水电站工程改建管理论文

水电站工程改建管理论文1．工程概况 郭家滩水电站改建工程位于江西省修水县，是修河干流上一座以发电为主的电站。水库正常蓄水位107.5m，设计洪水位(p=2%)110.28m，校核洪水位(p=0.2%)113.0m，总库容2.62x108m3，电站装机容量10MW；根据本工程下游河床宽度、河床允许抗冲能力、闸墩应力条件和泄洪能力要求，确定工程泄洪建筑物型式为三孔泄水闸和橡胶坝联合泄洪的型式，其中三孔泄水闸每孔净宽11.0m，堰顶高程98.50m,为驼峰堰，设平面闸门挡水，采用底流消能方式消能；橡胶坝堰顶高程104.0m,采用WES实用堰，曲线方程为Y=0.08538X1.85，总宽度85.0m，每17m设一伸缩缝，采用橡胶坝挡水，其正常蓄水位107.5m以下挡水高度3.5m，超高0.2m，采用面流消能方式消能。 本工程在洪水过程中，运行调度原则是先启用三孔闸，后启用橡胶坝泄洪，即当三孔泄水闸全开后，水库水位还可能超过正常蓄水位107.5m情况下，才启用橡胶坝泄洪；采用这种方式运行，一方面减少橡胶坝运行次数，另一方面为启用橡胶坝泄洪时下游形成面流消能创造条件，并且采用面流消能相对橡胶坝采用底流消能方案可节省较多投资。 2．橡胶坝泄流进行面流消能计算 2.1计算条件及原则 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 根据本工程实际情况，拟采用高坎面流消能，挑角θ=00，根据三孔闸与橡胶坝联合运行工况，采用上游水位107.5m，109.0m，110.5m，111.5m，113.0m，114.0m六个流量进行计算，水位~流量关系见表1，下游护坦顶面高程为95.0m。 表1水位~流量关系表 组号 流量Q（m3/s） 上游水位（m） 上游水位（m） 1 884 107.50 104.39 2 1507 109.00 105.75 3 2231 110.50 107.26 4 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 2760 111.50 108.28 5 3604 113.00 109.80 6 4160 114.00 110.80 2.2计算过程 （一）按坎高a=0判别下游水深是否可能产生面流衔接 计算按坎高a=0时的底流衔接跃后水深hc’’，并列出相应下游水深ht，其结果见表2，从表2中可以看出各级流量下的ht均大于hc’’，说明有可能获得面流流态衔接。 表2跃后水深hc’’计算成果表 组号 1 2 3 4 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 5 6 流量Q（m3/s） 884 1507 2231 2760 3604 4160 单宽流量q（m3/s） 10.4 17.73 26.25 32.47 42.40 48.94 下游水深ht（m） 9.39 10.75 12.26 13.28 14.80 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 15.80 跃后水深hc’’（m） 4.65 6.07 7.39 8.24 9.44 10.18 临界水深hk（m） 2.26 3.23 4.19 4.83 5.78 6.35 （二）坎高a的选择 （1）计算各级流量Q及对应下游水深ht产生自由面流消能的界限坎高a1（坎处无闸墩），由下式计算： a1=hokp—2h1—ht—2(ht2—A)1/2…………………(1) 式中：a1—形成自由面流的界限坝高； hokp={1+（6Fr12+1）1/2}h1/3 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ h1—坎上水深，可由坎上总水头S与临界水深hk的比值查《水力学计算手册》图4-2-3中得出h1/hk，可得出h1，其中流速系数φ=0.80。 A—2Fr12h13（α1/h1—αt/t2） 其中：Fr12=（hk/h1）3 α1、αt为动能修正系数，一般取值为1.0。 t2=α1+h1 计算步骤：假定一个a1值，通过试算，得出按式（1）计算的a1值，两个a1值相近即为计算结果a1值，各级流量的a1值计算结果见表3。 表3各级流量的a1值计算成果表 组号 流量q （m3/s.m） h1 （m） Fr12 hokp （m） A （m2） ht （m） 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ a1 （m） 1 10.40 1.65 2.57 2.78 11.50 9.39 7.60 2 17.73 2.63 1.85 3.93 18.94 10.75 7.57 3 26.25 3.65 1.52 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 5.08 27.39 12.26 7.70 4 32.47 4.45 1.28 5.86 32.05 13.28 7.71 5 42.40 5.72 1.03 7.07 38.45 14.80 7.66 6 48.94 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 6.35 1.00 7.72 44.63 15.80 7.85 （2）计算各级流量q及对应下游水深ht产生淹没面流的界限界限坎高a4，由下式计算： a4=—hokp+[（hokp—h1）hokp+ht2—A]1/2………(2) 计算步骤同a1，计算A值时，t2=a4+hokp：各级流量的a4值计算结果见表4。 