丰满水库和白山水库联合调度防洪能力分析

丰满水库和白山水库是第二松花江上重要的防洪控制性工程。由于丰满大坝重建和洪水系列延长,丰满水库关键防洪特性指标与丰满水库、白山水库设计洪水成果均发生了变化,直接影响了原有水库防洪调度方案的有效性,亟须结合新的工程条件与资料情况重新制定防洪联合调度方案。采取两库合成一库的模式,基于新的设计洪水成果,分析水库的防洪能力。研究结果表明:①丰满水库和白山水库调洪库容总量可以支撑两库完成全部防洪任务;②当遭遇单峰型洪水,仅靠丰满水库即可完成全部防洪任务,不需借助白山水库拦蓄洪水;③当遭遇100年一遇以上的双峰型洪水,丰满水库单库的防洪能力已不能支撑其完成全部防洪任务,需要白山水库协助。

基于CDOM吸收特性的东北地区水库DOC浓度遥感估算

有色溶解性有机物(CDOM)广泛存在于水体中,占溶解有机碳(DOC)10%~90%,其浓度影响水环境碳循环过程、污染物质迁移以及水生生物群落的结构和功能。为分析东北地区水库DOC碳循环情况,本文于2015—2020年对第二松花江流域典型水库白山水库和丰满水库进行5次现场观测和室内实验,在分析CDOM吸收特性的基础上,基于Landsat系列卫星利用波段比值法建立CDOM浓度反演模型(R^(2)=0.82),根据实测值CDOM与DOC的强相关性(R^(2)=0.78),进而估算水库DOC浓度。结果表明:①利用野外实测数据和Landsat系列卫星能够对东北内陆水库CDOM浓度进行良好反演,②2000—2020年白山水库和丰满水库年际CDOM和DOC浓度变化不大,在2010年之后表现出轻微上升趋势,CDOM浓度从支流和干流的汇入到主库区呈现逐渐减少趋势,③白山水库和丰满水库M值(CDOM在250和365 nm处吸收系数比值)和S _(275~295)(CDOM在275~295 nm波段处的吸收光谱的斜率)较小、SUVA _(254)(CDOM在波长254 nm处的吸收系数与DOC浓度的比值)较大,表明其CDOM组分中腐殖质含量较高,倾向于陆源大分子,④利用多元回归分析方法分析水库CDOM变化主要受到降水、化肥施用量和污水排放量的影响。综上,本研究丰富了对东北典型水库CDOM浓度变化的认识,为构建东北地区水库CDOM反演模型和DOC储量估算提供了数据基础。

基于关键影响因素识别的丰满重建工程对雾凇影响分析

在系统梳理雾凇、气象、水温和电站运行等数据的基础上,分析了各影响因素与雾凇形成和等级的关系,进一步探讨了丰满电站全面治理工程对雾凇岛雾凇形成的潜在影响。研究结果表明:(1)雾凇质量与气温、流量、风速显著负相关,与湿度、气温日较差和水温气温差显著正相关;(2)低气温、高的气温日较差、较大水气温差、高空气湿度、适宜风速等均有利于雾凇的形成,由水域吹向岸边的风向有利于雾凇的形成;(3)全面治理工程完成后,下泄水温有所升高,流量变化不明显,对于下游的雾凇景观有利;(4)在全球气候变化的背景下,雾凇景观受到自然和人为两类因素的影响,需更长时间的监测数据来进行评价。

北方寒冷地区大型水工隧洞钢筋混凝土裂缝处理探讨

文章使用物探无损检测、压水试验以及钻孔取芯等方法,对松花江干流丰满水电站的水工隧洞混凝土裂缝冬季低温灌浆质量进行检查。结果表明:采用环氧树脂钻孔灌浆法能够有效处理D类贯穿性裂缝和C类深层裂缝,裂缝处理质量较高;裂缝处理时应选择合适的环境温度,低温季节施工时不宜超过5~20℃;为保证裂缝处理的可控性,必须做好各工序及全过程控制工作。

百米级高坝重建工程鱼类保护规划研究

丰满重建工程是国内外第一座原址重建的大型水电工程,其生态环保备受关注。本研究从水文情势、物理化学、生物组成、河流形态以及连通性等鱼类生境生态属性出发,根据鱼类习性及所需生境类型识别出的保护目标所面临的主要胁迫因素,在充分反映水生态现状、结合已有保护措施,以及考虑资金、技术、效益和河流利用等限制条件情况下,本着以新带老、整体设计、分阶段保护和自然修复为主等原则,提出了以连通鱼类生境、增加鱼类资源为整体目标,以生境适宜、生境连通、资源多样和资源稳定为结果导向的适用于第二松花江“干流—支流—湖库”的鱼类生境与资源保护体系,以期为其他水利水电开发流域鱼类保护工作提供参考。

