小浪底枢纽进水塔前允许淤沙高程试验研究

发布时间：2017-06-09 10:03

  本文关键词：小浪底枢纽进水塔前允许淤沙高程试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小浪底水库是黄河进入下游前最后一座具有较大调节能力的峡谷型水库,能为黄河下游的防洪减淤创造十分有利的条件。黄河来水含沙量高,来沙量大,自1999年小浪底水利枢纽投入运用至2014年4月,库区泥沙淤积日益严重,有可能导致枢纽进水口淤堵、闸门启闭困难等问题出现。随着库区泥沙淤积发展,三角洲顶点进一步向坝前推进,当泥沙淤积推进至坝前时,随着淤沙高程的增加,将会对水库进水底孔造成一定的淤堵。当进水口底孔前泥沙淤积高程超过允许淤沙高程,打开泄水孔洞,洞前泥沙淤堵泄水孔洞,会造成孔洞不出流或短时间内不出流,从而影响工程效益发挥甚至影响枢纽工程安全运行。因此,为了确保水库安全运行及工程效益的正常发挥,开展小浪底水利枢纽进水塔群前允许淤沙高程值试验研究至关重要。本文以小浪底水库为研究对象,建立坝前库区正态浑水动床物理模型。在对模型的相似性进行验证的基础上,选取坝前特征水位210m为控制条件,分别对进水塔前183.5m、187.0m两种淤沙高程状况进行短历时拉沙,与187.0m淤沙高程状况进行持续拉沙试验,复核现阶段水库最大允许淤沙高程值的可行性。针对最大允许淤沙高程状况,开展排沙洞闸门不同相对开度方案试验研究,通过对试验结果分析对比,提出了满足拉沙要求而较小弃水量的闸门相对开度运行方案。试验结果表明:(1)在坝前运行水位为210m情况下,当进水塔群前淤积面高程达183.5m或187.0m时,开启排沙洞泄流均能够有效拉沙,泄水孔洞前无淤堵。根据金属结构设备安全运行条件,小浪底水利枢纽泄水建筑物底孔前允许淤沙高程值仍可采用187.0m;(2)针对进水塔前187.0m允许淤沙高程状况,当1号、2号排沙洞工作闸门取相对开度0.15,3号排沙洞工作闸门取相对开度0.18进行泄流拉沙时,在满足预期拉沙效果,保证发电效益不显著降低的前提下,所需拉沙弃水量较小,其单位输沙弃水量约为24.48m3/t。
【关键词】：小浪底水库 进水塔前淤积 允许淤沙高程 闸门开启方式 拉沙弃水
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 符号说明9-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景及研究意义10-12
• 1.2 小浪底水库工程概况12-15
• 1.3 小浪底水库泥沙淤积研究进展15-16
• 1.4 主要研究内容及方法16-18
• 1.4.1 主要研究内容16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 2 模型设计与验证18-36
• 2.1 模型设计18-22
• 2.1.1 模型相似理论18-19
• 2.1.2 比尺选择19-22
• 2.2 模型布置22-24
• 2.2.1 整体平面布置22-23
• 2.2.2 模型制作23
• 2.2.3 量测仪器23-24
• 2.3 模型验证24-35
• 2.3.1 试验水沙条件24-28
• 2.3.2 河床边界初始条件28
• 2.3.3 模型验证结果分析28-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 进水塔群泄水底孔前允许淤沙高程值复核试验36-56
• 3.1 研究方案36
• 3.2 底孔前允许淤沙高程 183.5m方案36-41
• 3.2.1 试验过程36-37
• 3.2.2 试验成果37-41
• 3.3 底孔前允许淤沙高程 187.0m短历时方案41-51
• 3.3.1 试验过程41
• 3.3.2 试验成果41-51
• 3.4 底孔前允许淤沙高程 187m持续拉沙方案51-54
• 3.4.1 控制条件51
• 3.4.2 试验成果51-54
• 3.5 底孔前允许淤沙高程复核试验结论54-56
• 4 排沙洞工作闸门不同开度短历时拉沙试验研究56-74
• 4.1 试验控制条件56
• 4.2 工作闸门不同相对开度方案试验成果56-66
• 4.2.1 1 号、2 号排沙洞取相对开度 0.40，3 号排沙洞取相对开度 0.48 方案试验57-60
• 4.2.2 1 号、2 号排沙洞取相对开度 0.15，，3 号排沙洞取相对开度 0.18 方案试验60-63
• 4.2.3 1 号、2 号排沙洞取相对开度 0.35，3 号排沙洞取相对开度 0.40 方案试验63-66
• 4.3 不同开度方案试验结果对比分析66-73
• 4.3.1 拉沙用水量对比分析67-68
• 4.3.2 闸门开启后，泥沙淤堵孔洞时间对比分析68-70
• 4.3.3 出口含沙量对比分析70
• 4.3.4 塔前冲刷漏斗对比分析70-71
• 4.3.5 单位输沙水量对比分析71-73
• 4.4 本章小结73-74
• 5. 结论和展望74-76
• 5.1 结论74
• 5.2 展望74-76
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的学术论文76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-81

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