劉家峽水電站壩前和洮河庫(kù)區(qū)泥沙淤積狀況及應(yīng)采取的對(duì)策

在分析劉家峽水庫(kù)近年來(lái)壩前與洮河淤積同汛期水庫(kù)運(yùn)行水位關(guān)系洮河與壩前水沙運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上，建立了包括能描述異重流運(yùn)行的一維沖淤數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗(yàn)證該數(shù)學(xué)模型能較好地反映劉家峽水庫(kù)洮河與壩前段的水流泥沙運(yùn)行過(guò)程。根據(jù)歷年的水沙資料找出洮河出現(xiàn)大中，小三種不同來(lái)水來(lái)沙條件的三年為典型水沙年。

劉家峽水庫(kù)自1968年蓄水到1991年底,庫(kù)內(nèi)共淤積泥沙12億m^3,占總庫(kù)容的21%,威脅著電站的安全運(yùn)行,本文通過(guò)實(shí)測(cè)資料分析并結(jié)合數(shù)學(xué)模型計(jì)算,對(duì)劉家峽水庫(kù)的淤積發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明:水庫(kù)中泥沙的沖淤,取決于當(dāng)年的進(jìn)出庫(kù)水沙條件,高水位高低及前期淤積狀態(tài)等,其中兆河入庫(kù)流量的大小對(duì)兆河庫(kù)區(qū)的沖淤起決定性作用,本文還就根本解決劉家峽水庫(kù)泥沙問(wèn)題的措施,提出了建議。

一、劉家峽水庫(kù)概況劉家峽水庫(kù)由黃河干流、洮河及大夏河支流組成,水庫(kù)正常高水位1735m,相應(yīng)設(shè)計(jì)庫(kù)容57億m~3,其中黃河、大夏河、洮河庫(kù)區(qū)各占94%、4%、2%.有效庫(kù)容41.5億m~3,死水位1694m,相應(yīng)死庫(kù)容15.5億m~3.劉家峽水庫(kù)自1968年10月蓄水至1992年10月,24年全庫(kù)共淤積泥沙13.16億m~3,其中黃河干流庫(kù)區(qū)淤積12.00億m~3,洮河庫(kù)區(qū)淤積0.72億m~3,大夏河庫(kù)區(qū)淤積0.44億m~3,各庫(kù)區(qū)相應(yīng)庫(kù)容百分?jǐn)?shù),全庫(kù)占23%、黃河占22%、洮河占63%、大夏河占19.3%.

劉家峽水電站因洮河口處的黃河干流何段形成沙坎淤積,嚴(yán)重威脅著電站的安全運(yùn)行,本文著重對(duì)結(jié)合洮河口排沙洞擴(kuò)機(jī)的必要性、可行性和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行了充分的論述。

劉家峽電站近二十年來(lái)，泥沙問(wèn)題給電站的安全發(fā)電和渡汛帶來(lái)了極其嚴(yán)重危害，經(jīng)對(duì)電站泥沙問(wèn)題的研究與運(yùn)用實(shí)踐認(rèn)為：從發(fā)電與解決泥沙危害綜合考慮，電站采用高水位運(yùn)行異重流排沙和低水位拉沙，可有效解決電站近期泥沙問(wèn)題。實(shí)踐證明：采用這些途徑取得了顯著的排沙減淤效果和經(jīng)濟(jì)效益，保證了電站安全運(yùn)行。

劉家峽水電站運(yùn)行近二十年來(lái)，泥沙問(wèn)題給電站的安全發(fā)電和渡汛帶來(lái)了極其嚴(yán)重危害，經(jīng)對(duì)電站泥沙問(wèn)題的研究與運(yùn)用實(shí)踐認(rèn)為；從發(fā)電與解決泥沙危害綜合考慮，電站采用高水位運(yùn)行，異重流排沙，必要的降低水位運(yùn)行和低水位拉沙可有效解決劉家峽電站近期泥沙問(wèn)題。

