三峡工程电站汛期日调节对上游通航水流条件的影响研究

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根据三峡工程初步设计,三峡电站只在枯水季进行日调节。初步设计过程中,对于枯水季日调节非恒定流对航行条件的影响进行过大量研究和分析工作,重点在三峡大坝与葛洲坝水利枢纽之间的 38km 河道。随着国民经济的迅速发展,为了充分发挥三峡工程的综合效益,要求电站在汛期进行日调节,为电力市场提供高质量的电能。三峡水库枯水季水位175m,汛期水位 145m,汛期日调节在上游产生的非恒定流运动比枯水期剧烈。为了三峡工程航运安全,2002~2003 年利用 1:100 三峡库区水工模型,进行了三峡工程运行至 50+4 年和 70+6 年淤积地形条件下的电站汛期日调节对上游通航水流条件影响的物理模型试验。 研究表明:电站机组开启在库区形成负波,水体流出引航道,口门区横流向右;电站机组关闭在库区形成正波,水体流入引航道,口门区横流向左。负波或正波波高以及口门区横向流速随调节流量增加而增加,与起始流量及电站机组开关时间(不大于 6min)关系不大。靠船墩局部比降与调节流量和调节时间有关,与起始流量关系不大。在日调节最大调节流量条件下,上游引航道的通航控制条件是口门区右侧航线的横流和船闸与升船机前的波高均超出三峡通航标准要求。通过试验,建立了船闸前波高及口门处最大横流与电站调节流量的关系,据此可分析给定的日调节调度曲线可能出现的水流条件,也可以根据通航标准提出航行对日调节的限制条件。当调节流量一定,断面形状对水位变幅起主要作用。导航隔流堤开口可以降低日调节过程中引航道内的波高。电站机组分批错开运行可以有效的减小口门区横向流速。双闸灌水与电站关闭(或甩负荷)同时进行为最不利运转工况。初步的数学模型计算分析表明,随着淤积年份增加,日调节通航水流条件逐渐变差。 通过模型进口消波方法的研究进一步验证了日调节正波负波的运动机理。通过改变模型进口流量,可以消减日调节波动在进口的反射,从而可提高试验效率和精度,并为今后更为完善的库区日调节模型试验打下了基础。
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