季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究报告简本
- 格式:pdf
- 大小:651.34 KB
- 文档页数:17
简议长距离输水渠道的防冰与防冻冰技术措施我国北方及西北地区在冬季输水时,输水渠道发生冰害和冻胀是必然的自然气象。
为了有效提高渠道防冰与防冻冰的能力,本文结合工程实际,从长距离输水渠道的运行、工程两方面对防冰与防冻冰的技术措施进行了论述分析。
标签:输水渠道;冻害;特征;长距离输水渠道;问题;防冰与防冻冰;技术措施一、输水渠道冻害的特征1 冰冻破坏。
对于冬季继续输水运行渠道而言,结冰会对渠道混凝土衬砌结构带来破坏,在负温环境中输水运行,渠道中的水体会不断结冰,尤其是当渠道水面被完全封冻后,冰冻层也会随冰的积累而不断加厚,这样就会对渠道坡面的衬砌体产生较大的冰自重和膨胀压力,会引起混凝土衬砌体发生移位或压力变形。
另外漂浮在水体表面的冰块或冰屑会不断积累形成冰盖,减少渠道有效过水断面,阻挡渠道水的正常流动,降低输水效率,严重时会由于水体表面全面封堵,形成冰坝,造成渠水出现漫溢等问题,给渠道带来溃渠等安全隐患。
2 冻融破坏。
渠道混凝土衬砌层其自身具有一定吸水性,且运行在常有水环境中,防渗材料中势必会存在一定水分。
材料中的水分在负温条件下,就会出现结冰体积膨胀,大约比原体积增大9%左右。
这种孔隙水膨胀作用,一旦其应力超过渠道衬砌混凝土材料的强度时,就会导致防渗材料产生形变出现裂缝,尤其是经历多个负温循环后,材料吸水性更强,孔隙水膨胀破坏作用将会更严重,最终会引起渠道混凝土防渗衬砌材料出现表层剥落、冻酥等冻融破坏。
3 冻胀破坏。
季节性冻土区的渠道,其在冬季负温条件下,渠基土中的水由于结冰而体积膨胀增大,当膨胀压力超过混凝土的耐压时,衬砌层就会发生隆起等破坏。
渠道混凝土衬砌结构由于冻胀性能出现开裂、折断等问题。
春季消融,导致渠基土体结构稳定性和强度大大降低,造成防渗衬砌混凝土发生破坏,严重时还可能引起这个衬砌结构体发生滑塌等事故,影响渠道的正常输水运行。
二、长距离输水渠道冰期输水存在的主要问题1 长距离输水渠道部分工程存在病害。
水电站融冰处置方案范本背景水电站是重要的能源生产设施,但在冬季气温降低时,水电站下游河段往往会出现冰冻现象,导致水流减小或堵塞,影响水能发电,甚至给河流生态环境带来不良影响。
因此,水电站冰情监测和融冰处置是水电站运营管理的重要内容。
目的本文档旨在制定一种水电站融冰处置方案的范本,以指导水电站从事融冰工作。
冰情监测在制定融冰方案之前,首先需要对水电站下游河段的冰情进行监测。
目前,冰情监测主要有以下几种方法:1. 水流监测在冬季,水电站一般会调整发电机组的出力,减小水库的出流量,使得下游河水速度减缓。
当水温下降至一定程度时,溶解氧减少,水中的气泡越来越少,水流会越来越清晰,这时可以加装某些设备来监测河底是否结冰。
2. 空气监测利用温度、湿度、风向等数据,判断下游河段空气的冷暖程度,以及冷空气的传播情况,判断下游河段是否容易出现冰情。
3. 卫星图像监测通过卫星图像获取的信息,可以判断下游河段是否已经结冰,以及结冰的程度。
通过多种冰情监测方法,可以全面准确地把握下游河段的冰情情况。
融冰处理针对下游河段出现的冰情,需要采取相应的融冰措施,以确保水电站的正常运转。
目前,常用的融冰处理方法有以下几种:1. 增加水流增加水电站的出流量,以扰动河水,促进冰块破裂和融化。
增加水流对于处置较小的冰块具有一定效果,但对于较大的冰块则效果较弱。
2. 爆破融冰通过点状或线状爆破,来震碎和溶化下游河段的冰块。
爆破融冰能够快速有效地处置大规模的冰块,但会对周边环境带来一定的噪音和震动。
3. 清淤融冰通过高压水射流和清淤设备,对下游河段进行深度清淤,以让水流顺畅流动,消除结冰影响。
清淤融冰能够高效地处置结冰问题和淤积问题,并对周边环境的影响较小。
为了取得更好的融冰效果,需要根据实际情况选择合适的融冰方法,进行合理、科学的处理。
总结为了确保水电站的正常运转,水电站融冰处置非常重要。
针对不同的冰情情况,需要采取合适的融冰处理方法,并定期进行冰情监测,以确保及时发现、处理下游河段的冰情问题,保障水电站的运行。