蘭州理工大學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告 劉家峽水電站實(shí)習(xí)報(bào)告 前言 電網(wǎng)發(fā)展史 電網(wǎng)從歷史發(fā)展來(lái)看，可以分為四個(gè)階段：電廠直配城市網(wǎng)、省 區(qū)電網(wǎng)、跨省大區(qū)電網(wǎng)和跨大區(qū)聯(lián)合電網(wǎng)。隨著用電量不斷增長(zhǎng)，大 型水電、火電和核電的建設(shè)，地區(qū)間電源與負(fù)荷的不平衡以及經(jīng)濟(jì)調(diào) 度的需要，必然要求發(fā)展輸電和聯(lián)網(wǎng)，電壓等級(jí)也隨之逐步提高。從 最初較低電壓水平的6-10kv經(jīng)歷35kv、110kv和220kv，發(fā)展到超 高壓的330kv、500kv和750kv電網(wǎng)，并且還有繼續(xù)上升的趨勢(shì) 一、實(shí)習(xí)目的與要求 （一）實(shí)習(xí)目的 通過(guò)實(shí)地參觀，獲得水利水電方面的感性認(rèn)識(shí)，大致了解水利樞 紐的基本組成與作用，為我們繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課并進(jìn)行某些課程設(shè)計(jì)及 畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。 1．了解當(dāng)前黨和國(guó)家對(duì)水利水電工程建設(shè)的方針、政策以及水利工 程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工方面的經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下實(shí)

文章分析了劉家峽右岸繞滲實(shí)測(cè)水位變化過(guò)程及范圍，論述了庫(kù)水位與實(shí)測(cè)水位相關(guān)關(guān)系及相關(guān)線成因，地質(zhì)條件對(duì)地下水位的影響，右岸地下水補(bǔ)給關(guān)系及滲流邊界條件的變化，右岸繞頁(yè)滲流變化規(guī)律。

一、問(wèn)題的提出在劉家峽大壩安全定檢過(guò)程中,通過(guò)資料分析,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到觀測(cè)系統(tǒng)所存在的問(wèn)題.根據(jù)定檢專家組的建議:“健全整個(gè)電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng),首先對(duì)整個(gè)壩區(qū)進(jìn)行地形測(cè)繪,反映工程及壩區(qū)現(xiàn)狀借以查明地表建筑物及植被分布情況對(duì)地下水的影響.其次建立完整的觀測(cè)控制點(diǎn),有計(jì)劃的完善和改造觀測(cè)系統(tǒng).”電廠擬定了大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造的“八五”規(guī)劃,在觀測(cè)系統(tǒng)改造前需對(duì)觀測(cè)項(xiàng)目作全面調(diào)整.

為了指導(dǎo)電站運(yùn)行調(diào)度，龔嘴發(fā)電廠與有關(guān)單位開展了大量的泥沙觀測(cè)工作，以壩區(qū)泥沙實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，分析研究了壩前泥沙淤積過(guò)程中含沙量及顆粒級(jí)配沿垂線的分布規(guī)律；底孔開啟時(shí)機(jī)及排沙效果。研究表明，庫(kù)區(qū)懸移質(zhì)淤積洲頭在達(dá)到壩址之前，壩前含沙量分布較均勻，底孔排沙作用不大，為減少底孔的沖刷和氣蝕，少開底孔的意見(jiàn)是正確的。當(dāng)淤積洲頭推至壩前后，入庫(kù)懸移質(zhì)大量出庫(kù)，掌握時(shí)機(jī)開啟底孔排沙對(duì)減少鄰近機(jī)組過(guò)機(jī)含沙量，特別是粗顆粒泥沙及降低壩前局部區(qū)域淤積高程效果明顯。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：底孔開啟時(shí)機(jī)最好與壩前降低水位排沙同步，有利于粗沙出庫(kù)。

