水电站引水隧洞衬砌结构三维有限元分析

根据某水电站引水系统实际情况,采用ANSYS三维非线性有限元法,建立其引水系统中新建引水隧洞的三维有限元模型;并对引水隧洞的衬砌结构进行分析。验证衬砌方案和支护参数的合理性;同时提供衬砌配筋计算结果及优化建议,论证现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施。结果表明,引水隧洞各段衬砌在各个工况下,水平位移最大值为0.41 mm,出现在侧面;垂直向最大位移为-6.53 mm,出现在顶拱处。衬砌最大第一主应力为拉应力,其值为2.33 MPa,发生于工况四,出现在顶拱处;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-8.19 MPa,发生于工况二,出现在衬砌侧面。由于衬砌C25混凝土的抗压强度为17 MPa,故衬砌结构安全。衬砌采取单层筋布置,各段环向配筋Φ20@200 mm,纵向钢筋Φ12@300 mm,考虑到方圆渐变段的应力状态较为复杂,优化设计后建议采用50 cm厚的衬砌方案。     

浅议引黄供水管理存在的问题及建议

随着沿黄地区经济的发展,引黄需求量日益增加。目前,引黄供水的管理存在诸多弊端,管理人员素质普遍偏低,不适应现实需要。提高管理人员素质,规范和加强供水工作的管理与监督,确保引水分类合理和数据准确真实,是有序利用黄河水资源和维持黄河生态流量的根本要求。     

不同固相体积分数下水轮机内部两相流动的数值模拟

基于N-S方程,运用k-ε-Ap模型,采用笛卡尔坐标系、混合四面体非结构网格和SIMPLE算法,将混流式水轮机蜗壳、固定导叶和活动导叶作为耦合整体,对引水、导水部件在不同固相体积分数的含沙水两相流介质流动时的内部流场进行数值模拟计算.探讨不同固相体积分数下引水、导水部件内部流场两相流动机理,分析和预测不同体积分数的泥沙两相流动时蜗壳、固定导叶、活动导叶等部件的泥沙磨损状况.研究结果表明,不同固相体积分数时水轮机引水、导水部件内部流动特性具有明显差异,各部位磨蚀状况也各不相同,这与电站的实际磨损情况基本吻合.     

超高水头双钢衬钢筋混凝土引水压力管道的优化设计

针对单纯采用压力钢管或内钢衬外包钢筋混凝土管道形式都难以适应超高水头的技术难题,文中提出了双钢衬钢筋混凝土压力管道的结构型式,能使这一问题得到较为合理有效的解决,同时对今后类似工程也有很好的参考价值．由于该结构配置的钢材较多,受力复杂,故此,如何充分利用钢材的强度,减少用钢量成为至关重要的问题．文中正是适应这种要求,分别对不同超高水头作用下压力管道进行优化设计,得到相应的结构优化模型．并对弹性优化模型和弹塑性优化模型进行比较,从而显示出混凝土开裂对钢材的最优配置的影响．     

超前管井井点降水在沙坡头引水隧道中的施工及应用

文章阐述了沙坡头引水隧道工程V类含水围岩施工过程中的采用的超前管井井点降水方案、思路、模式和具体计算方法,对同类工程的施工降水有一定参考与借鉴意义。     

考虑气温变化影响的引水渠道水内冰演变数值模拟

高寒地区冰害问题是关系到引水式水电站能否正常运行的关键问题.为此,建立了三维非稳态Euler-Euler两相流k-ε紊流模型,在动量方程中考虑了相间曳力、升力、虚拟质量力,在热量传递方程中考虑了冰水之间的热量传递以及太阳辐射、有效辐射、蒸发热损失和水面对流热损失等.以新疆某水电站引水渠道为例,模拟分析了气温变化条件下流速、水温、冰温及冰体积分数的沿程分布.结果表明:水温沿程先降低后增大,沿程出现最低点,冰温沿程逐渐增大;冰体积分数沿程存在突变点,且突变点在水温最低点附近;随着气温降低,最终的产冰量和冰体积分数逐渐增大.讨论了太阳辐射、有效辐射和蒸发热损失对水内冰分布的影响,并通过与吴剑疆等的黄河上游河道中水内冰演变计算结果及经验公式计算产冰量的对比分析,验证了模型的可靠性.     

巴音沟河拦沙库式引水枢纽的设计与效益测试

巴音沟河引水枢纽1956年始建为印度式,由于泥沙淤积、引水困难等原因,于1959年改建为人工弯道式,1973年又改建为拦河闸坝式,1990年再改建为拦沙库式.在34年中兴建改建了四次,前三次中,使用寿命较长的是拦河闸坝式,为17年,最短的是印度式,为3年.拦沙库式渠首自1990年运行以来,引水防沙效果显著,排洪安全,管理方便,证明规划设计是成功的.     

底栏栅在野云沟引水渠首工程中的运用

本文通过野云沟渠首工程对底栏栅式引水枢纽的发展、渠首位置、底栏栅形式选择、消能处理、磨损保护等的设计论述，说明了底栏栅在野云沟工程中的改进，为今后的设计提供借鉴。     

长大引水隧洞岩爆的数值模拟及其应用

通过开挖卸荷的计算原理,运用有限单元法对长大引水隧洞进行数值模拟,并结合工程实际情况分析围岩应力状态,分别计算不考虑开挖卸荷影响和考虑开挖卸荷影响的长大引水隧洞围岩断面切向应力.数值模拟结果表明,应力集中部位在洞腰附近区域,且考虑开挖卸荷的计算方法能更好地反映实际工程情况.     

梯级引水式电站对生态环境的影响及其监管对策研究

近年来，为了充分利用水利资源促进经济发展，隧洞引水式梯级电站在我国西部地区发展迅猛。对于大多数引水式电站，生态流量下泄和发电效益的冲突较大…。河流水能资源的引水式开发将会使电站闸（坝）址至厂房之间的河段流量大幅下降，形成减（脱）水河段，甚至出现数公里断流，植被消亡，河床裸露，水生生物遭到灭顶之灾。李仁锦等^［2］指出四引水式电站的无序开发、缺乏科学的管理给生态带来前所未有的负面影响，但未引起全国相关部门足够的重视。