海河流域平原区水闸闸门防冰冻研究与实践摘要: 北方冬季河道会结冰,河道上的水闸闸门在冰压力作用下会发生变形。
在冰层附近,闸门会加速锈蚀,如养护不及时,其面板甚至被锈穿。
这些现象的发生,严重影响了水闸功能的发挥,威胁水闸的安全。
作者在海河流域水闸设计中,为了防止静冰压力对水闸闸门的破坏,先后采用了压力水射流法、压缩空气吹泡法、保温板法等多种方法进行比较研究及实践。
通过几个冬季的运行观察,压力水射流法效果最佳,建议在其它水闸工程中推广使用。
关键词: 闸门; 冰冻; 压力水射流法; 压缩空气吹泡法; 保温板中图分类号: TV698.26 文献标志码: A 文章编号: 1001-5485(2013) 09-0033-04Research and Practice of Protecting Sluice Gate from Freezing in the Plain of Haihe River BasinDU Lei-gong,LIU Wan-xinAbstract: Sluice gate is generally distorted under the ice pressure in icy river of north China.The corrosion of sluice gate will accelerate,and even the steel plate of the gate will be penetrated right through around the ice layer if not maintained in time.The function and safety of the sluice will be severely affected.In the present research,methods including pressure water jet,compressed air bubble,and heat-preservation board are tested and evaluated to prevent the static ice pressure from damaging the sluice gate in Haihe River Basin.The pressure water jet method is proved to be the best approach by observation through several winters,and is suggested to be applied to sluice project in cold regions.Key words: sluice gate; freeze; pressure water jet; compressed air bubble; heat preservation board1 研究背景根据气象资料,海河流域在每年的11月份中旬进入冬季,河流开始结冰,冰期在50~100 d,平均最大冰层厚度61cm。
关于应对低温雨雪冰冻灾害工作的情况报告一、引言自古以来,我国就是一个多灾多难的国家,冰雪灾害是其中之一。
东北、西北、华北等地区的冬季一般都会出现低温雨雪冰冻灾害,给人们的生产生活带来了极大的影响。
为了有效应对低温雨雪冰冻灾害,各级政府和相关部门积极采取了一系列措施,取得了一定的成效。
本报告旨在总结和分析近年来我国应对低温雨雪冰冻灾害的工作情况,以期提供参考和借鉴。
二、低温雨雪冰冻灾害的严重性和挑战低温雨雪冰冻灾害是一种严重的自然灾害,它会给道路交通、农业生产、城市供暖等方面带来不小的困难,尤其是对农业生产的影响更为严重。
在冬季,低温、雨雪、冰冻等极端天气会引发大范围的交通瘫痪、农作物减产、城市供暖不足等问题,给人们的生产、生活带来了极大的困扰。
应对低温雨雪冰冻灾害成为了各级政府和相关部门的重要工作。
三、政府和相关部门的应对措施为了有效应对低温雨雪冰冻灾害,各级政府和相关部门采取了一系列有力措施。
首先是加强预警工作,提前发布低温雨雪冰冻灾害预警,以便人们及时做好准备。
其次是加强应急救援力量,组织力量对受灾地区进行救援和灾后重建,保障人民群众的生命财产安全。
再者是加强基础设施建设,加大对农村、乡镇的供暖设施改造,以确保农村群众的温暖过冬。
