,通过对三峡集团所属6个水电站高边坡和地下洞室锚固系统监测数据统计分析,阐明锚索荷载、锚杆应力的时程演化规律,分析影响锚索荷载、锚杆应力变化特征的因素。结果表明:①各水电站高边坡和地下洞室锚索荷载、锚杆应力多数在设计范围内,其显著变化主要发生在施工期,在开挖支护完成后逐渐趋于稳定。②边坡锚索荷载随时间呈现出显著的3阶段,首先急速下降,然后缓慢下降,最后逐渐稳定或呈周期性变化。地下洞室锚索荷载也呈现出类似特征,但其变化特征更为复杂。③锚杆应力随温度变化呈现显著的负相关关系。④地下洞室锚索荷载存在洞径效应,洞室尺寸越大,锚索荷载均值越大,荷载损失率变化幅度更为显著。⑤地下洞室群交叉洞口、块体及保留岩墩等卸荷充分部位锚杆应力较大,位于块体部位的锚索荷载损失率一般大于其他工程部位。⑥锚固于断层部位的锚索,锚索荷载损失率偏大;岩体质量越低,锚索荷载损失率越大。锚索工程建设期失效特征有钢绞线拉断、锚索击穿锚罩、钢绞线缩孔等,运营长期失效特征有锚墩头锈蚀或锚墩头有碳酸钙析出。

大型复杂水电工程BIM技术数字化研究与实践

针对BIM技术在水利水电工程项目中应用尚未形成全过程、全专业的整体协同设计和系统性数字化应用的现状,以金川水电站为例,结合金川水电站项目定位高、面板堆石坝覆盖层深厚、引水发电系统地质条件复杂的特点及项目实际需求,实施了全过程三维BIM设计,明确了标准体系,开展了全专业全阶段数字化勘测,实现了BIM协同设计、三维设计成果应用、动态更新及网页端和移动端的全过程轻量化数字移交,建立了数字化成果管理平台,为智慧工程及数字电站奠定了数据基础。同时开展“BIM+”多源数据管理,实现了基于BIM的地质预报、施工进度管理、动态反馈分析及安全监测智能管理等功能,为安全风险管控和施工精益化管理提供了保障。研究成果可为水利水电工程开展全过程、全专业的整体协同设计和系统性的数字化应用提供参考和借鉴。

水利水电工程数字设计工厂建设构想与实践

【目的】为了实现设计文档和信息的收集、加工、共享和发布,实时、动态、协同完成设计任务分解、接口提资、设校审以及产品交付等设计工作,【方法】在分析水利行业BIM应用现状基础上,以模块化设计为源头,研究并提出建设水利水电工程数字设计工厂的构想。采用无感采集设计过程多维数据的手段,结合模型资源库,并与三维建模环境双向映射的方法,构建从数据采集、存储、治理到应用的设计过程全链条技术架构。【结果】数字设计工厂可以与BIM、GIS、大数据、人工智能等信息技术深度融合,通过重构设计流程,实现从专业设计为主体的特例性工程设计到多专业实时协同的产品化设计;实现了统一平台下设计产品的交付与直观展示;实现设计参数同时驱动几何模型的造型和传统基于经验公式的数学计算。【结论】在数字设计工厂平台体系下,通过对设计过程控制与信息集成、专业模块化智能设计、大数据分析验证等应用的实践验证,有效解决了大数据多源复杂性、设计过程实时性和模块化的要求和难点,对实现水利水电工程从专业设计为主体的特例性设计到多专业协同的产品化设计具有重要的参考价值。

新土地管理法背景下水利水电工程移民安置规划工作的理论探索

结合2019年新修订的《土地管理法》的条文调整,今后水利水电工程移民安置规划过程中将出现多方面的变化。本文在结合现阶段水利水电工程移民安置规划普遍方法的基础上,针对新法的相关条文调整从耕地保护、土地财产权益、土地征收程序、土地所有权和使用权登记、征地补偿价格、移民安置等几个调整关注点展开理论探索,以期对未来水利水电工程移民安置规划工作提供参考。

