梯级水电站尾水水位对下游库区壅水响应之研究
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目录1 设计基本资料 (5)1.1水文 (5)1.1.1 流域概况 (5)1.1.2气象特性 (5)1.1.3 水文基本资料 (6)1.1.4 径流 (6)1.1.5 洪水 (7)1.1.6泥沙 (7)1.1.7 坝址水位流量关系 (7)1.2 地质 (7)1.2.1 区域地质概况 (7)1.2.2 水库工程地质 (8)1.2.3坝段工程地质 (9)1.2.4 各坝址工程地质 (10)1.2.5 天然建筑材料 (12)1.3枢纽任务 (12)1.3.1 发电 (12)1.3.2 航运 (12)1.4 设计依据 (13)1.4.1水文气象 (13)1.4.2坝址各频率洪峰流量 (13)1.4.3水位流量关系曲线 (13)1.4.4水利动能主要参数 (14)2 枢纽的整体布置 (16)2.1 坝址的选择 (16)2.2坝型的选择 (16)2.3枢纽布置方案比较 (18)3 非溢流坝段设计 (19)3.1 坝顶高程的确定 (19)3.2 剖面拟定 (20)3.2.1基本剖面的拟定 (20)3.2.2 实用剖面的拟定 (21)3.3荷载计算及组合 (22)3.3.1自重 (22)3.3.2静水压力 (23)3.3.3扬压力 (24)3.3.4泥沙压力 (24)3.3.5浪压力 (24)3.3.6其它荷载 (25)3.3.7荷载组合 (25)3.4 坝体强度和稳定计算 (26)3.4.1 正常蓄水位(坝基面) (26)3.4.2 校核洪水位(坝基面) (27)3.4.3 层面的抗滑稳定分析及强度校核(层面高程 261m) (29)3.5 应力分析 (32)3.5.1 正常蓄水位时坝基面的应力计算 (34)3.5.2 校核洪水位时坝基面的应力计算 (36)4 溢流坝段设计 (46)4.1泄水方式的选择 (46)4.2 水力计算 (46)4.2.1 洪水标准的确定 (46)4.2.2 确定设计流量 (46)4.2.3 单宽流量q的确定 (47)4.2.4 孔口尺寸的确定和布置 (47)4.2.5 溢流堰顶高程的确定 (48)4.2.6 定型设计水头Hs的确定 (48)4.2.7 闸门高度的确定 (48)4.2.8 泄流能力校核 (49)4.3消能设计 (49)4.3.1 反弧半径的确定 (50)4.3.2 挑距和冲坑的估算 (51)4.4.溢流坝的剖面设计 (52)4.4.1顶部的曲线段 (52)4.4.2 溢流坝剖面曲线的绘制 (53)4.5 闸墩设计 (54)4.6公路桥的设计 (55)4.7 溢流坝坝体稳定、强度验算 (61)5 细部构造设计 (65)5.1坝顶构造 (65)5.1.1非溢流坝段 (65)5.1.2溢流坝段 (65)5.2 温控措施 (67)5.3坝体分缝及止水 (67)5.3.1 坝体分缝 (67)5.3.2止水 (67)5.4廊道系统 (68)5.5坝体防渗排水 (68)6 地基处理设计 (70)6.1地基开挖与清理 (70)6.1.1地基开挖的形状及坡度 (70)6.1.2基坑的清理 (70)6.2坝基的帷幕灌浆 (70)6.3坝基排水 (72)6.4坝基的固结灌浆 (72)6.5坝基断层破碎带的处理 (73)7 船闸的总体设计 (73)7.1 船闸的组成 (74)7.1.1船闸级数的确定 (74)7.1.2船闸线数的确定 (74)7.2 船闸基本尺度的确定 (74)7.2.1闸室的有效长度 (75)7.2.2闸室的有效宽度 (75)7.2.3 门槛水深 (75)7.2.4 闸室最小过水断面系数 (76)7.3 船闸各部分高程 (76)7.3.1 船闸设计水位的确定 (76)7.3.2 船闸各部分高程 (77)7.4 闸首尺度 (78)7.4.1 闸首长度 (78)7.4.2 闸首宽度 (80)7.4.3 闸首底板厚度 (80)7.4.4 门龛深度 (80)7.4.5 门扇的基本尺度 (80)7.5 引航道布置 (82)7.5.1 引航道的平面布置 (82)7.5.2 引航道基本尺度 (83)7.5.3 引航道上的建筑物 (87)7.6 通过能力和耗水量计算 (88)7.6.1 通过能力计算 (88)7.6.2 耗水量计算 (90)参考文献 (92)致谢............................................... 