亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        火電廠取水配套工程滾水壩的設(shè)計及應(yīng)用

        2014-11-06 01:25:00黃家林付學(xué)鋒
        江西煤炭科技 2014年1期
        關(guān)鍵詞:閘孔中得壩頂

        黃家林,付學(xué)鋒

        (江西省電力設(shè)計院,江西 南昌330096)

        滾水壩,即溢流壩,在水利工程中應(yīng)用相當廣泛,主要作用是抬高上游水位,以滿足上游區(qū)域灌溉及取水等要求?;鹆Πl(fā)電廠在江河取水時,當水深及天然來水量不能滿足要求時,則可以在取水口下游設(shè)置滾水壩,形成一定的調(diào)節(jié)庫容及抬高水位以滿足取水要求。

        1 取水工程概述

        某火力發(fā)電廠規(guī)劃容量為2×660MW+2×660 MW,本期新建2×660MW國產(chǎn)超臨界燃煤發(fā)電機組。電廠本期最大取水量約2100m3/h(5.0×104m3/d)左右,電廠取水自袁河潭田滾水壩上游約200m處。河道枯水期天然來水流量 Q=0.07m3/s(252m3/h),無法滿足電廠取水水量的要求。經(jīng)水資源論證及取水專題比較,電廠取水需依靠上游山口巖水庫調(diào)節(jié)放水及修建滾水壩,在取水河段形成13×104m3以上調(diào)節(jié)庫容。

        山口巖水利樞紐工程是一座以防洪、供水為主,兼顧發(fā)電、灌溉等綜合利用的大(Ⅱ)型水利樞紐工程,為多年調(diào)節(jié)水庫。水庫調(diào)節(jié)庫容為0.604×108m3,可滿足水庫下游工農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水水量的要求。在非主灌溉期的11月~次年3月,山口巖水庫的下泄水量為滿足河道內(nèi)生態(tài)用水和電廠取水而放水,此二項用水的日平均流量為1.38 m3/s,相應(yīng)的山口巖水庫日下泄最小水量為12×104m3。

        潭田滾水壩位于山口巖水利樞紐下游約3.5km處,壩頂高程為142.0m,該滾水壩建于20世紀60年代,由于年久失修,滾水壩多處倒塌,因未建排沙閘,壩前泥沙已淤積同滾水壩頂面平,河道兩側(cè)岸堤頂面高程為145.2m。若不清淤直接將下游的潭田滾水壩加高3m,則蓄水后水面標高為145.0m,無法滿足岸堤的防洪要求。本工程取水河段兩側(cè)岸堤新修不久,翻修及加高的工程量大、投資高,因此考慮河道清淤,降低河床標高,同時新建一座3m高滾水壩的方案。清淤后,滾水壩前水深3m,庫內(nèi)蓄水庫容約13.2×104m3,能滿足本工程取水要求。

        2 滾水壩設(shè)計

        新建滾水壩為混凝土壩,壩長83.3m,設(shè)計清淤后的壩址前河床高程為140.5m,滾水壩壩頂高程為143.5m,壩底高程為139.0m。非閘孔溢流壩段斷面采用實用堰,為獲得較大的流量系數(shù),選擇曲線形實用堰。壩體上游壩坡采用1∶0,即堰體上游擋水面為鉛直,堰體下游曲面采用冪函數(shù)曲線,與下游河床的銜接采用反弧段銜接。

        新建滾水壩共需設(shè)置5個泄洪排沙閘門,閘孔凈寬3 m,閘門高3m,中墩及邊墩寬度1.2m,墩頭采用半圓形。壩頂以上149.0m高程處設(shè)置閘門操作平臺及走道板,走道板與左岸相接。上游山口巖水電站泄洪時,泄洪排沙閘門開啟,用于排沙及確保滾水壩上游河道岸堤在設(shè)計洪水標準下仍能發(fā)揮防洪作用。