加强农业保险工作,为农民提供低温雨雪冰冻灾害的保险服务,减轻灾害损失。
四、应对低温雨雪冰冻灾害的成效和不足近年来,我国在应对低温雨雪冰冻灾害方面取得了显著成效。
政府和相关部门及时发布预警信息,加强了救援工作,有效减少了灾害造成的人员伤亡和财产损失。
农业保险的普及也为农民提供了一定的保障,降低了灾害造成的直接损失。
也存在不足之处,比如在一些偏远地区,救援力量到达不及时;农村供暖设施改造不够彻底,造成了部分农民过冬不温暖。
有必要进一步加强应对低温雨雪冰冻灾害的工作。
五、未来工作建议1. 加强应急救援力量,提高救援效率,减少灾害造成的人员伤亡和财产损失。
2. 继续加强基础设施建设,特别是农村供暖设施改造,确保农民能够过一个温暖的冬季。
季节性冻土对工程的影响及防范措施季节性冻土对工程的影响及防范措施冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月),季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)。
地球上多年冻土,季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%,其中,多年冻土面积占陆地面积的25%。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。
因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。
中国冻土可分为季节冻土和多年冻土。
季节冻土占中国领土面积一半以上,其南界西从云南章凤,向东经昆明、贵阳,绕四川盆地北缘,到长沙、安庆、杭州一带。
季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3 米,往南随纬度降低而减少。
多年冻土分布在东北大、小兴安岭,西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏高原等地,总面积为全国领土面积的1/5 强。
冻土地区气温低,土层冻结,降水少,流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著,冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。
随着冻土区温度周期性地发生正负变化,冻土层中水分相应地出现相变与迁移,导致岩石的破坏,沉积物受到分选和干扰,冻土层发生变形,产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程,称为冻融作用。
它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。
融冻泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。
一般发生在数度至十余度的斜坡上。
当冻土层上部解冻时,融水使主要由细粒土组成的表层物质,达到饱和或过饱和状态,从而使上层土层具有一定的可塑性,在重力的作用下,沿着融冻界面向下缓慢移动,形成融冻泥流,年平均流速一般不足1米。
由于泥流顺坡蠕动时,各层流速不一,表层流速大于下层,所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中,产生褶皱和圆柱体等构造形态。
季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。
自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。
季节性冻土是受季节性的影响,冬季冻结、夏季全部融化。
我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米,占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤,向东经昆明、贵阳,绕四川盆地北缘,到长沙、安庆、杭州一带。
生产抗雪防冻工作简报生产抗雪防冻工作简报范文(通用6篇)在现实社会中,简报使用的情况越来越多,简报是传递某方面信息的简短的内部小报。
