叠梁门分层取水对下泄水温影响的分析方法研究

通过监测数据分析,叠梁门运行对下泄水温影响会受边界条件年际变化和仪器误差等同量级因素干扰,难以准确得出叠梁门的实际运行效果。针对该问题,研究提出了通过分析叠梁门调度前后机组水温变化的方法来分析叠梁门运行效果,以溪洛渡水电站为研究对象进行方法论证。结果表明,该方法的有效性在溪洛渡水电站上得到了合理验证,可为叠梁门实施效果评估引入新角度和新方法。

叠梁门分层取水对下泄水温的改善效果

水库升温期泄放低温水现象是大中型水电工程普遍面临的环境问题.叠梁门分层取水是提高水库下泄水温的有效工程措施,也是水电工程生态环境保护尤其是水生态保护的重要手段.以滩坑水电站叠梁门分层取水设施投入运行前后的水温观测为基础,从水库调度过程和不同取水口形式等方面分析了叠梁门运行对下泄水温的改善效果.针对库区坝前水温和发电下泄水温对分层取水措施的响应规律,探讨了通过调整门顶水深进一步改善下泄水温的可行性.认为滩坑水库较大的垂向温差是形成下泄低温水的主要原因,叠梁门门顶水深对下泄水温具有决定性影响,应尽可能降低门顶水深以提高下泄水温.提出了优化叠梁门设计及运行管理的建议.

水库低温水的生态影响及工程对策研究

大型水库低温水下泄对农业生态和水生生态产生较大不利影响,国内在高坝大库设计中多采用叠梁门表层取水结构来获取满足农作物的灌溉水温和鱼类生活史需求水温,其运用的下泄水温调节效果多采用立面二维或垂向一维水温模型进行模拟。文中利用MIKE3软件建立研究水库的三维水温数学模型,精确模拟水库采用叠梁门分层取水和单层进水口两种取水方案下的水库水温结构及下泄水温。预测结果表明叠梁门分层取水方案能有效地提高水库泄水温度,3～9月出现的水库低温水温度比单层进水口提高2～4℃,并在5月份就能达到鱼类产卵要求的18.4℃。叠梁门分层取水结构能够有效地提高水库泄水温度,最大程度减缓水库低温水下泄的生态影响,实现生态环境保护和经济效益的较好协调,叠梁门结构比较适合作为国内生态友好型大型水库工程建设的生态修复和保护措施。

锦屏一级水电站进水口叠梁门分层取水结构对流态及结构安全的影响

针对锦屏一级水电站进水口叠梁门分层取水结构布置,通过水力模型试验和三维有限元结构分析,对其水力特性及结构安全影响进行深入研究和论证。研究结果表明,工程分层取水结构布置水流流态较稳定,作用在叠梁门上的最大正的冲击压强小于200 kPa,轴向拉应力最大值为5.861MPa,发生在纵撑部位。各部位的应力水平尚在正常范围内,均能通过局部加强配筋等措施解决,能够满足工程正常运行的要求。将叠梁门分层取水技术应用于电站进水口设计中,并提出改善水力特性和优化结构应力状态的措施和方向,使该技术得以在许多大、中型水电站中推广应用。

分层进水口导水叠梁门模型脉动压力最大幅值取值分析

通过对分层进水口导水叠梁门模型脉动压力试验研究,由若干组模型脉动压力曲线相应地计算出若干个与脉动压力最大幅值有关的系数K;根据K值正态分布的特征,运用数理统计方法提出了系数K的取值方法与范围,由Ammianx=±Kσ确定了导水叠梁门面板脉动压力最大振幅。

大型分层取水电站进口水力学研究进展

电站分层取水是近年学术研究和工程实施热点,目前大型分层取水电站多采用叠梁门方式。基于此,介绍了国内外分层取水电站进水口研究现状,并对今后研究方向提出建议:①鉴于叠梁门分层取水方式显著增加进口段水头损失(1～2 m),应探索减小水头损失的叠梁门布置与体型;②考虑到水库温度分层对水流黏滞性影响较大,应开发完善包含水流黏滞性变量的数值模型,从而使进口流场流速模拟和下泄水温预测精度更高;③随着大型分层取水电站不断兴建并投入运用,建议逐步开展相应的原型观测研究,以便后续工程参考借鉴。

糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水设施运行方式研究

鉴于糯扎渡电站进水口叠梁门分层取水设施的建设和运行管理缺乏经验,通过河道天然水温数据统计分析和水库水温分布结构预测,确定了糯扎渡电站进水口叠梁门分层取水设施的运行时段、运行水位、下泄水温的调控目标,并结合电站发电、防洪及航运等多目标水库运行要求,明确了进水口叠梁门分层取水运行方式,为电站投运后叠梁门多层取水提供了依据。

糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水研究

对糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水的水力特性、流激振动、下泄水温等进行了数值分析、模型试验研究,论证了糯扎渡水电站进水口采用叠梁门分层取水是合适的,且叠梁门分层取水能有效提高下泄水体水温,是促进水电开发与水生生态环境和谐发展的有效措施之一。

水库分层取水方式减缓下泄低温水效果研究

大型水电工程的建设,特别是高坝大库的形成,对水库库区及河道下游的环境保护带来较大影响,为了减缓锦屏一级大型水库低温下泄水对下游河道省级保护鱼类的不利影响,提高3-5月份鱼类产卵期的水库下泄水温,对不同取水方式减缓低温下泄水的效果进行比较。该文运用三维水温模型模拟了锦屏一级水库采用叠梁门分层取水方案对下泄低温水的改善效果。模拟结果表明,锦屏一级水库水温有较明显的水温分层现象,其下泄水温相比建坝前坝址处天然水温有明显变化,主要表现为3-6月升温延迟,11月-次年2月降温滞后,对低温下泄水的改善效果,一层叠梁门取水方案取水效果相对较差,在鱼类产卵的3-5月,二层叠梁门和三层叠梁门方案下泄水温和河道天然水温比较接近,说明多层叠梁门取水方式对减缓锦屏一级水库低温下泄水的效果明显。综合生态保护、工程经济指标和施工难度,锦屏一级水库选择二层叠梁门取水方案较优。

某水电站分层取水进水口脉动压力模型试验

为满足下游河道的生态需要,某电站拟通过设置多重导水叠梁门,采用分层取水进水口引水发电.通过水工模型试验,对进水口水流脉动压力进行测试,分析了分层取水进水口脉动压力的大小与分布规律,验证了这种设计方案的可行性,并为分层取水进水口的结构设计提供了荷载依据.

糯扎渡水电站建设中的主要技术难题与对策

糯扎渡水电站工程建设过程中遇到的主要难题有:心墙堆石坝施工程序复杂,质量要求高;溢洪道泄量大、水头高、流速大;水库属典型的水温分层型水库,电站进水口采用叠梁门分层取水,水流流态、塔体结构和体形非常复杂。通过深入开展相关基础理论和关键技术研究,大坝心墙防渗体采用掺35%级配碎石的掺砾粘土料填筑,并有针对性地对坝基和坝体渗透、应力和变形、抗震等方面采取相应措施,保障了工程安全;溢洪道消力塘采用护坡不护底方式挑流消能,消能效果好,且节约了工程投资;叠梁闸门分层取水可持续取到水库的上层水,将低温水下泄对下游水生生物的影响降至最低。

联系梁对电站分层取水进水口流态影响的试验研究

在大型电站分层取水进水口1∶30大比尺模型上,对每层叠梁门进行了最小淹没水深的试验,发现位于水流表层的联系梁对进口流态具有明显的消涡作用,每层叠梁门运行水位只要位于相应的联系梁底面以上,进口流态均可满足要求。水流表面离联系梁越近,联系梁的消涡作用越大;反之,水流表面离联系梁距离越大,则淹没度对进口流态起主要作用了。进水口体形是决定进口流态的基础,联系梁布置恰当,对消涡可起到关键作用。对电站进水口联系梁的布置具有指导意义,对其它建筑物的消涡措施具有借鉴作用。

糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水研究

进水口分层取水是减免水电站发电下泄低温水体对下游生态环境不利影响的有效措施。结合澜沧江糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水的工程实例,通过水力学数值分析和水力学模型试验,叠梁闸门激流振动数值分析和模型试验等,叠梁门分层取水有效提高了下泄水体水温。糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水是可行和适用的,使水电站的建设与水生生态和谐发展。

大型水电站分层取水叠梁门的脉动压力特性

为减少下泄低温水对下游生态环境的影响,某水电站进水口拟采取叠梁门分层取水方式.由于过流方式不同,叠梁门与普通平板闸门在荷载特性上存在明显差别.通过模型试验对进水口叠梁门的脉动压力进行测量,结合数值模拟结果,分析了叠梁门上脉动压力的分布规律及荷载特性.结果表明:在所有工况下,作用在叠梁门不同部位的脉动压力特性不同,但均在叠梁门下游侧底部出现了较大的脉动压力;叠梁门下游侧底部大漩涡产生的脉动压力是诱发叠梁门流激振动的主要激振力.提出了一种针对叠梁门顶部过流计算激振力的简易方法,可供工程设计参考使用.

