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滨海电厂排水明渠消能防冲试验研究摘要:本文主要针对沙特拉比格电厂排水明渠泥沙冲刷物问题进行了理模型试验研究。
试验结果表明,电厂排水时,明渠水流进入深海后得到充分消能,码头前沿附近水流流态平稳;电厂排水明渠及码头附近滩地流速较小,低于滩地原型泥沙的起动流速,沿岸滩地不会产生冲刷破坏。
关键词:沙特拉比格电厂排水明渠泥沙物理模型1 前言拉比格电厂位于红海沿岸的沙特阿拉伯王国吉达市以北约150km,规划建设2×660MW燃油机组。
工程冷却水系统拟采用单元制直流供水方式,包含海水脱硫取排水系统;两台机组工程共设一座取水泵站,总排水量约为116.78m3/s,排水口温升约为4.3℃。
红海位于亚洲阿拉伯半岛和非洲大陆之间,是印度洋西北狭长的内陆海。
红海全长2100km,平均宽度290km,最大宽度306km,面积45万km2,平均水深558m,最大水深2922m。
拉比格海岸由离海岸约100m～400m的狭窄礁群组成,近海礁石和海岸之间的水道最大深度80m,在电厂南部快速下降了几百米。
红海部分海域潮差相对较小,大潮可达0.5m。
在拉比格海域平均大潮低潮位在当地理论最低潮面以上约0.5m。
红海季节性的平均海平面变幅可达0.5m。
为对电厂排水明渠体型进行优化,确定合理的排水口型式,研究排水明渠出口附近海域的泥沙冲淤幅度,并给出相应的防护范围和防治措施,对电厂排水明渠进行了消能防冲模型试验研究。
2 物理模型设计为使模型成功地复演原型水流及泥沙运动过程,模型必须满足相应的相似条件。
水流运动按重力相似设计,泥沙运动按冲刷相似考虑。
本模型试验着重研究排水明渠出口泄流流态及消能情况、排水口附近河床的冲刷及防护,模型宜采用正态模型。
综合考虑研究目的、技术要求以及场地等因素,确定几何比尺为1:40。
3 物理模型制作3.1 模型范围排水口消能防冲水工模型范围18×13.7m(长×宽),岸滩部分包括排水明渠及码头。
偏桥水电站水工模型实验及泄洪闸泄流三维数值模拟摘要每每在进行水电工程施工时，就不可避免地会遇到泄水建筑物过流能力等突出问题。
而以往，我们解决此类问题最好的办法就是做一下物理模型实验。
新世纪的科学技术不断取得迅速发展，同时在计算机的技术上也有不同程度的改进。
而在知识经济时代与科学飞速发展的进程中，计算流体动力学在学术界有了较大的发展，这都使得我们可以用数值模拟方法来求解诸如水工建筑物泄流问题。
经过数值模拟以后，工程技术人员就能够获得水利水电工程施工中的很大信息，有利地开展工作，使这一类问题能够妥善地解决，同时降低人，财，物的消耗。
而随着时代的发展，数学和物理模型的联系越来越紧密，这为最终彻底解决水利工程泄流问题，提供了新途径。
在本文中，笔者主要是以九龙河偏桥水电站工程为具体的研究实例，在FLUENT软件的帮助下，进行了数值模拟区域的构建工作，同时还使用了非结构化网格，隐式算法，对该水电站的泄洪闸的水流流场按定常流动做了三维数值模拟。
通过研究，我们发现泄洪闸的泄流能力、水面线等计算结果与我们所做的实验的结果有高度的一致性。
从这一点，我们可以看出，在工作中使用的模型比较合适，而且具体的实验方法正确，并最终为我们进行实际工程的设计和研究时提供新的发展思路。
关键词：水电站;模型;泄洪闸泄流;数值模拟;第一章绪论1.1研究的背景、目的和意义1.1.1研究的背景我国地大物博，水资源极其丰富，水系较多，河网有较密的分布。
然而，让人感到惋惜的是，在我国，水资源分布极不均匀，主要水资源分布在西南地区，那里的水在全国的水资源总量占比超过4万，而水能资源更是超过了7成。
从我国刚解放到现在21世纪，总共经历了60多年的风雨历程。
而在这一段时期里，我国的水利建设事业取得了可喜的发展成绩，尤其是在水力水电工程建设上。
可以说，从上世纪70年代末的改革开放以来，随着国家对水利水电事业的重视，以及资金的投入，一大批的大型水利工程已经造福于民，如黄河小浪底工程、三峡工程等，同时他们也为在新时期进行水利工程建设的探索开辟了新的发展道路。
1 涉水工程布置概况山东国华寿光发电厂位于小清河南岸羊口港东侧,北侧紧邻小清河,东侧3km即为弥河。
电厂取水口布置在厂址西侧,从小清河羊口港下游河岸处取水;在厂址东侧滩地上采用排水明渠或暗涵将温排水引至弥河进行排放（图1）。
2 试验研究内容为了保证排水安全可靠,通过模型试验优化排水口体型和结构形式,减小排水口工程量。
试验内容主要为:(1)观测排水口附近的断面流速分布;(2)研究排水口的断面型式及标高;(3)根据模型试验结果,优化排水口体型和结构形式。
3 物理模型设计模型按重力相似准则设计,采用正态模型,模型比尺为正态1∶30。
排水口模型模拟了部分排水明渠和部分弥河河道。
排水明渠模拟长度495m ;弥河的模拟长度从排水口上游约100m 到排水口下游约480m 。
4 排水口模型试验成果分析4.1原方案试验成果分析原方案(见图1)进行了两种工况的试验研究。
在97%低潮位工况下排水出口水流流速很大,出口部分水流呈急流状态,直接冲到弥河对岸。
排水出口水流最大流速可达5.9m/s,排水口下游弥河河道内水流最大流速也可达4.8m/s。
