基于MIKE（21、3）的河南天池抽水蓄能电站下水库库区水沙数值模拟研究

发布时间：2017-11-29 19:05

  本文关键词：基于MIKE（21、3）的河南天池抽水蓄能电站下水库库区水沙数值模拟研究

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【摘要】：近年来,我国各地相继建设了一批抽水蓄能电站,以改善电网的运行状况。在河流泥沙含量较高的地区兴建抽水蓄能电站,对泥沙问题的研究将直接影响到水库库容的损失和机电设备的磨蚀。天池抽水蓄能电站下水库具有入库沙量大且容易淤积、地形条件不利于排沙且未设拦沙库、洪水泥沙问题突出、过机泥沙问题复杂等特点,泥沙问题亟待研究。因此,为了确保库区安全及工程效益的正常发挥,十分有必要开展天池抽水蓄能电站下库区水沙问题的研究。(1)采用MIKE软件分别搭建了天池抽水蓄能电站下库区的二维、三维水沙数学模型,根据实测和物理模型试验数据对所建模型进行了验证。验证结果表明所建模型对河道阻力状况的模拟近似度相对较高,可以利用所建模型对下库区的洪水演进及河床变形进行数值模拟。(2)应用搭建的二、三维水沙模型,对下库区进行了50年长系列水沙过程及典型频率洪水过程的水沙数值模拟。在长系列水沙条件下,下库区的泥沙淤积形态为三角洲淤积,泥沙主要淤积在坝前0.5~1.8km范围内。随着水库运行时间的增加,坝前泥沙淤积发展到一定程度后,淤积体会沿着原?河湾从坝前逐渐向电站进出水口附近发展,使进出水口附近的泥沙淤积量增大;在典型频率洪水条件下,上游黄鸭河干流洪水带来的泥沙将大部分落淤在下库区内,同样主要淤积在坝前0.5~1.8km范围内。同时,部分泥沙会从上游拦沙潜坝及下游坝前分别沿原?河湾向电站进出水口附近淤积发展,洪水越大,这种现象越明显。(3)本研究针对原拦沙减淤设计中存在的问题,提出了加高拦沙潜坝与增设非封闭性拦沙坝的优化方案,并对优化方案进行了专题水沙数值模拟计算。计算结果表明,优化方案更好地阻滞了淤积体从坝前向电站进出水口附近发展,进一步拦截了左支表层水流中的细颗粒泥沙,使进出水口附近的泥沙淤积量减小。同时,增加了从坝体排沙设施排向下游的泥沙量,减淤比例超过4%。其优化效果在物理模型试验中也得到了反映,对于同类抽水蓄能电站的设计规划具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV149

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本文编号：1237785