【摘要】：隨著我國對水電能源的大力開發(fā),對水電站穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來越高,電站既要滿足電網(wǎng)需求量,又要滿足正常運(yùn)行及對庫區(qū)水位調(diào)節(jié),同時還有可能遇到機(jī)組故障而切機(jī)。由此產(chǎn)生的非恒定流可能會使下游河道水位發(fā)生陡漲陡落,流速變率大現(xiàn)象,導(dǎo)致流態(tài)惡化等問題,并對河道航運(yùn)條件等產(chǎn)生不利影響,因此,對水電站下游非恒定流進(jìn)行研究是非常有必要的。本次研究以某大型水利樞紐的水電站及其下游河道為研究對象,建立了幾何比尺為1:100的正態(tài)物理模型,并在此基礎(chǔ)上搭建了非恒定流測控系統(tǒng),對了3組實(shí)況方案以及12組調(diào)峰、泄洪、調(diào)峰泄洪組合工況進(jìn)行了物理模型試驗(yàn),并針對典型工況對非恒定流特性進(jìn)行了分析和討論。通過本次研究,主要得到以下結(jié)論:首先通過實(shí)測資料整理與實(shí)況方案分析,發(fā)現(xiàn)梯級電站間河道中水位受下游電站水庫回水區(qū)影響明顯,且已蔓延至5#測站至11#測站之間;同時水電站下游各站水位、流速均與電站下泄流量保持性良好,電站下泄流量越大,沿程各站間水位差值越大,受回水區(qū)影響越小。其次,通過對不同工況下非恒定流特性的分析,得到沿程各站水位、流速均隨著電站下泄流量的變化而變化,在非恒定流演進(jìn)過程中,沿程坦化現(xiàn)象明顯。水位、流速變幅沿程逐漸降低。同時發(fā)現(xiàn),除電站調(diào)節(jié)流量變幅直接影響河道中水位和流速變幅的大小外,電站最小下泄流量也決定著水位及流速變幅的大小。另外針對河道斷面地形分析了斷面流速的分布狀態(tài)及復(fù)式斷面對流速的影響。然后,通過斷面流量計(jì)算,并對其在斷面間的傳播和變化過程進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)流量在該河道下游傳播速度較快,傳播速度同時也受到下泄起始流量大小和流量變幅影響;最后,通過對模型河道進(jìn)行表面流場的測量與分析,發(fā)現(xiàn)在調(diào)峰工況下,電站泄流起始流量為1600m~3/s時,整個河道表面流速均在3m/s以下,全河段滿足通航條件;電站下泄起始流量由3000m~3/s開始變化時時,部分河段滿足通航條件。在電站調(diào)峰泄洪組合工況及極端泄洪工況下,表面流速大,變化快,不良流態(tài)較多,下游河道航運(yùn)存在危險。
【圖文】：

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文究：（1）根據(jù)工程概況和實(shí)測資料建立起該水電站壩址上游 500m、樞紐本以下約 15km 河段 1:100 的物理模型，在各種調(diào)峰、泄洪、切機(jī)等運(yùn)行工試驗(yàn)，并對驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。探究不同工況下水電站下游水位變幅非恒定流特性，，經(jīng)典斷面的流速分布，以及沿程水位、流量、流速規(guī)律同工況下非恒定流特性及傳播，更加深入了解電站調(diào)節(jié)非恒定流的影響（2）針對允許通航的水力條件，在不同工況下對水電站下游河道各個河變幅、表面流速、水流流態(tài)進(jìn)行研究分析。劃定允許通航的范圍同時劃域，并給出航運(yùn)條件允許的工況，探究水電站非恒定流對航運(yùn)條件的影技術(shù)路線

第 2 章 工程概況與實(shí)測分析2.2.1.1 水位變化電站大壩下游沿程各斷面水位站水位過程見圖 2-2。由圖可見，受向其下游蓄水運(yùn)用影響，2017 年 6 月之前及 11 月以后 CS1 水位明顯高于距其下游 27.33km處的 CS4 的水位，但落差在 1.5m 以內(nèi)；CS4 與 CS5 的水位變化很小，基本在 10cm以內(nèi)。而 2017 年 6 月至 10 月汛期期間，CS1 水位與 CS4 的水位落差明顯加大，兩站間平均水位落差達(dá) 3.24m，其中 8 月份水位落差平均為 5.35m，最大水位落差8.29m（8 月 24 日）；CS4 與 CS5 斷面的水位落差較非汛期也明顯增加，最大落差為 1.8m（7 月 12 日）。以上說明，非汛期受其下游電站水庫蓄水運(yùn)用影響，距壩里程約 4km 處斷面（CS1）下游各站均位于其下游梯級電站水庫回水影響范圍內(nèi)，水面比降較為平緩；汛期 6 月至 9 月，下游電站水庫控制水位較低，CS4 以上河段水面存在明顯比降，CS1 水位與較 CS4 明顯抬高。CS1 CS4
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV133

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本文編號：2599231