想学习拟定简报却不知道该请教谁?下面是小编整理的生产抗雪防冻工作简报范文(通用6篇),欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
生产抗雪防冻工作简报112月24日以来,受高空南支槽、中低层切变、低空偏东急流以及地面强冷空气南下共同影响,新宁县先后出现寒潮、中到大雪、冰冻天气,降温幅度达10至12°C,并伴有4到5级偏北风,局部山区最低气温低至-3°C,局部最大积雪达5cm以上。
为确保人民群众生命财产安全和农业生产安全,我县要求各乡镇和农业农村部门要坚决克服经验主义、麻痹思想,围绕“保民生、保供给、保畅通、保生产、保安全”要求,坚持“从快”部署、“从优”服务、“从严”督导,注重科学调度,强化责任落实,做好宣传引导,切实找准短板,全力防冻抗雪,确保不发生大面积受灾,有力保障脐橙等支柱产业受损程度降至最低。
坚持从快部署。
12月23日,我县根据天气预报,就立即组织召开应对大范围雨雪冰冻天气工作调度会,做到早动员、早部署、早准备、早落实,全力以赴做好各项防范应对工作。
县委县政府分管领导,亲自组织,现场调度,要求各乡镇和农业农村系统把低温雨雪冰冻天气防范应对作为当前的紧迫任务,强化服务“三农”意识,牢固树立“低温无缓解,力量不松懈”的思想意识,切实克服松懈麻痹情绪,全力做好防冻抗雪工作,确保人民群众生命财产安全。
12月24日,在转发省市防范措施外,县农业农村局专门印发了《关于认真做好低温雨雪冰冻天气防范应对工作的紧急通知》,迅速编发冬春蔬菜、油菜和脐橙(果树)防灾减灾技术预案。
23日以来,县农业农村局已召开调度会3次,局班子成员和农业农村系统技术人员全部包乡镇下沉到村,落实重点区域、重点作物,做到责任到人、措施到位,切实减轻灾害影响,确保冬季农业生产稳定发展。
极寒地区间冷循环水系统防冻及节能降耗技术研究与应用发布时间:2023-04-13T09:15:50.609Z 来源:《中国电业与能源》2023年第1期作者:田立辉[导读] 间冷循环水系统受电厂位置、风场、环境温度,运行方式等固有缺陷影响,田立辉中煤红星发电有限公司新疆哈密市 839000摘要:间冷循环水系统受电厂位置、风场、环境温度,运行方式等固有缺陷影响,不同区域的空冷散热器的换热性能差异也较大,也因此各发电厂未形成统一的运行方式。
本文针对冬季冷却三角投运过程出现大面积泄漏以及不同环境温度、风速、风向导致机组运行背压升高,电厂经济效益下降等问题进行分析与研究;将对间冷循环水系统的冬季防冻及夏季节能降耗具有重大意义。
关键词:间冷循环水;防冻;节能降耗Abstract: The cold circulating water system is affected by the inherent defects such as the location of the power plant, the wind farm, the environmental temperature, and the operation method. Essence This article analyzes and studied large -scale leakage and different environmental temperatures, wind speeds, and wind directions, and the decreased economic benefits of power plants in the winter cooling triangle. It is of great significance to reduce consumption in summer.Keywords: cold circulating water; anti -freezing; energy conservation and consumption reduction1、引言中煤红星发电厂两台机组分别于2019年11月和2020年7月投产发电,机组采用表凝式间接空冷系统(ISC系统),空冷散热器采用立式布置方案。