错误!未定义书签。
基于DPSA的梯级水库群优化调度马立亚;雷晓辉;蒋云钟;王浩【摘要】动态规划法是一种求解多阶段决策优化问题的常用方法,在水库优化调度计算中应用广泛.该方法最大的缺陷就是用于水库群优化调度时易出现“维数灾”问题.逐次逼近动态规划法(DPSA)可以有效克服这一问题,它采用逐次迭代逼近的思想,将一个多维问题分解为多个一维问题求解.本文以水库运行模拟模型为基础,建立了基于DPSA的梯级水库群中长期优化调度模型,以汉江上游梯级水库群为研究对象,选取发电量最大为目标,对各水库库容进行离散,从而求解水库优化运行过程,其结果对于水库优化调度运行具有指导意义.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2012(010)002【总页数】6页(P140-145)【关键词】梯级水库群;优化调度;动态规划;逐次逼近【作者】马立亚;雷晓辉;蒋云钟;王浩【作者单位】中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038;中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038;中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038;中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TV697.11 研究背景水库优化调度对提高水能水资源利用效率,增强水库经济效益具有非常重要的作用。
梯级水库群优化调度问题是一个多维、具有多约束条件的、高度非线性的复杂优化问题[1]。
通过国内外学者的大量研究,现已形成几种较为成熟、应用较多的水库调度优化方法,其中动态规划(DP)法是水库调度中应用最广泛的方法之一。
动态规划是一种系统分析方法,主要用于解决多阶段决策过程的优化问题[2],它可以将问题划分为多个阶段进行决策,进而求得整个系统的最优决策方案。
但是,动态规划法存在维数灾的缺点[3],当参与计算的向量维数增加时,计算机存储量和计算复杂度也会急剧增加。
这使得动态规划法在梯级水库群优化调度求解时具有一定的局限性。
33径流式水电站设计最低尾水位技术的研究与应用赵红涛 李晓理 杨永忠(陕西省陇县段家峡水电有限责任公司,陕西 宝鸡 721200)收稿日期:2009-07-09作者简介:赵红涛(1965-)男,工程师。
摘 要: 针对目前径流式水电站最低尾水位设计存在的缺陷,对水电站的运行和效益的发挥产生严重不良影响的实际,通过科学的研究应用,提出了合理确定最低尾水位的方法,有效地突破了设计最低尾水位技术关键,在该领域具有较高推广和使用价值。
关键词: 水电站设计;最低尾水位;研究与推广一、径流式水电站最低尾水位设计的现状径流式水电站最低尾水位设计现状通常参照可调节坝后式水电站设计规范确定,但由于在实际运行中,径流式水电站和坝后式水电站特点的不同,使设计在实际运行中存在以下问题:1.水轮发电机组出力已经达到额定值,但尾水位比河床水位高,还有可利用水头,造成水资源浪费。
2.水轮发电机组出力不足,观察尾水位比河床水位低,尾水出流不畅。
3.水轮发电机组在低负荷运行时,机组出力下降显著。