深水叠梁闸门自振特性研究

根据深水中叠梁闸门的工作特点,建立闸门和水体的流固耦合模型,由不同的计算分析方法得出闸门的自振频率和特性,结果表明:流固耦合方法不仅能够说明流体惯性力对闸门的作用,同时还能体现出闸门与水体的相互作用,闸门与水体之间存在惯性耦合作用;流固耦合计算模型选取不同长度水体时,频率曲线逐渐降低并最终趋于水平;闸门第一阶振型存在一定的变化,随着选取水体范围的增大,顺水流方向的局部振动改变为整体顺流向振动。

赵家口水库除险加固工程溢洪道闸门方案的选择

赵家口水库除险加固工程的溢洪道改造中,采用了在原溢洪道上下挖新溢洪道形成复式断面溢洪道,根据此特点,对下挖新溢洪道上的闸门设置,进行了叠梁钢闸门方案和一字钢闸门方案的比较,设计中选定了叠梁闸门,但是作者认为,在小型水利工程中,还是要进一步考虑利用一字闸门的可行性。

丰满水电站重建工程叠梁门分层取水进水口取水效果研究

为研究丰满水电站重建工程分层取水进水口的取水效果,开展了水温物理模型试验与三维数值模拟计算分析。研究结果表明,采用叠梁门分层取水进水口不能取得预期效果;一方面,旧坝距新坝仅120 m,未拆除部分形成前置挡墙,对新旧坝之间的水温分布产生了影响,表底层水温温差大幅减小,从而抑制了叠梁门的运行效果;另一方面,由于新旧坝间距120 m,水电站运行时对旧坝缺口处的热通量影响甚微,旧坝的存在形成了前置挡墙,实际上已经起到了叠梁门的作用。基于上述结果,建议采用常规进水口布置方式替代叠梁门分层取水进水口布置方案。研究所得结果为工程设计优化提供了依据。

糯扎渡水电站叠梁门试运行期实测水温与数值模拟水温对比分析

为尽量发挥分层取水措施的生态效益和电站的经济效益,将糯扎渡水电站叠梁门试运行期实测水温与数值模拟水温进行对比,发现:(1)2015年、2016年4—8月坝前库区实测的表层水温与数值模拟的表层水温有-16%~29%的偏差;(2)糯扎渡电站坝前库区实测水温分层状况和数值模拟结果一致,属全年分层型,但试运行期间水温分两层的时段约为4个月,水温分层厚度与数值模拟的分层厚度存在差异,而且4—8月中、上层的实测水温高于数值模拟水温;(3)数值模拟预测过高地预判了电站汛期水库蓄水位,从而过高地估计了4—8月的下泄水温影响,过低地预测了分层取水措施的升温效果;(4)设计推荐的叠梁门运行调度方案总体可行,但可能偏保守。根据上述对比分析结果,建议充分利用实测水温数据,对叠梁门设计进行效果评估,进一步优化分层取水措施设计并完善叠梁门运行调度方案。

向家坝灌区北总干渠一期灌溉水增温措施研究

西南地区大多采用渠道从水库引水进行农业灌溉,水库水温分层使引于水库的水温低于天然水温,低温水会对农作物的生长发育造成不利影响,因此需要采取措施提高灌溉水温。以向家坝灌区北总干渠一期灌溉水温为研究对象,对比分析了晒水池和叠梁门2种增温方式的可行性。研究表明:向家坝灌区低温水发生时间主要在4~6月,部分渠道最大降温达3.10℃。晒水池增温后各斗渠渠首水温为16.70~17.50℃,与采取叠梁门措施增温后16.60~17.50℃的水温基本一致。晒水池与叠梁门分层取水的增温效果基本相同,但晒水池建设总静态投资为5823.00万元小于叠梁门改造工程静态总投资的21051.38万元,晒水池方案更经济。同时利用灌区内已建塘坝对渠道低温水进行晒水增温,最大增温幅度为1.47℃,可以大大缓解低温水问题。

大跨深水叠梁门三维有限元分析

依据国外某大型横拉门船闸检修叠梁门设计资料,利用ANSYS有限元软件建立闸门结构三维有限元模型,采用空间结构分析方法对叠梁式闸门进行强度与刚度校核,通过与闸门传统的平面计算方法对比,为叠梁门设计提供了一种新的思路和依据。