引水式開發(fā)電站首部樞紐沖沙運行方式數(shù)值模擬研究.pdf

1、庫區(qū)泥沙淤積問題是引水式電站樞紐難以徹底解決的問題,當庫區(qū)淤積發(fā)展到壩前時,將對電站引水防沙構(gòu)成威脅,進而影響電站發(fā)電效益。這種問題每個電站都存在,只是程度不同而已。以往處理該問題主要采用“以防為主,以除為輔”的方式,本文通過研究庫區(qū)泥沙淤積規(guī)律,采用數(shù)值模擬技術(shù)找出合理的沖沙運行方式達到主動排沙的目的,將對樞紐防沙設(shè)計有著重要的指導作用和實踐意義。
　　 本文對國內(nèi)外有關(guān)引水防沙的發(fā)展及現(xiàn)狀進行了評述,就該問題有關(guān)的數(shù)值模擬研

2、究進行了回顧。為滿足河道橫向沖淤變形計算的需要,及適用于長歷時長河段的河床變形計算,先求解一維水流得到沿程各斷面上的水力要素,再利用簡化后的二維方程求解垂向平均流速和邊界切應(yīng)力在橫斷面上的分布,并將該結(jié)果用于河床縱、橫向沖淤計算,從而建立了準二維泥沙數(shù)學模型。為了更好模擬山區(qū)河流有關(guān)水沙特性,分別求解懸移質(zhì)和推移質(zhì)分粒徑組泥沙方程,完成泥沙沖淤計算。還對過機泥沙問題進行了處理,通過模型給出斷面平均含沙量,然后根據(jù)斷面平均含沙量與絕對含沙

3、量的關(guān)系,確定各粒徑組過機問題。
　　 利用決洛水電站47年設(shè)計水沙系列,對數(shù)學模型進行驗證計算,計算結(jié)果與天然河道的基本不沖不淤情況相吻合。并對樞紐不同運行方式下,未來47年的沖淤過程進行了預測計算,得出不同運行方式下取水口前淤積面高程隨年際變化過程、庫區(qū)泥沙沖淤形態(tài)和庫容曲線等計算成果,最終為樞紐確定了合理的沖沙運行方式,并分析了過機泥沙問題。分析表明:采用合理的沖沙運行方式,滿足電站所需調(diào)節(jié)庫容,“以庫代池”方案可行,能做