机组震动值增大,导叶剪断销事故频繁发生,严重的导致导水机构螺栓松动或断裂。
检修水轮机时发现尾水管裂纹、转轮汽蚀严重。
二、径流式水电站设计最低尾水位存在问题分析通过对多年运行测量数据的统计和机组检修记录的分析,径流式水电站运行中存在的问题主要是由以下几方面原因造成:1.造成水头和水资源浪费的原因是设计最低尾水位偏高。
因为设计最低尾水位偏高,进而使机组安装高程偏高,导致尾水渠道地板偏高,机组运行时,实际运行尾水位比河床水位高,在尾水渠道和河道连接处就会出现落差,直接造成水头损失,如图1。
2.造成尾水出流不畅的原因是设计最低尾水位偏低。
因为设计最低尾水位偏低,进而使机组安装高程偏低,导致尾水地板高程偏低,机组在实际运行时,尾水位比河床水位低,尾水渠道内就会产生壅水,水轮机达不到设计水头,如图2。
3.造成水轮机运行不稳的原因是设计最低尾水位过高。
在实际运行中由于设计最低尾水位高而实际运行尾水位过低,如图2。
流域梯级水电站优化调度的方法概述流域梯级水电站是指位于同一流域内的多个水电站组成的梯级系统。
优化调度是指通过科学的方法和技术手段,使梯级水电站在满足电能需求的同时,最大程度地提高水资源的利用效率和水能的开发利用能力。
本文将探讨流域梯级水电站优化调度的方法。
1. 水能资源评估和预测水能资源评估是流域梯级水电站优化调度的基础,通过对水文数据的分析和模拟,可以对流域内的水能资源进行准确的评估。
同时,建立预测模型,对未来一段时间内的水文情况进行预测,为优化调度提供参考依据。
2. 多目标规划模型流域梯级水电站的优化调度涉及到多个目标,如最大化发电量、最小化排洪量、最大化水库蓄水量等。
通过建立多目标规划模型,可以将这些目标进行量化,并通过运算得到最优的调度方案。
3. 系统仿真模拟流域梯级水电站是一个复杂的系统,涉及到多个水库、多个发电机组之间的相互作用。
通过建立系统仿真模型,可以模拟水库调度、水流传导过程等,以及各个站点之间的调度策略。
通过对不同的调度策略进行仿真比较,可以找到最优的调度方案。
4. 智能优化算法传统的优化方法对于大规模的梯级水电站系统来说,计算复杂度较高。
因此,采用智能优化算法,如遗传算法、粒子群算法等,可以有效地解决这个问题。
通过遗传算法等方法,可以搜索解空间中的最优解,快速得到最优的调度策略。
5. 实时调度与决策支持系统实时调度是指根据当前的水情和电网负荷情况,对水电站进行即时调度。
通过建立决策支持系统,实时收集和整理数据,并基于模型和算法,给出合理的调度建议。
这样可以使梯级水电站的调度更加灵活和高效。
6. 多模型集成与协调由于流域梯级水电站的复杂性,不同的模型和方法可能会得出不同的调度策略。
因此,需要建立多模型集成与协调的方法,将不同的模型进行整合,并通过协同调度的方式,得到更加优化的结果。
结论流域梯级水电站在满足电能需求的同时,对水能资源的利用效率和水能的开发利用能力提出了更高的要求。
赣江流域规划梯级重要水利枢纽工程的环境影响分析黄一,余锦龙,陈文姬,黎湘虹【摘要】摘要:赣江由南向北纵贯整个江西省,是长江中游重要的一级支流。
赣江流域的重要枢纽工程通过对水资源的调控,实现防洪、发电、供水、灌溉、航运等多种功能,对地区社会经济发展意义重大。
但水利枢纽工程在施工期和营运期可能对水库淹没区、坝址及坝址下游等区域的自然生态和社会环境产生一系列影响。
分析了水利枢纽工程主要生态环境影响及影响特征,为工程环境决策提供了依据。
【期刊名称】江西科学【年(卷),期】2014(032)005【总页数】5【关键词】赣江;水利枢纽;典型工程;环境影响0 引言赣江流域自然资源丰富,为农业生产提供了优越的自然条件。
外洲水文站以上流域面积80 948 km2,占全省土地面积的48.5%,耕地面积占全省耕地面积的1/2,居住人口也占全省人口的1/2,流域水能理论蕴藏量为364万kW,占鄱阳湖水系60%,流域内已建2.5万kW以上水电站4座(即万安、江口、上犹江、白云山水电站),其中万安水利枢纽装机容量50万kW,是流域内最大的水利工程。