原方案排水明渠出口水流流速过大,对弥河河床和堤防的稳定性有较大的危害。
4.2修改方案一试验成果分析原方案排水明渠出口前的水流流速过大,修改方案一为将排水明渠改为排水暗涵,降低了暗涵出口的高程(-4.41m),同时暗涵出口向水深条件更好的弥河下游移动。
修改方案一中排水口前水流流速明显减小,97%低潮位工况中排水口前最大流速为2.66m/s,50%潮位工况中排水口前最大流速为1.93m/s。
但排水口前水流绝对流速仍然较大,水流直接冲到弥河对岸。
山东国华寿光发电厂排水口物理模型试验研究①彭永斌1 王勇2(1.长江下游水文水资源勘测局 南京 210011; 2.南京水利科学研究院 南京 210029)摘 要:寿光发电厂原方案排水明渠出口的水流流速过大,对弥河河床和岸滩的稳定性有较大的危害。
一维非达西径向抽水模拟实验文章通过不同取水条件下一维渗流场室内模拟试验，分别改变表面水层水位、含水层结构、竖井降深等条件，分析各要素对取水量的影响变化。
实验结果表明：当垂向入渗速率小于含水介质的饱和渗透系数而难以维持饱和流运动时，部分介质开始由饱和状态转变为非饱和状态，地下水水位降低导致表层水与地下水脱节，从而形成非饱和带。
且表水层水位越高，相应的取水量越大，越不易出现非饱和带，运行时间更长；含水层上部存在弱透水层时，相同竖井降深情况下，对应取水量小于不存在弱透水层的情况；饱和取水的条件下，由含水层下部取水，竖井降深越大，相应的取水量越大，但随着竖井降深的增大，含水层内部出现非饱和带，相应的取水量呈下降趋势，二者呈线性关系。
标签：区域地下水流；非饱和带；土柱实验；竖井降深Abstract：Through the laboratory simulation test of one-dimensional seepage field under different water intake conditions，such as surface water level，aquifer structure，shaft depth and so on，the paper analyzes the influence of each factor on the water intake. The experimental results show that when the vertical infiltration rate is smaller than the saturated permeability coefficient of the aqueous medium，it is difficult to maintain the saturated flow movement，and the partial medium begins to change from the saturated state to the unsaturated state. The decrease of groundwater level leads to the disconnection between surface water and groundwater，thus forming unsaturated zone. The higher the water level，the larger the water intake，the more difficult the unsaturated zone is，and the longer the running time is. When there is a weak permeable layer in the upper part of the aquifer，the corresponding water intake is less than that of the weak permeable layer under the condition of the same shaft depth reduction. Under the condition of saturated water intake，the lower the aquifer is，the greater the depth of the shaft is，and the larger the corresponding water intake is，but with the increase of the depth of the shaft，the unsaturated zone appears in the aquifer，and the corresponding amount of water intake tends to decrease. There is a linear relationship between them.Keywords：regional underground current；unsaturated zone；soil column experiment；depth reduction for shaft引言区域地下水流研究理论已广泛应用于傍河取水、河渠间地下水运动、绕坝渗流等一系列工程问题中。