爆破振动无线监测系统在丰满近距离重建坝基开挖中的应用

物联网技术已经被广泛应用于水利水电工程的建设。丰满大坝重建工程在进行坝基爆破开挖施工时,爆破振动监测采用YBJ-Ⅲ远程微型动态记录仪与其他传感器相连,通过3G网络实时传输,形成一个物联网无线传感器网络。将采集到的信号无线传输到计算机数据中心,实现对爆破作业的监测管控。基于物联网技术的爆破振动无线监测系统具有高度的安全性和网络的灵活性,总体成本较低,可在水利大坝坝基开挖爆破振动监测中推广使用。

丰满水电站保护层爆破炮孔垫层优化设计研究

随着工程技术的日益进步,对于爆破技术的施工效率和质量的要求越来越高,在达到爆破效果的同时如何尽可能地降低对周围岩体的损伤,值得进行深入研究。文章以丰满水电站保护层爆破试验为例,通过数值模拟技术,研究不同的炮孔垫层设计对孔底损伤的影响程度,得到最优化的爆破炮孔设计,以供类似工程借鉴。

丰满水库水温的原型观测及分析

为探究寒区冰封水库热状况的时空演变规律,于2010年6月～2011年8月对丰满水库的水温和冰情进行了原型观测。基于现场观测资料,阐述了丰满库区不同季节热结构的变化规律,重点分析了汛期洪水过程对分层结构的影响,并发现解冻初期水库表层浮力流动现象。同时,典型水温分层期1月和6月的坝前75～800 m范围4条水温观测垂线基本一致,且同期电站下泄水温与坝前取水口对应高程平均水温差异较小,说明该水域范围内无三维水温效应。由于深层取水影响,丰满电站下泄水温过程较为稳定,但与坝址天然水温相比,5～7月、10～12月分别表现出月平均高达10.8℃、7.9℃的春夏低温水和秋冬高温水现象。此外,冰情监测结果表明,丰满水库冬季基本全库封冻,坝前最大冰厚约0.7 m,且库区冰厚沿程出现不均匀分布的规律。

丰满大坝全面治理方案选择研究

丰满水电站始建于1937年,历史原因,使大坝建成后存在诸多缺陷。新中国成立后,曾进行过三次大规模的系统补强加固和持续不断的日常维护,但仍存在影响大坝安全运行的重大隐患。通过分析丰满大坝存在的问题及多个治理方案,并对其中3个重点方案进行对比论证,建议选择重建方案作为丰满大坝的全面治理方案。

第二松花江断裂带地质特征及第四纪活动性研究

第二松花江断裂带是一条规模较大的北西走向断裂,跨越吉林省全区。该断裂带由4段构成,本文研究了其中的丰满段。卫星影像解译、野外地质调查以及地质雷达探测显示,丰满段由3条平行断裂组成,倾向北东或南西,倾角较陡。野外地质调查和断层泥年代学测定表明,断裂的最新活动时代为中更新世。

基于神经元网络的发电机融合控制方法

根据水轮发电机并网运行的理想条件及并网连接时间应尽可能短的条件 ,提供了一种具有频率跟踪和位相跟踪的融合控制方案 ,基于此方案 ,设计了一种神经元网络融合控制算法·将此算法应用到中国吉林丰满水电数据融合试验床的项目开发中 ,取得了很好的效果·这种方法与经典的带反馈的控制方法相比 ,有故障率低、安全可靠、反馈及时等特点 ,实验表明它十分有效 ,可直接用于控制水电站的水轮发电机 。

丰满水电站重建工程大坝施工导流设计

丰满水电站重建工程为在原大坝下游120 m处新建一座大坝,在施工导流设计上充分利用了原有建筑物,将老坝作为新建工程施工的上游围堰,左岸三期厂房机组作为导流泄水通道之一,同时利用原有水库的调蓄能力汛期按汛限水位正常运行,并考虑洪水预报成果,进行库水位调蓄控制。在综合考虑上述因素的基础上,结合施工导流的特点,对导流方案、导流标准进行了比选,并对导流建筑物进行了设计。

基于ANSYS对丰满水电站重建工程溢流坝预应力闸墩优化方案的研究

应用大型结构计算软件ANSYS,对丰满重建工程溢流坝预应力闸墩进行三维有限元模拟计算与分析。通过从锚索吨位、次锚索位置、空腔措施、锚块尺寸以及锚块底部与闸墩接触方式等方面开展研究,对预应力闸墩进行优化分析,从而改善闸墩的受力状态,提高预应力效果。同时为有关预应力闸墩研究提供了参考依据。

关于丰满水电站大坝全面治理设计研究的思考

建设于特殊历史时期的丰满水电站,高扬压力、大渗漏量、混凝土溶蚀冻涨等问题一直影响着大坝的运行安全。工程勘测设计缺陷和施工管理水平低下造成了大坝结构整体性差、坝体混凝土强度低以及坝基抗滑稳定裕度不足等先天缺陷。大坝可靠度严重偏低,与我国社会经济发展水平极不适应。为落实国家发展改革委员会关于丰满大坝全面加固治理的基本要求,从国家法律法规、行业标准、技术经济、社会影响以及政府决策等层面,全面阐述了前期工程的复杂性和艰巨性,对各种加固方案进行了综合分析评价;同时,对加固治理前期面临的问题提出了具体意见和设想。

丰满大坝垂直位移监测资料分析

结合丰满大坝垂直位移监测资料,分析了大坝的垂直位移的变化规律,并运用逐步回归分析法,对坝顶垂直位移进行了统计建模.结果表明,温度是影响坝顶垂直位移的主要因素,水压力分量和时效分量也对垂直位移有一定的影响,但影响不大.通过对垂直位移监测资料的建模分析,对大坝的安全监测工作有一定的指导意义.