4座电站总库容约40亿m3,总装机容量63.52万kW,年发电量19.4亿kWh,其它大中小型水利工程数以千计,基本建成了蓄、引、提、排、挡相结合,防洪、排涝、灌溉、发电、航运、供水、水土保持兼顾[1-2],大中小型并举的一个比较完善的水利工程体系。
但是,赣江正在加大水能开发利用程度,水利工程建设在发挥巨大效益的同时也引发了诸多的河流生态环境问题。
本文以万安水利枢纽为例,系统介绍万安水利枢纽建设前后对赣江水生生态的影响,再通过万安水利枢纽目前的影响来分析赣江流域规划未来建设的重要水利枢纽项目实施后的影响,从而为工程环境决策提供了依据。
1 万安水利枢纽工程建设前后对赣江水生生态的影响万安水利枢纽位于赣江中游,上距赣州市92.5 km,下距万安县城2.0 km,处于赣江赣州至万安峡谷河段的出口处,坝址控制流域面积36 900km2,约占赣江总流域面积的44.2%,入库多年平均径流量229亿m3,约占赣江入湖水量的43.5%,是赣江干流的控制性工程[3]。
碧口大坝下游尾水区域泥沙淤积与处置何录合大唐碧口水力发电厂提要:碧口电站在投运后,由于泄洪排沙,尾水下游河床出现泥沙淤积。
泥沙局部堆积束窄河道、举高河床,致使正常尾水位被迫举高造成电能损失。
至2005年末,下游水位比设计正常尾水位高近2米。
2006年对下游淤积体进行了开挖处置,共开挖砂砾石10万立方米,下游水位平均降低1.7米,取得较好的水头效益。
关键词:水电厂下游尾水淤积开挖一、概况碧口水电站位于甘肃省文县碧口镇上游3km的白龙江干流上,控制流域面积26000km2,占全流域面积的80%。
工程以发电为主,兼有防洪、浇灌、渔业等效益。
装机容量3×100MW,总库容亿m3。
为大(2)型工程,主要建筑物按2级设计。
枢纽工程由土石坝、溢洪道、右岸泄洪洞、左岸泄洪洞、排沙洞、引水洞、调压井、钢管道、厂房和开关站等组成。
枢纽自建成投产以来,左岸排沙洞、右岸泄洪洞、溢洪道前后投入泄洪沙运行,左岸泄洪洞至1990年移交电厂。
碧口水电站在1976年至2006年间,最大入库流量41900m3/s(),最大的下泄流量30900m3/s(),未遇特大洪水。
二、尾水区域淤积及尾水举高情形碧口水电站尾沟渠下游河床在两个部位出现淤积,一是尾水区回流中心淤积丘,自电站运行以来淤积位置及形态转变不大,淤丘高程维持在左右,潜没水下,属细颗粒淤积丘。
二是消能区下游堆积丘,为泄洪冲洗物堆积而成,经长期冲洗砂砾石慢慢粗化,堆积体均为粗颗粒,堆积体表面可见体积较大的块石及卵漂石,堆积高程在▽617米高程以上面积近7000平方米,水流在沙丘双侧分道汇入下游河床。
1998年8月汛后淤积体最大高程~左右。
水流在堆积丘双侧分道汇入下游河床,主流在右岸,堆积体主要由右泄泄洪形成。
1998年汛期以后至今,由于枢纽未遭遇较大洪水,淤积体高程大体稳固,2004年3月实测淤积体最大高程,但淤积体的范围较1998年汛后增加较多,下游河道束口断面继续减小。
第2期2010年2月广东水利水电GUANGDONG WAT ER RES OURCES AND HYDRO POW ER N o .2F eb .2010滃江梯级水电站开发对鱼类的影响及对策张家福,黄汉禹,郑国权(广东省水利电力规划勘测设计研究院,广东广州 510635)摘 要:分析了滃江梯级水电站开发对洄游性或半洄游性、产漂浮性卵、适应急流等鱼类资源的影响。
针对这些不利影响,提出了相应的补救对策和措施。
关键词:滃江;梯级水电站;鱼类;影响;对策中图分类号:S932 4 文献标识码:B 文章编号:1008-0112(2010)02-0012-03收稿日期:2010-01-27; 修回日期:2010-02-02作者简介:张家福(1978-),男,硕士,工程师,主要从事环境影响评价工作。