        滾水壩下游設(shè)置9.0m長防沖護坦,護坦后端設(shè)置0.5m高的消力墻。護坦及消力墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水流經(jīng)護坦消能后,仍留有一定的剩余能量,流速分布不均勻,脈動仍較劇烈,具有一定的沖刷能力,在護坦后設(shè)置了10m長海漫防沖加固。

        滾水壩設(shè)計斷面見圖1。

        圖1 滾水壩斷面

        3 計算依據(jù)及內(nèi)容

        取水河段兩岸的河堤高度是按照20年一遇的洪水標準設(shè)計的,新建滾水壩后,仍然要保證當20年一遇洪水發(fā)生時,壩前水位不應(yīng)超過該河堤設(shè)計洪水位,本文水力計算以此為水位控制的依據(jù)。

        3.1 工程級別與建筑物級別

        根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標準》(DL5180-2003)并結(jié)合本滾水壩為火電廠取水配套工程,需提高一個等級,故本滾水壩的工程等級確定為四等,工程規(guī)模為?。?)型工程,滾水壩主體建筑物為4級建筑物,相應(yīng)結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅲ級;消力池及海漫為5級次要建筑物,相應(yīng)結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅲ級〔1〕。水閘樞紐工程等別為Ⅲ級,工程規(guī)模為中型〔2〕。

        3.2 洪水設(shè)計標準

        按照《水利水電等級劃分及洪水標準》(SL-525-2000),結(jié)合《防洪標準》(GB50201-94)的要求,滾水壩主體工程設(shè)計洪水P=2% (50年一遇),校核洪水P=0.5%(200年一遇)??紤]到滾水壩為火電廠取水配套工程,根據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》(GB50660-2011)相關(guān)規(guī)定,本滾水壩主體構(gòu)筑物設(shè)計洪水與取水構(gòu)筑物一致,取P=1% (100年一遇),校核洪水P=0.1%(1000年一遇)。下游消能防沖建筑物洪水標準采用20年一遇洪水設(shè)計。水閘對應(yīng)的設(shè)計洪水重現(xiàn)期為20~30年,校核洪水重現(xiàn)期20~100年〔3〕。為便于計算,本工程水閘的設(shè)計及校核洪水標準采用與滾水壩壩體同。

        3.3 基本水位資料

        表1 特征水位

        4 計算過程

        滾水壩的計算包括水力計算和結(jié)構(gòu)計算兩部分,由于該工程滾水壩壩高低,地基較好,結(jié)構(gòu)計算較簡單,本文中略去結(jié)構(gòu)計算的內(nèi)容,著重介紹水力計算的內(nèi)容。

        4.1 消能工的設(shè)計

        設(shè)計工況:當滾水壩上游山口巖水庫開閘泄洪時,滾水壩開閘泄洪排沙,此時洪水分別通過閘孔和壩頂宣泄。根據(jù)水流在流速較大時不易擴散的特點,近似地認為通過閘孔的水流和通過壩頂?shù)乃骺梢苑謩e單獨進行水力計算〔4〕。

        4.2 消能工的水力計算

        4.2.1 通過閘孔和壩頂?shù)牧髁坑嬎愎?/p>

        通過閘孔的水流流量計算公式為:

        式中:ε′為垂直向收縮系數(shù);φ為閘孔流速系數(shù);e為閘門的開度,m;H0為閘前總水頭,m;g為重力加速度,m2/s;B為閘孔寬度。

        式中:H為閘前水頭,m;α0為動能校正系數(shù),取1.05;v0為行進流速,m。

        若閘門的開度e大于設(shè)計洪水位,則通過閘孔的水流為側(cè)向收縮的自由出流,這種水流有和寬頂堰相同的特點,相當于無坎款頂堰,其流量計算公式為:

        式中:m為無坎寬頂堰流量系數(shù)(考慮了側(cè)向收縮的影響)。通過滾水壩壩頂水流流量計算公式為:

        式中:σ為淹沒系數(shù);ε為側(cè)向收縮系數(shù);m為實用堰流量系數(shù)。

        式中:n為孔數(shù);ζ0為閘墩系數(shù);ζk為邊墩系數(shù);b為每孔寬,m。

        式中:h為壩頂水頭,m。

        4.2.2 確定閘(壩)前水位

        由于閘(壩)前水位H未知,無法分別直接求出通過閘孔和壩頂?shù)牧髁縌。但通過閘孔和壩頂?shù)目偭髁恳阎?,可假設(shè)一個閘(壩)前水位,分別求出閘孔和壩頂?shù)倪^流量,若求出的兩者流量之和與已知的總流量相等,則假設(shè)的閘(壩)前水位為實際閘(壩)前水位。

        假設(shè)閘(壩)前水位H=4.2m。河床標高為140.5m,下游水面標高為142.54m。

        (1)計算通過閘孔的流量Q1。

        已知:閘門開度e=4.5m,閘門凈寬b=3.0m,B=n×3=5×3=15m,閘墩厚1.2m,Q5%=252m3/s,河寬L=79.3m,α0=1.05,g=9.8m2/s。

        將v0、α0、g、H 的值代入式(2)中,得 H0=4.231m;b/B0=3/4=0.75,查表(本文中的查表項均見引文〔4〕中,下文同)中得 m=0.37。

        將 m、B、g、H0的值代入式(3)中得 Q1=213.81m3/s。

        (2)計算通過壩頂?shù)牧髁縌2+Q3。

        通過壩頂?shù)牧髁糠謨刹糠?,一部分為頂部設(shè)有閘門檢修平臺及走道板的壩段,即左岸壩段,流量為Q2。一部分為沒有設(shè)檢修走道的壩段,即右岸壩段,流量為Q3。

        計算 Q2,已知n=5,b=5.2m,B=b×n=26.0m,a=3.0m,α0=1.05,h=H-a=4.2-3.0=1.2m,v0=0.757 m/s,下游水位為2.04m,a1=3.0m,hs=2.04-a1=-0.96m。

        將h、α0、v0、g的值代入式(4-6)中,得 H0=1.231m;由hs/H0=0.845,走道板支墩采用半圓形,查表得ζ0=0.45;ζk=0.7。

        將n、b、H0、ζ0、ζk的值代入式(5)中得ε=0.976;Hd(定型水頭)=1.53m(取最大靜水頭的0.85倍,最大靜水頭為水面與堤壩平的水頭,此時行進流速為1.01m2/s,靜水頭為145.3-140.5-3=1.8m)。

        由 H0/Hd=1.231/1.53=0.804,a/Hd=3/1.53=1.961,查表得 m=0.486。

        由a1/H0=3.0/1.231=2.438,hs/H0=-1.04/1.231=-0.845,查表得σ=1。

        將σ、ε、m、B、g、H0的值代入式(5)中得 Q2=74.57 m3/s。

        計算Q3,已知n=1,B=b=28.3m其余已知條件 m、σ、g和H0與計算Q2時一致。

        將n、b、H0、ζ0、ζk的值代入式(4)中得ε=0.994;

        將σ、ε、m、B、g、H0的值代入式(5)中得 Q3=82.63 m3/s。

        (3)判定假定的壩前水位是否正確。

        Q=Q1+Q2+Q3=213.81+74.57+82.63=371.01 m3/s>Q5%,說明假設(shè)的 H偏大,重新假設(shè) H值,重復(fù)步驟a、b、c的計算,直到 Q≈Q5%為止。假定 H=3.73m,重新試算。

        經(jīng)計算 Q2=34.48m3/s,Q3=37.85m3/s。得:Q=Q1+Q2+Q3=179.78+34.48+37.95=252.21m3/s≈Q5%=252m3/s,說明假設(shè)的H值為正解。即壩前水位H=3.73m。

        4.2.3 判斷壩后水流的水躍形式

        根據(jù)壩前斷面和壩后收縮斷面的能量方程,可推出下列公式〔4〕:

