劉家峽水電站壩前和洮河庫區(qū)泥沙淤積狀況及應(yīng)采取的對策

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

劉家峽水庫自1968年蓄水到1991年底,庫內(nèi)共淤積泥沙12億m^3,占總庫容的21%,威脅著電站的安全運行,本文通過實測資料分析并結(jié)合數(shù)學(xué)模型計算,對劉家峽水庫的淤積發(fā)展趨勢進行了分析,分析結(jié)果表明:水庫中泥沙的沖淤,取決于當(dāng)年的進出庫水沙條件,高水位高低及前期淤積狀態(tài)等,其中兆河入庫流量的大小對兆河庫區(qū)的沖淤起決定性作用,本文還就根本解決劉家峽水庫泥沙問題的措施,提出了建議。

一、劉家峽水庫概況劉家峽水庫由黃河干流、洮河及大夏河支流組成,水庫正常高水位1735m,相應(yīng)設(shè)計庫容57億m~3,其中黃河、大夏河、洮河庫區(qū)各占94%、4%、2%.有效庫容41.5億m~3,死水位1694m,相應(yīng)死庫容15.5億m~3.劉家峽水庫自1968年10月蓄水至1992年10月,24年全庫共淤積泥沙13.16億m~3,其中黃河干流庫區(qū)淤積12.00億m~3,洮河庫區(qū)淤積0.72億m~3,大夏河庫區(qū)淤積0.44億m~3,各庫區(qū)相應(yīng)庫容百分數(shù),全庫占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,嚴重威脅著電站的安全運行,本文著重對結(jié)合洮河口排沙洞擴機的必要性、可行性和經(jīng)濟合理性進行了充分的論述。

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

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

蘭州理工大學(xué)實習(xí)報告 劉家峽水電站實習(xí)報告 前言 電網(wǎng)發(fā)展史 電網(wǎng)從歷史發(fā)展來看，可以分為四個階段：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，大 型水電、火電和核電的建設(shè)，地區(qū)間電源與負荷的不平衡以及經(jīng)濟調(diào) 度的需要，必然要求發(fā)展輸電和聯(lián)網(wǎng)，電壓等級也隨之逐步提高。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 一、實習(xí)目的與要求 （一）實習(xí)目的 通過實地參觀，獲得水利水電方面的感性認識，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)課并進行某些課程設(shè)計及 畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 1．了解當(dāng)前黨和國家對水利水電工程建設(shè)的方針、政策以及水利工 程規(guī)劃、設(shè)計和施工方面的經(jīng)驗，為后續(xù)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計打下實

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

一、問題的提出在劉家峽大壩安全定檢過程中,通過資料分析,進一步認識到觀測系統(tǒng)所存在的問題.根據(jù)定檢專家組的建議:“健全整個電站監(jiān)測系統(tǒng),首先對整個壩區(qū)進行地形測繪,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地下水的影響.其次建立完整的觀測控制點,有計劃的完善和改造觀測系統(tǒng).”電廠擬定了大壩監(jiān)測系統(tǒng)改造的“八五”規(guī)劃,在觀測系統(tǒng)改造前需對觀測項目作全面調(diào)整.

為了指導(dǎo)電站運行調(diào)度，龔嘴發(fā)電廠與有關(guān)單位開展了大量的泥沙觀測工作，以壩區(qū)泥沙實測資料為基礎(chǔ)，分析研究了壩前泥沙淤積過程中含沙量及顆粒級配沿垂線的分布規(guī)律；底孔開啟時機及排沙效果。研究表明，庫區(qū)懸移質(zhì)淤積洲頭在達到壩址之前，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，少開底孔的意見是正確的。當(dāng)淤積洲頭推至壩前后，入庫懸移質(zhì)大量出庫，掌握時機開啟底孔排沙對減少鄰近機組過機含沙量，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。實際運行經(jīng)驗表明：底孔開啟時機最好與壩前降低水位排沙同步，有利于粗沙出庫。