1 滃江流域梯级水电站开发现状滃江发源于翁源县船肚东,自东北向西南流经连平、新丰、翁源、佛冈至英德市江头咀汇入北江,主流长为173km,流域面积为4847k m 2,河道平均比降为1 24 。
滃江水力资源丰富,是翁源县与英德市水电梯级开发的重点河流。
20世纪60年代中期以来,滃江干流已建成梯级水电站9座,总装机为89070k W,其中翁源县境内4座:黄基潭、冲下、六里、官渡,英德市境内5座:龙口、红桥、华桥、狮子口、长湖。
滃江梯级电站开发纵剖面见图1。
图1 滃江梯级电站开发纵剖面示意2 鱼类资源现状调查为了掌握滃江鱼类资源现状,进行了渔业资源调查,包括定点调查和走访调研。
定点调查位于滃江长湖电站上游(长湖电站大坝 狮子口电站大坝段)、长湖电站下游(长湖电站大坝 北江),设2个调查点;走访调研主要走访当地渔政站、渔民、养殖户和水产市场。
调查时间为2009年2月5日~2009年4月6日。
在滃江河段调查期间,共收集鱼类采集鱼类63种,分属6目16科,占滃江历史记录鱼类种类总数的80%。
其中:鲤形目2科38属42种,鲇形目4科5属7种,合鳃鱼目1科1属1种,鲑形目1科1属1种,鳗鲡目1科1属1种,鳉形目1科1属1种,鲈形目8科9属11种。
流域梯级水电站集控运行分析摘要:随着社会的发展,越来越多的人开始关注域梯级水电站集控的运行效益。
水能资源本身具有流域的特性,要想提升应用效率,要建立梯级水电站实时集控体系,有效建立水能资源利用体系,维护水电站集控管理的综合水平。
本文就流域梯级水电站集控的运行展开探讨。
关键词:流域梯级水电站;集控;运行效益引言我国流域梯级水电站集控中心监控系统的建立,顺应了时代发展的必然趋势,在建立同一业主统一建设运行管理机制的基础上,对集群化展开了系统分析,并有效完善了遥测、遥信以及遥控等操作,真正实现了现代运行管理的要求,且完善了无人值守的工作流程。
1流域梯级水电站进行集中控制的必要性水电站具有三个明显的特征,首先它是沿流域分布的,其次水电站所处的地理位置相对较为偏僻,再次,跨度相对较大。
因此,水电站要想提高自身的经济效益与社会效益,就必须采取有效措施对生产运营的成本进行一定程度上的降低,这就要求水电站能够掌握较为先进的技术,并对人力资源进行有效的整合,在此基础之上对经济调度进行一定程度的优化。
除此之外,水电站还应当不断发挥创新意识,对管理模式进行创新与发展。
因此,在流域梯级水电站进行集中控制运行是未来发展的必然趋势。
2流域梯级水电站集控运行体系介绍2.1组织体系介绍流域梯级水电站集控运行在建设的过程中需在整个电站群内设置流域集控机构,该机构一方面要负责完成上级部门下达的调度指令,另一方面要调度流域内的防洪与发电等。
各电站应配置相应的通信、监控与调度系统,且与流域集控机构对接起来,依照流域调度中心的各项指示开展工作。
对于电力企业而言,流域梯级调度机构是一个刚出现不久的部门,它的出现将令电力企业原有的组织结构发生改变。
除此之外,它的出现还改变了员工的工作制度、工作场所及职责。
2.2管理模式传统电力体制下,电厂(机组)的发电调度由电网公司负责,企业发电设备的安全性、可靠性、稳定性及投运率等成为电网考核企业的主要指标,进而造成发电企业的中心工作主要是围绕发电设备的运行、维修、检修及水工建筑物的完好开展工作,形成以保证电厂设备完好为核心的生产管理体系。
水电站尾水位的确定例析1、工程概况水电站为广东省某水库附属水电站,电站装机容量为3500KW,发电引水流量为5.65m3/s,3台发电机组,其中1台装机流量为1.55 m3/s,2台装机流量为2.05 m3/s。
尾水渠长100m,宽1.5,边坡m=1.5,尾水渠出水口高程93.65m,尾水渠进水口高程93.7m,渠道比降0.0005。