浅谈封冻河流船闸的防冰措施马骏;李泽楠;王洪义【摘要】松花江大顶子山航电枢纽船闸是东北三省唯一的通航建筑物,同时也是全国封冻河流上的第一座船闸.通过研究河冰对船闸建筑物的破坏,对船闸运转及结构的危害,结合国外已研究的多种防冰方法说明封冻河流船闸的防冰措施.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2008(000)005【总页数】2页(P118-119)【关键词】封冻河流;船闸;防冰措施【作者】马骏;李泽楠;王洪义【作者单位】松花江大顶子山航电枢纽建设指挥部,哈尔滨,150090;松花江大顶子山航电枢纽建设指挥部,哈尔滨,150090;松花江大顶子山航电枢纽建设指挥部,哈尔滨,150090【正文语种】中文【中图分类】TV8751.1 项目概况松花江干流大顶子山航电枢纽工程位于哈尔滨市下游46 km处,航电枢纽主要由船闸、泄洪闸、电站、土坝、坝顶公路桥、连接段及生产生活辅助设施等建筑物组成,船闸作为航电枢纽工程的一部分,左侧紧邻泄洪闸、右侧与岸相接。
大顶子山船闸闸位位于松花江右岸侧,船闸纵轴线和枢纽大坝中轴线夹角为90°。
1.2 工程组成内容和建设规模、标准1.2.1 组成内容船闸工程由上下闸首、闸室、上下游导航墙、上下游靠船墩、上下游隔流堤、坝顶公路桥、右岸山体连接段等部分组成。
1.2.2 建设规模和标准本船闸为Ⅲ级通航建筑物。
主体结构水工建筑物级别为:上闸首Ⅰ级水工建筑物;下闸首、闸室为Ⅱ级水工建设物;导航墙、靠船墩、隔流堤为Ⅲ级水工建筑物,临时工程为Ⅳ级水工建筑物。
船闸基本尺寸为28 m×180 m×3.5 m(口门宽×闸室长×最小槛上水深),上、下游主导航墙及调顺段各长390 m,上、下游靠船段各长160 m(上、下游靠船墩各8个),上游隔流堤长95 m,上、下闸首闸门为钢质平板人字门。
多年平均气温4.3℃,7月份最热,最高气温40℃以上,1月份最冷,最低气温在-40℃以下;最大冻土深度为2.05 m。
西部交通建设科技项目合同号:2004 328 000 43.季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究黑龙江省航务管理局黑龙江省航务勘察设计院二〇〇七年十二月目 录1项目背景 (1)2项目开展过程 (2)3项目承担、参加单位 (3)4研究工作内容及实施方案 (3)5项目总体目标 (4)6项目研究取得的成果 (5)7关键技术及创新点 (9)8依托工程及其与科研结合情况 (10)9项目效益 (11)10应用及推广前景 (13)1项目背景松花江是我国东北第一大内河,是连接黑龙江、乌苏里江、第二松花江和嫩江航运的纽带。
上世纪九十年代以来,松花江干流天然来水量呈减少趋势,加之两岸工农业用水量不断增长、人类活动和自然因素影响,又无大型控制性航电枢纽,部分河段枯水期被迫断航,断航天数逐年增加,严重影响到航运事业的发展。
1994年国家批复的《辽河、松花江流域水资源综合规划》提出了北水南调方案,提出2000年建设尼尔基水库,2010年建设哈达山水库,两水库向辽河调水65.67×108m3,为解决调水后松花江航运,在松花江干流上拟布设涝洲、大顶子山、依兰、悦来等低水头枢纽工程。
松花江属季节性冰冻河流,每年11月下旬封江,翌年4月上旬开江,每年开封江前后有一个月左右的流冰期,封冻期140天左右,流冰与冰冻会给航电枢纽金属结构、建筑物、枢纽通航等带来许多不利的影响,直接影响到枢纽建设和通航期,甚至可能造成水电工程事故、建筑物损坏等,冰冻冰害问题已成为影响枢纽安全运行的亟待解决的世界性重大技术课题之一。
《季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究》是2004年度西部交通建设科技项目。
项目依托我国季节性冰冻河流建设的首座航电枢纽工程---松花江大顶子山航电枢纽工程,国内首次针对船闸防冰防冻、水库蓄冰处理、枢纽导冰、冰对船闸作用荷载等问题展开研究,以解决依托工程建设中存在的关键技术难题,确保工程建设顺利进行,并为类似工程实践提供技术参考和借鉴。
图1 松花江干流航道发展规划图图2 松花江大顶子山航电枢纽工程全景图2项目开展过程2004年2月,提交项目立项申请书。
2004年10月,可行性研究报告通过了交通部西部交通建设科技项目管理中心组织的专家评审。