基于三維有限元法,對(duì)劉家峽水電站擴(kuò)機(jī)工程調(diào)壓井結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力、反應(yīng)譜分析及非線性有限元分析,評(píng)價(jià)了結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)。首先根據(jù)線彈性有限元分析結(jié)果,采用拉應(yīng)力圖法對(duì)調(diào)壓井襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了配筋;然后以考慮混凝土開裂的非線性有限元方法校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和裂縫寬度。通過(guò)調(diào)整配筋面積,提出了適合于該水電站擴(kuò)機(jī)工程調(diào)壓井結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)型式和配筋方案。

2003年某水電站壩基承壓水水壓發(fā)生十分罕見(jiàn)的大范圍、大幅度異常突降,一夜之間承壓水水位下降23.8m,自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄了突變?nèi)^(guò)程。文中根據(jù)自動(dòng)化觀測(cè)數(shù)據(jù),分析異常期間大壩變形、揚(yáng)壓力、滲流量的變化以及對(duì)大壩安全的影響;并根據(jù)形變場(chǎng)與滲流場(chǎng)相互作用,提出壩基承壓水水壓與基巖巖塊變形位移相互作用的機(jī)理關(guān)系,得到了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的支持和驗(yàn)證。壩基承壓水異常后,承壓水水位與庫(kù)水位的相關(guān)關(guān)系甚好,其相關(guān)系數(shù)大于0.997,標(biāo)準(zhǔn)差小于0.07m,回歸方程滿足真值方程的條件,對(duì)形變場(chǎng)與滲流場(chǎng)耦合作用和短時(shí)間形變回彈的研究具有重要的實(shí)際意義。

“黃河之水天上來(lái)”。從海拔4,000多米的青藏高原巴顏喀拉山北麓伊始的我國(guó)第二大河,蜿蜒曲折,穿過(guò)草地,由涓涓細(xì)水匯成滔滔巨流,于“九曲黃河”第一灣進(jìn)入群峰高聳的一系列峽谷,奔騰至《禹貢》記載的大禹導(dǎo)河的積石山下,被一座40層樓高的混凝土大壩攔腰截?cái)?呈現(xiàn)出高峽平湖,這就是我國(guó)人民在征服黃河的偉大事業(yè)中,建成的第一座發(fā)電量超過(guò)百萬(wàn)千瓦的大型水電工程——?jiǎng)⒓覎{水電站,它把世世代代白白流逝的河水化成電流,為祖國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)作出歷史性的奉獻(xiàn)。黃金河段的明珠黃河蘊(yùn)藏著豐富的水力資源,上中游河段有3,000公里的流程處于高山峽谷之中,可開發(fā)的水力

氧氣生態(tài)補(bǔ)償效益完善了水電對(duì)火電生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償效益計(jì)算.運(yùn)用cdm方法學(xué)得出水庫(kù)的二氧化碳減排量,然后計(jì)算出水電站代替火電發(fā)電時(shí)減少的氧氣的消耗量.黃河劉家峽水電站2020年調(diào)度計(jì)算結(jié)果顯示,劉家峽水電站在2020水平年的氧氣生態(tài)補(bǔ)償效益為5156萬(wàn)元,為科學(xué)制定水電價(jià)格提供依據(jù).

根據(jù)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委[1999]14號(hào)文件精神,國(guó)家電力公司大壩安全監(jiān)察中心會(huì)同甘肅省電力局于1999年11月14～16日主持召開了劉家峽水電站泄水道2號(hào)孔修復(fù)工程可研報(bào)告審查會(huì).這是大壩中心首次主審大型水電站水下修復(fù)工程設(shè)計(jì).由于水下修復(fù)工程設(shè)計(jì)和施工缺乏成功經(jīng)驗(yàn),因此大壩中心十分重視這次審查,精心挑選專家組成專家組,并事先在杭州召開了預(yù)審會(huì)議.