特大型水电工程建设和运行面临的主要科技问题

三峡总公司正逐步由工程项目法人向国家授权投资机构转变,由单一的三峡工程建设向多项目、金沙江流域梯级开发转变,由主要侧重于三峡工程建设向多个大型水电工程建设、电力生产等多业务并举转变,面临众多的复杂技术难题。本文针对三峡总公司开发的金沙江下游梯级电站,提出了工程建设所面临的防洪与水资源高效利用、复杂条件下的高坝技术以及大型水电工程的生态环境保护等3大关键技术问题,并对各个问题进行了系统论述。这些问题的提出,对我国特大型水电工程的建设具有借鉴和参考价值。

水利水电工程物探发展探析

工程物探技术为适应基础工程建设的需要,依托快速发展中的地球物理学、计算机、电子、信息、互联网、大数据、云计算等技术,逐渐拓宽其应用领域和范围,目前已在工程全生命周期(包括建设前期、施工期、运行期)和地质、水文、生态、环境、安全等有关问题的探测、检测与监测(简称"3测")中发挥着重要的作用.本文简述了工程物探技术的应用现状和应用范围,介绍了中水北方公司物探技术特色与优势,通过分析认为,有必要建立具有水利水电特色的工程物探科学体系,加强科技创新,完善和提高技术质量管理,培养一大批既懂技术又会经营管理并具综合分析能力的开拓型复合型人才,推动"3测"技术发展,提高"3测"技术水平,增强市场的适应能力和竞争能力.

喀斯特地区水利水电工程勘测与处理新技术

以贵州省喀斯特地区近年水利水电工程建设为基础,对主要工程地质勘测和处理技术的发展,以及对喀斯特地区兴建水利水电工程具有的重要意义进行了探讨。

水利水电工程三维数字地形建模与分析

以锦屏一级水电工程为例,分别利用Delaunay算法和多细节层次技术实现了坝区地形TIN模型和施工总布置区域巡航所需的多分辨率地形模型。并根据三维地质建模的特殊需要,引入了NURBS技术对TIN地形模型进行了简化,所获得的NURBS地形模型不仅存储量小,精度损失低,而且易于图形操作运算,便于可视化分析,满足多方面的要求。该模型的实现与成功应用,在很大程度上推动了水利水电工程向着数字化、可视化和智能化的方向发展。

CATIA在水利工程地质建模中的应用

随着科技发展,三维可视化地质建模技术的开发与应用会越来越受重视。文中通过某一个工程实例简单介绍了CATIA软件在水利工程地质建模方面的应用过程,总结了此软件建立地质模型的操作步骤与相关功能命令的使用方法技巧。整个流程表明:CATIA软件能够比较快速地建立三维地质模型,反映真实的地貌特征,从而在水利工程地质模型方面的应用前景广阔。

基于变分理论的压力管道内水体弹性模型研究

在水电站水机电系统振动特性和稳定性研究中,需要采用不同阶数的弹性模型来描述不同长度的压力管道内水体的动态特性,常用的刚性模型或不易解耦的低阶弹性模型在应用上存在一定的局限性。基于泛函变分理论和Ritz-Galerkin近似,从水力振动的基本方程出发,推导出适合于水电站稳定性分析和输水系统振动特性研究、并易于解耦的压力管道内水体弹性模型,该模型以压力管道内水体的各阶振荡流量为状态变量,能较准确反映相应的各阶振荡特性。

水利水电工程最小下泄生态基流计算方法浅析

以河道生态基流计算方法为对象,梳理并分析各类方法在我国使用现状及在水利水电工程中的适用性,为不同方法的应用提供参考。针对水利水电工程生态基流计算存在的问题,在分析水利水电工程最小下泄生态基流计算应考虑的因素的基础上,提出分级分区确立水利水电工程最小下泄生态基流的方法,研究结果为不同区域生态基流的确定提供技术支撑。

岩溶发育深度问题研究现状与展望

岩溶发育的深度问题是岩溶学研究中一个极具挑战意义的理论难题,在水利水电工程建设中常遇到深岩溶问题。相关研究很早就有所开展,目前主要存在9种理论,分别为同步理论、深循环理论、矿液作用理论、古岩溶理论、混合溶蚀作用理论、热液作用理论、适应海平面变化理论、动态平衡理论和岩溶发育深度定量化理论。综合来看,目前的研究尚存在不少问题,进一步的研究应从碳酸盐岩溶蚀的根本机制出发,定量分析溶蚀时间、CO2含量、水流条件等因素对岩溶发育深度的影响。

