閘門調(diào)度方式對消力池脈動(dòng)壓強(qiáng)特性影響分析——以向家壩為例.pdf

1、向家壩水電站是金沙江下游水電生產(chǎn)基地最后一級水電站，電站施工人員及當(dāng)?shù)厝罕姺从诚蚣覊嗡娬居?012年10月12日中孔泄洪時(shí)，中控室聲振、下游建筑物云天化幼兒園樓道里門體和窗戶有連續(xù)晃動(dòng)響聲，當(dāng)中孔無下泄流量，振動(dòng)基本消失。因此研究閘門泄流對消力池脈動(dòng)壓強(qiáng)分析，可以為向家壩泄洪推薦閘門運(yùn)行管理方式提供一定依據(jù)，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境的保護(hù)具有極其深遠(yuǎn)的意義。本文主要是以向家壩消力池為研究對象，以監(jiān)測實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，率定合理的數(shù)學(xué)模型，通過用

2、Fluent軟件計(jì)算，模擬向家壩不同泄流泄洪情況下消力池脈動(dòng)壓強(qiáng)特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴中孔泄流，總泄流量為4825m3/s，左池泄量為3002m3/s，右池泄量為1823m3/s。左消力池各測點(diǎn)壓力過程線和脈動(dòng)壓力過程線。消力池底板處0+135m水流壓力范圍為250kPa～330kP，脈動(dòng)壓力范圍為-50kPa～49kPa。消力池底板處0+161m，水流壓力范圍為210kPa～320kPa，脈動(dòng)壓力范圍為-35kPa～

3、35kPa。通過對比分析兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，脈動(dòng)壓力隨著距離的增加而減少，這說明水流的消能主要集中在消力池前端。消力池邊墻監(jiān)測點(diǎn)實(shí)測主頻為1.23Hz，消力池邊墻監(jiān)測點(diǎn)計(jì)算主頻為1.45Hz，由消力池地板監(jiān)測點(diǎn)實(shí)測主頻為2.45Hz，消力池地板監(jiān)測點(diǎn)計(jì)算2.56Hz,實(shí)測與計(jì)算結(jié)果基本符合。⑵通過數(shù)模共進(jìn)行了29組運(yùn)行方式，單池流量從800m3/s增加到24330m3/s，幾乎涵蓋本工程所有的泄洪工況。研究結(jié)果表明隨著泄洪流量的增加，引起泄

4、洪振動(dòng)的壓強(qiáng)先迅速增加，單池流量大于4000m3/s左右，增加速度明顯減慢。⑶通過功率譜密度與相關(guān)函數(shù)計(jì)算，頻域結(jié)果分析表明，左消力池底板各測點(diǎn)脈動(dòng)壓力主頻小于1Hz，泄流水流屬于低頻脈動(dòng)水流。⑷隨著流量增加，表中孔中隔墻底部及邊墻脈動(dòng)壓力主要集中5Hz以內(nèi)，消力池底板脈動(dòng)壓力主要集3Hz以內(nèi)，上部脈動(dòng)壓力頻率部分超4.5Hz，可達(dá)到8.0Hz隨著流量的增加，消力池底板主頻增加較慢，消力池邊墻和表中孔隔墻上部主頻增加較快。⑸針對不同閘門

5、泄流量對消力池脈動(dòng)壓強(qiáng)特性及推薦閘門的運(yùn)行方式的研究，結(jié)果表明：對于表孔和中孔泄流量為800m3/s時(shí)，推薦閘門管理運(yùn)行方式為表孔①號(hào)閘門與⑥號(hào)閘門全部局開；對于表孔和中孔泄流量為2000 m3/s時(shí)，推薦閘門管理運(yùn)行方式為表孔①號(hào)閘門至⑥號(hào)閘門全部局開。對于表孔和中孔泄流量為3000m3/s時(shí)，推薦閘門管理運(yùn)行方式為表孔②號(hào)閘門，表孔③號(hào)閘門，表孔④號(hào)閘門，表孔⑤閘門局部開啟。對于表孔和中孔泄流量為4000m3/s時(shí)，推薦閘門管理運(yùn)行