水电站库区泥沙淤积及过机泥沙特性研究：小湾案例

发布时间：2020-10-26 04:35

　　 河流水库水文泥沙观测是水库枢纽工程科学运行管理的重要组成部分。工程实践证明,对水库进行泥沙观测,分析研究库内水沙运动、进出库泥沙及其理化组成、库区内冲淤变化规律等,为电站水土保持、水库水沙调度和安全运行提供科学、客观的依据是很有必要的。过水轮机水沙的特性是造成水轮机的磨损破坏的原因之一,严重时将影响机组正常运行,开展过水轮机泥沙特性和对轮机磨蚀的关系研究,对制定水土保持和机组保护措施将起到支撑作用。本论文以小湾水电站库区为案例,针对小湾电站库区实际情况,合理制定了采样布置点,建立样品分析方法,并开展2015年全年进入库区和流出轮机的泥沙的全面观测采集和分析工作。通过对2015年小湾电站库区的输沙量、泥沙特性、水质情况等基础数据的剖析,总结出2015年小湾库区各项环境因素的时空环境因素变化与泥沙的相关性等规律。结果表明：小湾电站入库泥沙主要由铝硅酸盐组成,其次是Fe2O3、K2O、 CaO、MgO、Na2O等,悬沙和床沙主要化学元素O、Si、Al占据元素总量的80%以上,含重金属元素除了锰(Mn)的含量以外,均低于1ppm；床沙颗粒粗,磨圆度差,外形极不规则,尖角和棱线明显,此类石头对机组的磨损存在较大的影响?；水库的水温变化基本上遵循气温的年变化特征,年内变差幅度不超过3℃,水体一直呈弱碱性,年但变差不大,坝下水体的氧化还原电位几乎都高于坝前水体,尤其是8月最为明显,坝下水体的溶解氧略高于坝上水体,盐度一直维持在0.2ppt。小湾库区整体水质基本上长年处在二类以上。研究工作通过水库汇水区降水资料比对,选定1 972年作为2015年水文近似年,利用国际上目前认可的Brune模型对小湾库区2015年的淤积量进行了测算,值为114万吨。另外,结合2015年测量出的过水轮机泥沙量,利用水轮机流道一般磨损规律模型分别测算出2015年小湾电站机组汛前、讯中、讯后的磨蚀情况,全年平均磨蚀率为6.05mm/kh,数据显示泥沙会对水轮机造成明显的磨蚀影响。研究成果可为小湾电站后续的泥沙观测方法及管理工作提供依据,同时为其它水库开展此类监测和研究提供技术参考。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TV145
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 课题主要内容
    1.3 课题技术路线
        1.3.1 研究断面布设
        1.3.2 观测频次
        1.3.3 野外采样方案及设备
        1.3.4 样品分析测试
    1.4 研究的创新点
第二章 文献综述
    2.1 电站建设对河流泥沙的影响
    2.2 河流输沙对电站运行的影响
    2.3 国内外相关研究进展
    2.4 澜沧江-湄公河水电开发的泥沙变化响应研究及其存在问题
    2.5 河流沉积物中重金属研究
    2.6 小结
第三章 研究区概况及入出库断面泥沙量及过机泥沙特性
    3.1 研究区概况
    3.2 断面泥沙量及过机泥沙特性研究方法
        3.2.1 出入库泥沙测验
        3.2.2 过机泥沙特性测定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 小湾出入库断面泥沙含量
        3.3.2 泥沙矿物组成及硬度
        3.3.3 泥沙元素组分
        3.3.4 泥沙颗粒微形貌特征
        3.3.5 重金属含量
    3.4 小结
第四章 过机水体环境指标分析
    4.1 研究方法
        4.1.1 断面布设
        4.1.2 水样分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 常规八项指标检测
        4.2.2 离子浓度分布及总硬度
        4.2.3 重金属含量
    4.3 小结
第五章 水库泥沙淤积及机组磨蚀评估
    5.1 库区淤积计算
        5.1.1 数据整理及计算方法
        5.1.2 计算过程及结果
    5.2 机组磨蚀评估
        5.2.1 评估方法
        5.2.2 评估过程及结果
    5.3 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 存在不足
附录：洱源、云龙、漾濞、永平历年降雨
致谢
参考文献

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本文编号：2856502