绳索取心钻进在水利水电勘探中存在的问题及解决思路

钻探是水利水电工程勘探中获取地下信息最直接、最重要的手段,钻探质量对水利工程的投资和安全具有极其重大的影响。绳索取心是提高钻探质量十分重要的技术,在国土资源、冶金、煤炭等部门得到了广泛的应用。但是将该技术应用于水利水电工程勘探还存在压水试验、绳索取心钻具不匹配、冲洗液限制等问题。通过对上述问题的分析和研究,提出了解决思路和方法,且在工程实践中取得了良好的效果。特别是研究设计的不提大钻压水试验方法,将压水试验和绳索取心钻进有机地结合在一起,很好地解决了绳索取心钻进难以适应水利水电勘探的关键技术难题。

大型梯级水利水电工程安全及高效运行研究框架

针对特大型梯级水利水电工程地质条件复杂、技术难度大、施工环境恶劣、监测预警技术以及流域梯级枢纽优化调度急需提高等问题,提出了解决这些问题的若干关键技术,并重点介绍了这些关键技术的研究内容,为类似问题的解决积累了经验,具有良好的借鉴与示范作用。

基于进化策略的水电站水力过渡过程优化方法研究

本文针对水电站水力过渡过程多目标优化计算,建立了相应的数学模型,将进化策略和水电站过渡过程数值计算特征线法相结合,探讨了用于求解该模型的全局优化方法。该方法从多个初始点开始并行寻优,不仅适应于水力过渡过程各种工况对导叶启闭规律的优化,而且可以同时对机组转动惯量和调压室阻抗孔大小进行优化。工程实例计算表明,应用进化策略优化水力过渡过程是可行、高效的。

水利水电工程专业“工程地质”野外实践教学改革研究

"工程地质"是水利水电工程专业一门实践性很强的专业基础课程。对于工程地质野外实践教学,如何在较短的时间内来达到教学目标,是一项亟待深入研究的教学课题。武汉大学(原武汉水利电力大学)从上个世纪50年代开始,为水利水电工程专业的本科生开设了工程地质野外实践教学课程。为了适应新时期对大学生综合能力培养的要求,教学改革也是非常必要和紧迫的。本文分析了2010年实习地点由湖北省赤壁市改为秭归县三峡库区后,对教学理念、教学内容和教学手段等方面进行教学改革的总结与思考。

水利水电工程三维地质建模流程及应用体会

随着水利水电事业的快速发展,为了满足不断增长的质量和效率要求,三维地质建模的重要性越来越凸显。拟用基于MicroStation三维平台的地质三维勘察设计系统GeoStation,结合云南李仙江戈兰滩水电站工程坝址区进行三维地质建模,对建模流程及工程应用进行简要阐述。

水电站课程教学及实验改革实践——利用科研模型服务本科实验教学的探讨

以水电站调压室实验为例,介绍了水利水电工程科研模型用于本科生实验教学的改革思路和方法。该文指出了科研模型用于教学实验可能存在的问题和解决方法,探讨了实验管理、实验时间安排、政策激励机制、模型维护以及研究生辅助教学等方面的问题。多年的教学实践证明将科研模型用于教学实验这一方法可以取得较好的教学效果。

水利水电工程对生态环境的影响及保护对策

水利水电工程建设在除害兴利、产生丰富可再生绿色资源的同时,也不同程度地破坏了原有生态环境的平衡。水利水电工程可以有效拦蓄洪水,提高河道过流能力,改善下游生态环境等,但同时对河流生态和社会环境产生不利影响。在水利水电工程建设过程中,应增强生态环境保护意识,进一步健全水利水电工程环境影响评价体系,建立和实施生态补偿机制等,保护生态环境。

高导墙动力响应试验研究

基于水弹性模型试验,对某水电站导墙进行水动力响应测试,同时结合有限元模型进行数值计算,进而评价其安全稳定性。得出的结论是:在脉动荷载作用下,导墙动应力沿高程基本呈现先增后减分布形式,在距底部1/3范围内值偏大,在进行结构设计时应采取适当措施予以加强;导墙泄洪时不会与水流发生随机共振。模型试验与数值分析结果数据吻合良好,说明了用数值模型进行消力池导墙动力分析是可靠的。