基于AHP模糊综合评价法的抽水蓄能电站库盆防渗方案比选研究

发布时间：2020-10-24 01:50

　　 库区渗漏是水利工程所面临和必须妥善解决的关键问题,其不仅影响工程运行期的正常蓄水能力,还可能危及水工结构的整体安全性态。由于抽水蓄能电站上水库的天然径流水量较小,其损失水量均需从下库抽取,因此确定可靠的库盆防渗型式关系到电站建设期施工难易与经济,更影响电站后期的安全、经济运行。本文以镇安抽水蓄能电站为例,针对其上水库防渗型式开展了深入的比选研究及优化,主要的研究内容及成果如下:(1)上水库库盆防渗方案拟定及比较分析。依据工程区域的水文、地质条件,拟定上水库库盆“土工膜护底”和“沥青混凝土面板护底”防渗方案,采用有限元数值模拟两种方案的水库库盆应力及变形,并通过计算得出两种方案均满足应力及变形要求,但“沥青混凝土面板护底”防渗方案在蓄水期面板法向位移(面板挠度)较小,更适合实际要求。通过传统分析方法对两种方案进行进一步的比较后得出,“沥青混凝土面板护底”防渗方案优于“土工膜护底”防渗方案。(2)基于层次分析法(AHP)与模糊综合评价法的库盆防渗方案综合比选研究。基于模糊综合评价理论构建由5个二级指标、14个三级指标组成的镇安抽水蓄能电站库盆防渗方案决策指标体系,采用AHP对两种库盆防渗方案进行方案比选,通过计算得出“沥青混凝土面板护底”防渗方案最终得分高于“土工膜护底”防渗方案,该定量分析结果与传统分析结果一致。因此,选取“沥青混凝土面板护底”作为推荐方案。(3)推荐方案库盆防渗型式优化设计。对库周面板与面板坝防渗面板之间的衔接型式进行优化,优化内容包括:原坝轴线左端点上移、面板周边缝及趾板上游与库盆面板衔接板分缝的调整优化等;对库底排水系统布置型式优化,根据库盆开挖形成的地质条件和库岸地下水分布特征,优化各分区面板下部排水垫层料控制参数、排水观测廊道布置及排水花管系统布置等。本文的研究成果,可以为镇安抽水蓄能电站合理选择上库库盆防渗型式提供决策依据,也可以为同类电站的防渗控制设计提供参考,还可以为已建工程总结经验、消除缺陷等方面提供思路。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV743;TV223.4
【部分图文】：

图 1-1 陕西镇安抽水蓄能电站工程位置示意图Fig.1-1 Schematic diagram of power engineering for pumped storage power station at Shaanxi Zhenan镇安抽水蓄能电站上水库位于金盆沟内，其东、南、西三面环山，成库地形好，但天然库容较小，故需利用金盆沟地形深挖形成上库库盆，以满足电站调节库容要求。库盆基岩为结晶灰岩，两岸坝肩分布有白云岩，库尾分布有少量的闪长花岗岩。其中碳酸盐类基岩在库周分布较广，局部发育溶隙或溶洞等。库盆左右岸地下水位较低，地质条件复杂，存在水库向邻谷渗漏问题，加之上水库沟溪自身水源补给量非常小，不足以弥补库盆蒸发及渗漏损失，因此上水库库盆防渗问题较为突出。另外，地质勘探资料表明：上库坝址区地层呈单斜舒缓展布，岩溶较为发育，形态各异，大小不一。坡体上可见部分小型溶洞，部分溶洞洞内已被充填；岸坡底部溶隙、溶孔多见，且多以顺层发育为主要特点。若工程防渗方案不当，渗漏将可能对库底岩体产生影响，存在发生岩溶渗透的可能性。对于岩溶地区的水利工程建设，其基础防渗处理方案对工程整体成败具有至关重要的影响。因此，十分有必要对库底岩溶成因机理、岩溶发育分布特征、岩溶发育程度、岩溶渗漏特性及稳定性等问题开展深入研究。在上述研究基础上，客观、合理地评价库

西安理工大学工程硕士专业学位论文2 镇安抽水蓄能电站工程概况及防渗要求2.1 工程概况镇安抽水蓄能电站位于陕西省商洛市镇安县月河镇菩萨殿村，工程距镇安县城74km，距西安市 134km，其工程位置如图 2-1 所示。镇安电站为一等大（Ⅰ）型工程，电站总装机容量为 1400MW（4×350MW），设计年发电量 23.41 亿 kW·h，年抽水电量31.21 亿 kW·h。电站上水库的正常蓄水位为 1392m，相应库容 896 万 m3，下水库的正常蓄水位为 945m，相应库容 1220 万 m3。工程主要为陕西电网提供服务，主要承担电网中的调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务。电站主要建筑物包括上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站等，工程上水库位于金盆沟内，将利用现有地形通过筑坝方式形成电站上水库。上水库库盆由挡水坝、开挖库岸及库底平台形成。上水库沿库周设环库道路，总长约 2332m。

2图 3-1 上水库库盆防渗布置图（土工膜护底方案）Fig.3-1 Layout of seepage prevention for reservoir basin (geomembrane protection scheme)3.2.2 库盆防渗工程设计上库主坝及周边混凝土面板防渗结构设计已在 3.1 节中表述清楚，下面重点说明库盆防渗结构设计。a.土工膜护底防渗结构设计库底土工膜防渗结构，包括顶部压覆保护等，从上至下依次为：（1）沙袋（重 30kg，由无纺土工布袋填装砂料）；（2）500g/m2的涤纶针刺无纺土工织物；（3）1.5mm 厚的HDPE 土工膜防渗层（膜布分离）；（4）500g/m2的涤纶针刺无纺土工织物；（5）6mm 厚土工席垫；（6）60cm 厚垫层：垫层料采用结晶灰岩和花岗岩加工制成的粗砂、小石、中石掺配而成，下部厚40cm，最大粒径80mm；上部20cm厚，最大粒径20mm，孔隙率≤18％，
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本文编号：2853846