同月,交通部科教司与黑龙江省航务管理局、黑龙江省航务勘察设计院签订《季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究任务书(合同)》。
2005年1月,项目工作大纲通过黑龙江省交通厅组织的专家评审。
项目研究过程中得到了交通部主管部门领导及专家的关心与重视,西部项目管理中心多次进行中间检查和具体指导。
在项目领导小组的统一领导下,全体研究单位团结一致,联合攻关,克服了时间紧、任务重、难度大等困难,至2007年6月,按期圆满完成了研究任务。
2007年8月31日,项目通过黑龙江省交通厅组织的专题报告专家评审。
2007年11月23日,项目通过西部交通建设科技项目管理中心组织的专家验收鉴定,研究成果总体上达到国际先进水平。
3项目承担、参加单位项目承担单位:黑龙江省航务管理局黑龙江省航务勘察设计院项目参加单位:天津大学建筑工程学院交通部天津水运工程科学研究所黑龙江省寒地建筑科学研究院研究中,充分发挥建设、管理、科研、生产、设计单位联合攻关优势和研究人员的潜能,充分利用先进的仪器设备、研究手段,各单位做到团结合作,紧密配合。
4研究工作内容及实施方案4.1研究工作内容专题一:冰冻河流枢纽船闸防冰措施的研究主要研究内容:①船闸防冰措施研究;②船闸越冬问题研究。
专题二:冰冻河流枢纽水库蓄冰处理及导冰技术研究主要研究内容:①枢纽库区蓄冰规律及库区浮冰堆、冰塞成因分析;②枢纽导冰技术研究。
专题三:冰对船闸作用荷载的研究主要研究内容:①研究河段冰的相关力学参数的确定;②冰对船闸引航道导堤堤头作用荷载研究;③冰的膨胀力对船闸闸室的影响研究。
4.2实施方案1、技术路线本项目研究紧密围绕依托工程开展研究工作,采用国内外调研、资料整理与分析、理论探讨、原型观测和实验、数学模型计算、物理模型试验研究以及总结提高相结合的技术路线。
2、实施方案(1)国内外调研、收集资料;(2)闸门防冻防冰试验、引航道破冰排冰实验及船闸无水越冬试验,研究船闸防冰措施;(3)断面测量、静冰、动冰观测、破冰、导冰实验,研究库区蓄冰处理及枢纽导冰技术;(4)原型冰观测、堤头及桥墩冰荷载试验、闸室数模试验等手段相互验证,研究船闸闸室、堤头冰作用荷载;(5)科研、生产、设计、管理、建设单位联合攻关,充分利用先进仪器设备、研究手段。
5项目总体目标(1)本项目在冰冻河流枢纽船闸防冰措施、枢纽水库蓄冰处理及导冰技术方面取得具有创新性的成果,总体达到国际先进水平。
(2)研究成果为大顶子山航电枢纽的建设提供可靠的技术支持和保障,初步确定大顶子山航电枢纽船闸闸门防冰措施、闸室和引航道的排冰措施、水库蓄冰处理及导冰技术方案。
通过这些措施的实施,在枢纽正常运转期内累计可减少经济损失4000余万元。
(3)研究成果将应用于松花江干流其他枢纽的前期工作和设计中,可节省前期工作量和投资,提高设计效率;(4)在本项目研究过程中,所取得成果及总结的经验将为其他类似冰冻河流的航运开发建设提供技术储备,为航运事业的可持续发展奠定良好基础。
(5)本项目部分成果填补了我国在该领域的研究空白,缩短了与其他国家的差距,同时进一步丰富了冰工程理论,为冰问题的研究提供重要的基础理论和数据。
6项目研究取得的成果6.1主要研究成果专题一:试验验证气泡喷射装置、潜水泵射流等挠动水面防冻法及电热管加热、电热管外挂法在不同条件下的防冰效果、优缺点、影响因素分析;提出船闸闸室无水越冬和有水越冬方案;提出船闸有水越冬时,开江期闸室及引航道可利用破冰船、人工或机械方法破冰,再利用船舶航行将浮冰带走或其他特殊设备进行排冰。
图3 气幕法防浮冰试验图4 电热管加热法防冰试验图5 气幕法、水泵射流法联合运用防冰试验专题二:封冻期库区断面测量,分析冰花受力及下潜条件,揭示冰盖初步成因、库区蓄冰形成规律;提出水库正常年份时对开封江影响的时间;分析预测枢纽正常运行后年份,封江流冰期间,一是抓住有利时机,通过水库调度适当加大或减少下泄水量,使水面产生较大的浮动,以推迟封冻时间,二是适当控制下泄流量,使泄流平稳,争取“平封”;封冻期间可利用水库调度尽量降低蓄水位,减小水库水面面积和蓄冰量;通过开江期库区现场破冰实验、流动及静浮冰块观测,分析提出为减小封冻对通航保证率的影响,库区破冰合理方式、破冰适宜范围、时机、冰块破碎尺寸等;进行现场排冰实验,提出枢纽正常年份开启舌瓣门排冰,特殊情况下利用泄洪闸导冰的初步方案。