最低尾水位按1台机组满发电时,流量为1.55m3/s;正常尾水位按3台机组满发电时,流量为5.65m3/s。
电站防洪设计标准为50年一遇,校核标准为100年一遇。
水库100年一遇的泄洪流量为326m3/s,水库100年一遇的泄洪流量为532m3/s。
水电站所属河流无实测的水位流量关系资料,电站下游1.2km处有一处水陂,水陂为M7.5浆砌石重力陂,陂身总长度57.0m,其中溢流段陂长39.0m,陂高5.0m,陂顶高程89.75m,陂面宽1.6m:非溢流段陂长18.0m(左岸陂长15.0m,右岸坡长3.0m),陂高7.0m,陂面宽2.3m;陂中间防渗墙为C20砼厚40cm,陂迎水面为M1.0水泥砂浆批荡,背水面为勾凸缝。
由于缺乏实测水位流量关系资料,本次分析计算采用电站厂区下游河道的水陂作为控制断面,推求出设计断面的水位流量关系曲线,再对尾水渠采用明渠非均匀渐变流的方法确定电站尾水位。
2、控制断面(水陂)的水位流量关系分析计算选取水陂作为控制断面,水陂为高5.0m,陂顶高程88.0m,陂面宽1.6m,非溢流段陂长18.0m(左岸陂长15.0m,右岸坡长3.0m),陂高7.0m,陂面宽2.3m。
水陂过流按实用堰堰流基本公式计算水陂上断面的水位。
经计算100年一遇设计洪水时H=4.73m,P1〈1.33H,堰为高堰,Hd=(0.75~0.95)Hmax,Hmax为校核流量下的堰上水头。
该堰为低堰,m值按表1取值。
水陂水位流量计算结果见表2.3、电站尾水处水位流量关系分析计算电站尾水处水位流量关系的推求,利用水陂的水位流量关系,采用天然河道水面曲线伯努利能量方程,考虑流速水头损失,试算法求解,计算公式为:计算水面曲线时,需考虑沿程众多桥梁的壅水问题。
大通河跨流域引水和梯级水电站建设对径流的影响分析李小荣【摘要】大通河是黄河上游支流-湟水的最大一级支流,流域呈狭长地带,地形西北高,东南低,干流全长560.7 km,天然落差2 793 m,流域面积15 130 km2,占湟水流域总面积的46%.运用1956~2015年60年实测流域长系列水文资料,对黄河流域上游湟水水系的大通河径流量变化特征分析,结果显示,大通河流域近20 a径流量总体呈衰减趋势,天堂~享堂站径流量随河长及集水面积增加而减小,水资源开发利用影响自上游至下游逐渐显著.而梯级电站对对流域洪水过程影响较大,人为蓄放水,使天然的洪水过程由平稳状态转变为剧烈变化状态,对局部河段的冲刷作用加剧,对河床和两岸的稳定性以及下游河段防洪造成一定的影响.水资源密集开发等人类活动使大通河中下游河段生态环境呈现破碎化、片断化发展趋势.研究结果可为最大限度地减轻人类活动对河流特性、自然生态的影响提供基础依据.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】3页(P134-136)【关键词】跨流域引水;梯级水电站;径流影响;大通河【作者】李小荣【作者单位】甘肃省兰州水文水资源勘测局,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TV121+.4随着区域经济社会发展对水资源需求的加大,梯级电站的建成运行,特别是在西北缺水地区,实施跨流域调水解决水资源供需矛盾,对河流水资源的时空分布规律产生了很大影响,使河流水量减少,甚至断流。
因此,开展大通河流域水资源开发对河流特性的影响分析,引起社会及有关部门的重视,最大限度地减轻人类活动对河流特性、自然生态的影响。
大通河是黄河上游支流—湟水的最大一级支流,发源于青海省天峻县托勒南山,自西北向东南流经青海省的天峻、祁连、刚察、海晏、门源、互助、乐都、民和以及甘肃省的天祝、永登、红古等11个县(区),在青海省民和县享堂镇附近流入湟水。
流域呈狭长地带,地形西北高,东南低,干流全长560.7 km,天然落差2 793 m,流域面积15 130 km2,占湟水流域总面积的46%。