基于三維有限元法,對劉家峽水電站擴機工程調(diào)壓井結(jié)構(gòu)進行了靜力、反應(yīng)譜分析及非線性有限元分析,評價了結(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)力圖法對調(diào)壓井襯砌結(jié)構(gòu)進行了配筋;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)強度和裂縫寬度。通過調(diào)整配筋面積,提出了適合于該水電站擴機工程調(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,自動化監(jiān)測系統(tǒng)記錄了突變?nèi)^程。文中根據(jù)自動化觀測數(shù)據(jù),分析異常期間大壩變形、揚壓力、滲流量的變化以及對大壩安全的影響;并根據(jù)形變場與滲流場相互作用,提出壩基承壓水水壓與基巖巖塊變形位移相互作用的機理關(guān)系,得到了實測數(shù)據(jù)的支持和驗證。壩基承壓水異常后,承壓水水位與庫水位的相關(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,對形變場與滲流場耦合作用和短時間形變回彈的研究具有重要的實際意義。

“黃河之水天上來”。從海拔4,000多米的青藏高原巴顏喀拉山北麓伊始的我國第二大河,蜿蜒曲折,穿過草地,由涓涓細水匯成滔滔巨流,于“九曲黃河”第一灣進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斷,呈現(xiàn)出高峽平湖,這就是我國人民在征服黃河的偉大事業(yè)中,建成的第一座發(fā)電量超過百萬千瓦的大型水電工程——劉家峽水電站,它把世世代代白白流逝的河水化成電流,為祖國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)作出歷史性的奉獻。黃金河段的明珠黃河蘊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)補償效益完善了水電對火電生態(tài)環(huán)境補償效益計算.運用cdm方法學(xué)得出水庫的二氧化碳減排量,然后計算出水電站代替火電發(fā)電時減少的氧氣的消耗量.黃河劉家峽水電站2020年調(diào)度計算結(jié)果顯示,劉家峽水電站在2020水平年的氧氣生態(tài)補償效益為5156萬元,為科學(xué)制定水電價格提供依據(jù).

根據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委[1999]14號文件精神,國家電力公司大壩安全監(jiān)察中心會同甘肅省電力局于1999年11月14～16日主持召開了劉家峽水電站泄水道2號孔修復(fù)工程可研報告審查會.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.由于水下修復(fù)工程設(shè)計和施工缺乏成功經(jīng)驗,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)過多年的運行發(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)計方面，如外水壓力考慮欠妥；施工方面，混凝土振搗不實局部有蜂窩現(xiàn)象，鋼襯與混凝土粘接不良；管理方面，平常檢查不細，多是宏觀性質(zhì)的檢查，發(fā)現(xiàn)不了事故預(yù)兆等。對損壞部位的修復(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)計水頭112m,屬高水頭高壓閘門。介紹了工作閘門的設(shè)計,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、閘門激流振動試驗、啟閉機設(shè)計等。

劉家峽水庫自1968年10月15日蓄水以來，歷經(jīng)四十多年的運行，大壩止水系統(tǒng)瀝青井的瀝青膠老化，大壩滲水嚴重，而且未進行過通電加熱處理。為確保大壩伸縮縫止水系統(tǒng)正常工作，2010年1～2月份對部分大壩瀝青井進行通電加熱并灌注補充瀝青膠，經(jīng)處理后效果明顯。本文對劉家峽水電站大壩瀝青井通電加熱技術(shù)進行分析總結(jié)。

劉家峽水電站新增洮河口排沙洞工作閘門設(shè)計——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)計水頭112m，屬高水頭高壓閘門。介紹了工作閘門的設(shè)計．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、閘門激流振動試驗、啟閉...

劉家峽水電站尾水河床,在電站施工期及運行初期因各種因素影響,造成河床內(nèi)堆渣、沖坑交替發(fā)生,局部河段河底高程已抬高了10m,水下地形已穩(wěn)定。若采取措施,在局部河段清渣,尾水位高程降低,發(fā)電量增加,經(jīng)濟效益十分可觀。

大壩安全監(jiān)測警戒值多年來一直是運行單位比較關(guān)心的問題。針對劉家峽水電站運行條件的改變,通過計算研究,以統(tǒng)計分析為主,同時綜合分析設(shè)計、施工、運行的有關(guān)資料,按照保證安全、講究實際、靈活方便的原則,最終確定大壩重要部位的監(jiān)測物理量警戒值。

劉家峽水電站地下廠房上游壁地下水位偏高，影響巖壁穩(wěn)定，雖然采取了多種措施，成效甚微，采用環(huán)境同位素探測發(fā)現(xiàn)了154號孔深層承壓水向上補給后，進行處理，切斷了補給通道，地下水位大幅降低，同時又保證了觀測管的正常觀測。獲得了事半功倍的效果。