        式中:T0為壩前總水頭,m;φ為泄水建筑物流速系數(shù);hc0為收縮斷面水深,m;q為單寬流量,m3/s。

        已知:a=3m,h=H-a=3.73-a=0.73m,α=1.05,g=9.8m2/s,q=1.341m3/s(因為 Q3壩段流速較大,故選此段作為控制段),v0=0.852m/s,下游水位為142.54m。

        將h、a、α、v0、g的值代入式(8)得 T0=3.77m;此壩段為側(cè)向收縮的自由出流,查表得φ=0.95。

        將 T0、φ、g、q的值代入式(7)中得hc0=0.168m。

        共軛水深及費勞德數(shù)的計算公式如下〔4〕:

        式中:hco2為與hco對應(yīng)的第二共軛水深,m;Fr1為與hco對應(yīng)的弗勞德數(shù);vco為與hco對應(yīng)的流速,m/s;vco= q/hco=1.341/0.168=7.982m/s。

        將α、vco、g、hco的值代入式(10)中得Fr1=6.375。

        將Fr1、hco的值代入式(9)中得hco2=1.433m<2.04m(下游水深),故可判斷發(fā)生淹沒水躍,可不設(shè)置消力池或消力墻。但因為淹沒較大,且Fr1>4.5,壩頂下泄的部分水流容易潛入水下成為流速較高的潛流,對下游產(chǎn)生沖刷,為防止這種現(xiàn)象發(fā)生,下游設(shè)置防沖護坦,護坦后端設(shè)置0.5m高的消能墻。

        4.2.4 判斷閘后水流的水躍形式

        已知:a+h=H =3.73m,α=1.05,g=9.8m2/s,q=Q1/B=179.78/15=11.98m3/s,v0=0.852m/s,下游水位為2.04m。

        將h、a、α、v0、g的值代入式(8)得 T0=3.77m;此壩段為無坎款頂堰自由出流,查表得φ=1。

        將T0、φ、g、q的值代入式(7)中得hc0=2.60m;vco=q/hco=11.98/2.60=4.61m/s。

        將α、vco、g、hco的值代入式(10)中得Fr1=0.936<1,屬于緩流,下游無需設(shè)置消能防沖設(shè)施。

        4.2.5 護坦長度的計算

        護坦的長度取決于水躍的長度。水躍的長度計算公式為〔4〕:

        式中:lj為水躍長度,m;l為護坦長度,m;hco為收縮斷面水深(第一共軛水深),m;hco2為第二共軛水深。

        將hco2、hco代入式(4-11)中,得lj=8.728m。l=8.728m。設(shè)置護坦的長度應(yīng)大于8.728m,本工程取護坦長度9.0m。

        4.2.6 下泄流量與躍后水深及水躍長度的關(guān)系

        根據(jù)不同的下泄流量和下游水深,可以按上文中3.3.1-3.3.5小節(jié)計算出下游的躍后水深及水躍長度。將數(shù)據(jù)列入表2。

        表2 下泄流量與躍后水深及水躍長度的關(guān)系

        從表2中可以看出,躍后水深及水躍長度隨著下泄流量的增大而增大。因此可以認為,當發(fā)生低于或等于設(shè)計標準20年一遇的洪水時,水躍均發(fā)生在護坦內(nèi),且均為淹沒水躍,不會對下游形成不利沖刷,采用20年一遇的洪水流量作為消能工的設(shè)計標準是合理的。

        4.2.7 海漫長度計算

        水流經(jīng)過護坦發(fā)生淹沒水躍消能后,雖然消除了大部分的多余能量,但仍留有一定的剩余能量,特別是流速分布不均勻,脈動仍較劇烈,具有一定的沖刷能力,因此護坦后面扔需要設(shè)置海漫防沖加固,以使水流均勻擴散。

        海漫長度計算公式為〔2〕:

        式中:Lp為海漫長度,m;qs為消力池末端單寬流量,m3/s;Ks為海漫長度計算系數(shù),可取Ks值8;△H’為上下游水位差,m。

        已知:Ks=8,qs=q=1.341m3/s,△H’=3.73-2.04=1.69m。

        將Ks、qs、△H’的值代入式(12)中得Lp=9.243m,海漫長度取10.0m。

        5 結(jié)語

        本文通過對過壩流量、過閘流量的計算確定了壩前水位,滿足了20年一遇洪水時新壩建后的水位不超過未建新壩前的洪水水位,兩岸防洪堤不需要另外加高;通過對滾水壩下游的水躍形式的判斷,采取相應(yīng)的消能工設(shè)計。對于同一河道斷面出現(xiàn)多種過流形式的水流,其中某種形式的過流流量無法直接計算,應(yīng)假設(shè)一個壩前水位,然后采用試算的方式計算各過流形式的流量。希望本文中采用的水力學(xué)計算方法及滾水壩的設(shè)計能為今后類似工程提供參考。

        〔1〕DL 5180-2003水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標準.北京:中國出版社,2003.

        〔2〕SL 265-2001水閘設(shè)計規(guī)范.北京:中國水利水電出版社,2001.

        〔3〕GB 50201-94防洪標準.北京:中國計劃出版社,1994.

        〔4〕李家星,趙振興.水力學(xué).南京:河海大學(xué)出版社,2001.

        猜你喜歡
        閘孔中得壩頂
        “中得心源”與“心物熔冶”——論唐至近代畫論的師心論轉(zhuǎn)向
        國畫家(2023年1期)2023-02-16 07:58:56
        基于貝葉斯參數(shù)更新的高土石壩壩頂開裂風(fēng)險動態(tài)評估與預(yù)警
        運行期土石壩壩頂高程存在的問題及處理
        前置式閘孔電站在水閘的應(yīng)用
        ——以淮陰閘為例
        江蘇水利(2020年6期)2020-07-03 07:55:10
        閱讀
        凈土慢生活(2016年1期)2016-02-23 21:55:30
        鼴鼠中得異類
        白鶴灘水電站右岸壩頂以上邊坡開挖施工進度方案研究
        山東德州四女寺南進洪閘過閘流量分析
        海河水利(2014年2期)2014-02-21 12:18:06
        寬頂堰平板閘門閘孔出流水力計算的實驗研究
        基于驗算點法的重力壩壩頂水平位移可靠度研究
        成人av在线免费播放| 激情97综合亚洲色婷婷五| 久久精品无码一区二区2020| 少妇一区二区三区乱码| 日本久久久免费观看视频| 欧美色欧美亚洲另类二区| 又硬又粗又大一区二区三区视频| 亚洲va欧美va人人爽夜夜嗨| 精品国产日韩亚洲一区在线| 亚洲熟女综合色一区二区三区| 人人添人人澡人人澡人人人人| 999久久66久6只有精品| 国产在线视频一区二区三区不卡| 一边捏奶头一边高潮视频| 天躁夜夜躁狼狠躁| 精品无码成人片一区二区| 久久综合五月天啪网亚洲精品 | 在线一区二区三区免费视频观看 | 精品久久一区二区av| 中文字幕久久波多野结衣av不卡| 亚洲成av人片一区二区| 一本大道久久a久久综合| 亚洲无人区一码二码国产内射| 亚洲国产精品日本无码网站 | 中文字幕在线亚洲日韩6页| 超碰Av一区=区三区| 在线久草视频免费播放| 亚洲精品久久激情国产片| 亚洲av日韩av不卡在线观看| 久久99国产亚洲高清观看首页| 一区二区三区免费观看日本| 成在线人免费视频| 亚洲一区视频在线| 国产成人自拍视频视频| 97在线视频人妻无码| 一本一本久久a久久精品综合麻豆| 在线观看av片永久免费| 久久久中文字幕日韩精品| 亚洲av无码av制服另类专区| 亚洲AV无码专区国产H小说| 午夜免费观看一区二区三区|