表4各级流量的a4值计算成果表 组号 流量q （m3/s.m） h1 （m） Fr12 hokp （m） A （m2） 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ ht （m） a1 （m） 1 10.40 1.31 5.13 2.90 15.02 9.39 5.92 2 17.73 2.10 3.64 4.04 25.32 10.75 5.86 3 26.25 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 2.98 2.79 5.18 36.30 12.26 6.02 4 32.47 3.58 2.47 5.93 44.38 13.28 6.14 5 42.40 4.74 1.81 7.02 52.75 14.80 6.48 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 6 48.94 5.34 1.69 7.71 60.42 15.80 6.69 (3)计算计算各级流量下要求的最小坎高amin。 由挑角θ=00，可由《水力学计算手册》图4-4-2查得。 以第一组为例：首先计算得E0/hk=12.5/2.26=5.52(E0—堰上总水头=上游水位—95.0),查图4-4-2得出当流速系数φ=0.80时，amin/hk=0.7，amin=0.7x2.26=1.58m，同理，可得出其它流量的amin值，计算结果见表5。 表5各级流量的amin值计算成果表 组号 hk （m） E0 （m） E0/hk amin/hk 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ amin （m） 1 2.26 12.5 5.52 0.70 1.59 2 3.23 14.00 4.34 0.40 1.29 3 4.19 15.50 3.70 0 0 4 4.83 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 16.50 3.41 0 0 5 5.28 18.00 3.12 0 0 6 6.35 19.00 3.00 0 0 （4）选择坎高 根据计算得出的a1、a4值判定，a1值较大，不符合本工程的实际情况，因此，本工程设计按淹没面流区间设计，即a值按a≤0.95a4，a≥amin范围选择。其中：a4值取各级流量计算值的大值，从表4中得出a4=6.69m；amin值取取各级流量计算值的大值，从表5中得出amin=1.59m；因此，a值选择范围为1.59第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ （5）按上述取得a=3.0m进行流态复核： 当a=3.0m时，按公式（3）、（4）列表计算界限水深ht4、ht5”。 ht4=[a2+2(a+h1/2)hokp+A]1/2………………………….(3) ht4—第四临界流态（产生淹没面流）时界限水深值 ht5”=a+ht4………………………………….…………………………………..(4) ht4—第五临界流态（产生回复底流）时界限水深值 按淹没面流区间设计时，各级流量对应的下游水深ht 应满足1.05ht4≤ht≤ht5”。ht4、ht5”计算结果见表6。 表5各级流量的ht4、ht5”值计算成果表 组号 流量q （m3/s.m） a （m） S （m） h1 （m） Fr12 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ hokp （m） Ht （m） A （m2） 1.54ht4 （m） ht5” （m） 1 10.40 3 9.5 1.03 10.62 3.10 9.39 18.71 7.39 10.0 2 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 17.73 3 11 1.68 7.11 4.26 10.8 30.8 8.94 11.5 3 26.25 3 12.5 2.38 5.49 5.41 12.3 44.5 10.4 12.9 4 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 32.47 3 13.5 2.88 4.75 6.16 13.3 53.9 11.4 13.9 5 42.4 3 15 3.75 3.64 7.23 14.8 65.0 12.6 15.0 6 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 48.94 3 16 4.13 3.64 7.96 15.8 77.4 13.6 15.9 由表6中可知，各级流量下的下游水深ht均满足1.05ht4≤ht≤ht5”的条件。 2.3计算结论： 由上述计算可知，在坎高a=3.0m时，挑角θ=00时，能满足面流消能的条件，面流消能设计区间为淹没面流区间。 3．结语 上述面流消能计算是基于水流为平面问题的假定，设计时还应注意闸门运用方面对水流流态的改变，由于面流流态变化复杂且不稳定，所以本工程还应通过模型试验给予验证。 参考文献： [1]武汉水利电力学院水力学教研室.水力学计算手册.北京：水利出版社.1980.12. 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！ 第20页共20页免责声明：图文来源网络征集，版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本站联系，我们将及时更正、删除！谢谢！