图6 库区爆破破冰实验图7 库区破冰船破冰实验图8 枢纽导冰实验图9 枢纽泄洪闸导冰实验专题三:通过现场冰力学试验,测试分析开、封江期低温冰的弯曲强度、弹性模量、单轴抗压强度等参数。
通过堤头冰荷载模拟试验,验证不同的流冰径厚比值、冰流速等限制条件下,直立、斜坡结构物冰的破坏形式和受力;分析评价国内外冰荷载计算公式及松花江公路大桥冰压力计算方法;建立数学模型,运用有限元方法计算闸室冰温度膨胀力,对比、验证公式的合理性。
图10 现场冰样采集、测试6.2提交主要科研成果报告1、《季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究总报告》;2、《季节性冰冻河流航电枢纽工程防冻防冰问题研究工作报告》;3、《冰冻河流枢纽船闸防冰措施研究报告》;4、《冰冻河流枢纽水库蓄冰处、理及导冰技术研究报告》;5、《冰对船闸作用荷载研究报告》。
此外,还有调研、观测、试验、实验、查新等成果、报告。
6.3人才培养情况通过项目研究,锻炼了科技队伍,提高了业务水平、综合素质,为西部开发和国家建设培养了人才。
项目研究期间,1人申报教授级高级工程师,1人考取硕士研究生。
7关键技术及创新点7.1关键技术1、国内首次利用模型现场模拟了闸门在不同气候和水流条件下各种防冰方式的防冰效果,提出闸门在开、封江及封冻期间的防冰技术。
2、提出开江期间闸室及引航道的排冰措施及船闸越冬初步方案,并首次应用于依托工程。
3、分析枢纽库区冰塞形成机理,弄清了水库蓄冰规律和蓄冰处理的主要方式,提出了减少冰冻对库区通航影响的有效措施。
4、提出枢纽导冰方案,利用依托工程验证了特殊情况下运用泄洪闸导冰的效果。
5、建立闸室冰盖有限元数学模型,并首次在依托工程船闸闸室冰盖荷载计算中使用,提出了对闸室墙的冰压力进行合理估算的公式。
6、建立船闸引航道导堤堤头冰荷载物模试验,验证了垂直和斜面两种结构下各种工况组合情况下的冰荷载。
7.2项目研究创新点1、冰冻河流枢纽船闸的防冰措施研究难点:目前国内尚无标准、成熟技术。
国外技术较成熟,但均针对特定河流而言。
本项目根据松花江、依托工程的特性,国内首次研究船闸闸门防冰技术,无疑是一次重大突破。
创新点:(1)提出季节性冰冻河流枢纽船闸闸门在开、封江运行及封冻期的防冰技术,闸门防冰冻可采用气幕法或水泵射流法,检修门槽防冰可采用循环导热油或防冻液加热法。
(2)首次提出船闸闸室及引航道排冰措施,开江时采用破冰船或其他方式先破碎冰盖,再利用船舶往复航行带走浮冰或采取专用设备将浮冰清除;采用蒸汽和热水射流或特殊机械清除闸室浮式系船柱、闸墙或狭窄区域的冻冰。
2、冰冻河流枢纽水库蓄冰处理及导冰技术研究难点:国内首次、无成功经验,技术难度大,需要不断摸索和探究。
创新点:(1)揭示了枢纽水库蓄冰规律,弄清了水库蓄冰处理的主要方式,提出了通过采取有效措施可减少库区冰冻对通航的影响。
研究表明,建库后若不采取蓄冰处理措施,通航期要减少10天以上,通航保证率也会降低。
本专题探讨了通过水库运行方式以减少库区蓄冰量、降低对通航期的影响,通过实船跟踪和现场试验,分析库区破冰的时机、范围,在研究方法和技术途径上有所创新。
(2)提出了枢纽导冰技术方案,即利用爆破或破冰船将库区上游一定范围的冰盖或大冰排先破碎,再经舌瓣门或泄洪闸排出,特殊年份枢纽需大量排冰时,可利用泄洪闸导冰。
8依托工程及其与科研结合情况大顶子山航电枢纽工程位于松花江干流中游、滨州桥下航道里程70km处,控制流域面积43.21×104km2,是一座以航运、发电和改善哈尔滨市水环境为主,兼具交通、水产养殖和旅游等综合利用功能的低水头航电枢纽工程。
由船闸、泄水闸、河床式水电站、混凝土过渡坝段、土坝及坝上公路等组成。
水库总库容16.97×108m3,装机总容量66MW;正常蓄水位116.0m,相应库容9.0亿m3,死水位115.0m,死库容6.0亿m3。
建设千吨级船闸一座,有效长度180m,有效宽度28m,门槛水深3.5m。
总投资28.8亿元。
枢纽建成后可改善航道里程128km,对于改善哈尔滨江段的通航、两岸交通、发展库区旅游业、渔业、解决农田灌溉等意义重大。