劉家峽水電站發(fā)電引水系統(tǒng)的引水鋼管、鋼襯和工作門槽經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)有不同程度的損壞，如鋼襯失穩(wěn)、工作門主軌變形、鋼管與混凝土之間脫空等。檢查其原因有：設(shè)計(jì)方面，如外水壓力考慮欠妥；施工方面，混凝土振搗不實(shí)局部有蜂窩現(xiàn)象，鋼襯與混凝土粘接不良；管理方面，平常檢查不細(xì)，多是宏觀性質(zhì)的檢查，發(fā)現(xiàn)不了事故預(yù)兆等。對(duì)損壞部位的修復(fù)采取了挖除不合格混凝土、增設(shè)抗剪錨栓、化學(xué)灌漿、環(huán)氧砂漿封堵裂縫等措施，取得了良好的效果。

劉家峽水電站新增洮河口排沙洞工作閘門,孔口尺寸4.5m×5m,正常設(shè)計(jì)水頭112m,屬高水頭高壓閘門。介紹了工作閘門的設(shè)計(jì),包括:閘門結(jié)構(gòu)型式選擇、閘門止水形式選擇、水力學(xué)模型試驗(yàn)、閘門激流振動(dòng)試驗(yàn)、啟閉機(jī)設(shè)計(jì)等。

劉家峽水電站新增洮河口排沙洞工作閘門設(shè)計(jì)——?jiǎng)⒓覎{水電站新增洮河口排沙洞工作閘門，孔口尺寸4．5m×5m，正常設(shè)計(jì)水頭112m，屬高水頭高壓閘門。介紹了工作閘門的設(shè)計(jì)．包括：閘門結(jié)構(gòu)型式選擇、閘門止水形式選擇、水力學(xué)模型試驗(yàn)、閘門激流振動(dòng)試驗(yàn)、啟閉...

大壩安全監(jiān)測(cè)警戒值多年來(lái)一直是運(yùn)行單位比較關(guān)心的問(wèn)題。針對(duì)劉家峽水電站運(yùn)行條件的改變,通過(guò)計(jì)算研究,以統(tǒng)計(jì)分析為主,同時(shí)綜合分析設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行的有關(guān)資料,按照保證安全、講究實(shí)際、靈活方便的原則,最終確定大壩重要部位的監(jiān)測(cè)物理量警戒值。

利用一維不平衡輸沙原理對(duì)烏江銀盤水庫(kù)正常蓄水位214m,死水位211.5m運(yùn)用方案對(duì)銀盤水電站進(jìn)行了庫(kù)區(qū)泥沙沖淤計(jì)算分析。計(jì)算成果表明:由于銀盤水電站為徑流電站,在水庫(kù)運(yùn)用初期,懸移質(zhì)排沙比即可達(dá)到96%;庫(kù)區(qū)泥沙淤積不嚴(yán)重;懸移質(zhì)泥沙集中淤積于距壩25.65km以內(nèi)河段,推移質(zhì)泥沙大部集中淤積在距壩25.65~42.54km河段內(nèi)。水庫(kù)運(yùn)行至20a末時(shí),遇5%頻率洪水,相對(duì)空庫(kù)水位最大水位抬高值為0.42m。

劉家峽水電站泄水建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固措施研究及應(yīng)用——?jiǎng)⒓覎{水電站運(yùn)行已3o多年，泄水建筑物長(zhǎng)期經(jīng)受高速水流挾帶泥沙的磨蝕，破壞嚴(yán)重。補(bǔ)強(qiáng)加固措施有：渠身洞身抹環(huán)氧砂漿，原鋼襯表面貼新鋼板塞焊加固，采用水下封堵形成旱地修補(bǔ)條件；并對(duì)閘門開啟方式進(jìn)行優(yōu)...

劉家峽水電站是一座以發(fā)電為主,兼有防洪、灌溉、防凌、養(yǎng)殖等綜合利用效益的大型水利樞紐,設(shè)計(jì)裝機(jī)容量122.5萬(wàn)kw,年發(fā)電量57億kw·h。樞紐布置設(shè)計(jì)時(shí)不僅要滿足發(fā)電要求,還要考慮解除下游蘭州市百年一遇以下洪水災(zāi)害;改善甘、寧、蒙等省(區(qū))1580萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉條件和提高其灌溉保證率;利用劉家峽