复杂系统态势评估模型及其本体论实现方法

针对复杂系统的在线态势评估问题,依据信息融合理论,提出了一种新的网络在线态势评估模型。它采用定性与定量、局部与综合相结合的评估策略,即首先进行快速定性评估,一旦系统异常,立即启动集成神经网络组对来自系统多侧面的故障特征信息进行定量分析和分类,最后两级D-S证据推理模型在各自的融合中心实现对各子网络的融合,提高了评估的精度和可靠性。基于本体论成功地实现了该模型,在丰满水电数字仿真系统的成功应用验证了模型的有效性和实际应用价值。

丰满大坝静动力特性分析

采用非线性接触面单元模型，分析了带缝丰满大坝的静、动力特性．实践了一种有效的接触面静、动力迭代算法．研究表明，丰满坝在ＡＢ缝端插入钢筋棒和下游面采用钢筋网加固处理，是很强的并缝措施，可使坝的静、动力特性与整体坝接近．只是等应力缝跨缝不连续．地震时大坝坝头、缝顶端的结合部及坝镭部位产生了瞬时拉应力集中．且超过规范标准。但这种高应力集中区范围很小，且衰减很快．考虑到经过处理，认为这种局部应力集中，不至于对坝的抗震安全构成威胁，但须加以重视。

丰满流域水利工程对径流变化规律的影响研究

丰满水库流域水利工程众多,受水利工程特别是人工控制性较差的中小水利工程影响,流域产汇流特点发生了一些改变,原有水文预报模型未能考虑这一变化而导致其精度下降,不利于流域正常水文预报工作的开展,影响了流域内水库防洪与兴利效益的发挥。在前人研究基础上,结合实测水利工程运行资料和美国陆地资源卫星"Landsat TM/ETM+"数据,分析了水利工程在洪水中的蓄放规律。研究发现,水利工程初始蓄水状态、洪水发生汛期阶段和降雨量3个因素决定了水利工程的蓄放规律,拦蓄规律为:汛中拦洪比小,汛末拦洪比大;初始库容越大,拦洪比越小,若初始库容相近,则汛末拦洪比大于汛初;对于汛末洪水,发生时间越晚,拦洪比越大。将研究所得的拦蓄规律应用于洪水预报方案进行校正,结果表明,1996年9月14日和2006年8月26日两场洪水校正后的预报误差分别由校正前的146.6%和31.8%降低到8.6%和10.1%。因此,研究所得拦蓄规律是合理的,能显著提高丰满径流预报精度。

水电站拦污栅锈蚀和堵塞增加水头损失的试验研究

以丰满水电站为工程背景,应用水工水力学模型试验方法研究了拦污栅锈蚀程度和堵塞状态与水头损失增量的关系.结果表明:拦污栅栅条锈蚀对水头损失的影响很大,锈蚀后水头损失增量可达原进水口损失的60%;拦污栅堵塞后,其对水流的阻力要比本身锈蚀对水流的阻力大的多,局部水头损失随堵塞率的增加而急剧加大.应用本试验结果对布尔可夫及丘金娜公式进行了修正,建议水电站拦污栅设计水头损失取值3～5m.

丰满流域汛期降水变化特征分析

利用丰满流域水文站1936-2008年降水资料、1948-2008年美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料,通过线性趋势分析、小波分析、M-K检验分析和最大熵谱分析对该流域汛期降水量变化特征进行了分析。结果表明：丰满流域汛期降水量与年降水量均呈减少趋势,特别是近20 a和30 a降水量减少较明显,汛期降水量下降趋势倾向值在1989-2008年达到-39.2mm/10a;年降水量下降倾向值在1979-2008年达到-26.5mm/10a,汛期降水量的减少较年降水量减少的明显。汛期6月、7月降水量下降的不明显,8月、9月降水量减少相对明显。最大熵谱分析和Morlet小波分析结果表明,丰满流域汛期降水量的周期变化存在着一个8-9 a左右的降水相对短周期和一个28 a的降水长周期;利用1948-2008年NCEP再分析资料对多雨、少雨的7月、8月200 hPa、700 hPa环流形势场、850 hPa风场进行了分析,以分析流域汛期降水减少的可能原因。丰满流域降水减少的可能原因是汛期影响该流域的台风次数减少、冷涡影响天数的减少,副高偏南、偏西不利于水汽向北输送和南支系统北上的影响。