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水利水電發展前景精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的水利水電發展前景主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

第1篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:電催化氧化;染料廢水;優勢;問題

中圖分類號:X703.1

文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2015)04-0188-03

1引言

隨著我國經濟與工業技術的快速發展,各個行業排放的污染物種類繁多,對環境和人們生活危害加大,尤其是印染行業產生的染料廢水,具有色度高,酸堿性強,高生物毒性,難降解等特點,不經過處理任意排放會給水環境帶來嚴重危害,因而對染料化合物廢水的處理一直是人們關注的問題。電催化氧化法是通過電化學過程中產生較高氧化還原電位的OH、O等自由基與染料分子之間的氧化還原反應使有機物轉化為CO2和H2O,達到去除污染物的目的。當前,電催化氧化工藝技術作為發展較快的新方法,在染料廢水處理領域成為研究熱點。

2電催化氧化法概述

電化學催化氧化法處理有機廢水在1940年左右由歐美發達國家興起,但受到當時有電資源及硬件條件的制約,沒得到廣泛的發展和應用,到1960年,全世界電力的開發與應用水平大幅提高,電化學氧化方法處理廢水逐漸進入快速發展時期,但到目前為止,國內外科學家對電化學氧化法處理廢水的技術有了初步了解和應用,但對其深入的研究不夠完善,處理廢水的各類也比較單一,主要集中在水中溶解性金屬陽離子的還原處理,目前有機廢水污染越來越嚴重,電化學方法逐漸開始應用于有機廢水的處理。電化學氧化是在設計的水處理裝置內,水分子在電壓作用下與有催化活性的陽極反應從而產生具有高氧化還原電位的自由基,通過自由基與有機分子發生反應,破壞分子結構,達到去除有機物的目的,是未來有機廢水處理發展的趨勢,尤其是難以用生物法處理的有機廢水。根據所采用的電極材料的不同可以分為以下兩種不同的的過程,一種是污染物在電極表面直接發生氧化還原反應,稱為直接電化學氧化,另一種是利用電極產生的自由基(較高的pE值)與污染物作用,稱為間接電化學氧化。

2.1直接電化學氧化

直接電化學氧化主要是污染物與陽極表面直接作用,發生電子轉移直接改變污染物分子結構,電極表面作為反應發生的區域,因為降解速率與程度不同分別稱為電化學轉化和電化學燃燒,電化學轉化是把污染物質轉化為其它一種或者幾種中間產物,從而提高污染物的可生化性能,然后進行后續生物化學處理;而電化學燃燒則是將有機物在反應器中直接完全氧化為CO2和H2O。電化學燃燒比電化學轉化反應更徹底,但消耗能量也相對較多。

2.2間接電化學氧化

間接電化學氧化是利用水在陽極發生電化學反應產生的具有較強氧化還原特性的活性自由基,與污染物發生氧化還原反應將其去除,活性自由基作為發生電子交換的載體,既可以是電化學反應生成的瞬時產物,也可以是特制的催化劑,間接電化學氧化的瞬時中間產物一般是產生的?OH或?O等自由基來氧化有機物,此外當電解溶液中有Cl-存在時,可以產生ClO-,進而產生更強烈的氧化作用,電化學間接氧化既有電極的氧化因素,也有自由基的氧化作用,所以反應的速率非常高,同時這些自由基氧化性強,一般對有機物的氧化降解更徹底,而且只在外加電壓、極板間產生電流時才會產生自由基,電壓消失,電流停止,自由基的氧化作用就會停止。

3電催化氧化在國內外染料廢水處理中

的研究與應用

電催化氧化技術因為反應過程中運行條件和影響因素眾多,目前對其機理的研究不夠深入,只能大致從表面上解釋有機物被分解的原因以及各種不同條件下對有機物分解去除效果影響,但對具體在分解過程中發生的轉化規律不能進行深入的解釋和論證。

阮湘元等[1]研究了有機染料廢水在經鋁系及PAM混合絮凝預處理后,在釕氧化物和鈦氧化物制備的催化劑電極氧化絮凝床內,極板間電壓4.8V,HRT為5h,使染料廢水達標排放。

趙國華等[2]采用電化學方法,經過氧化還原反應制備了納米級金屬鉑顆粒電極。通過SEM分析表明,鉑微粒在空間網絡形狀的氧化鈦膜中分布呈均勻分散狀態,而且顆粒直徑很小,鉑微粒能夠完全展露,使得納米鉑顆粒電極反應活性位置分布廣泛,氧化還原作用強。研究還發現納米級鉑顆粒電極對甲醇的電催化氧化行為,在不同的酸堿度介質中納米級鉑顆粒電極對甲醇的氧化性能均明顯優于常規的金屬鉑片電極,可能是因為納米級的顆粒在狀態和性質上與原物質發生質的變化引起的。采用兩種不同的鉑電極催化氧化降解甲基橙染料時,納米鉑微粒電極的平均氧化分解性能遠遠高于普通金屬鉑電極,這進一步表明納米級鉑微粒電極具有良好的催化活性。

方建章等[3]研究了用電化學方法生成強氧化劑H2O2和HClO處理酸性鉻蘭K染料廢水。在電解過程中向陰極表面通純氧,氧在陰極上還原可生成H2O2,以NaCl作為電解質,Cl-在陽極上還原為Cl2,Cl2進一步轉化為HClO,HClO是強氧化劑,可氧化降解燃料分子。反應時間30min,脫色率和化學需氧量去除率分別達到90%以上和75%以上,當處理時間增加到50min時,兩個指標分別增加至100.0%和83%。

周建等[4]采用電催化氧化法處理染料廢水,當反應時間40min,H2O2的加入量與廢水體積比為0.005∶1,催化劑的用量與廢水為0.005∶1,pH值為2.5時,處理效果達到最佳。電解處理后能夠進一步降低廢水的COD與色度值,未達到排放標準的染料廢水經生物化學處理使排放水質達到國家規定的二級排放標準。這為電催化法作為染料廢水預處理工藝提供了理論基礎。

余瓊衛等[5]的實驗以Ti為基體,并通過一定方法制備了Sn和Pb氧化物半導體催化劑電極。并通過掃描電鏡和電化學等手段分別對以上兩種電極進行結構和電化學特性檢測。在相同工作條件下,Sn半導體電極的析氧電勢比Pb半導體電極高,且其對實驗中的模擬廢水COD值分解去除速度更迅速。在模擬染料廢水處理體系中,提高反應溫度有利于促進染料的降解,可能是因為染料分解反應是吸熱反應,高溫有利于反應進行。反應過程中檢測到降解產物CO2充分證明有機物的礦化。

王敏等[6]在催化電解法去除滲濾液中CODcr、NH3-N的動力學研究中,進行了滲濾液的SBR出水中CODcr、NH3-N的去除研究,在一定工藝下,對滲濾液的SBR出水進行電化學氧化,反應時間為30min時,NH3-N去除率100%,當反應時間增加到120min時,CODcr的去除率達90%以上;有機物指標的分解反應符合一級動力學反應方程,其速率常數隨反應器中的電流密度的增加、極板間距的減小而提高。

李天成等[7]在電催化氧化技術處理苯酚廢水研究中,分別測定了SnO2/Ti復合電極、不銹鋼電極、柔性石墨電極的析氧電位,并以這三種不同電極材料,施加5V左右電壓,對模擬苯酚廢水進行了電化學氧化分解實驗。研究表明:析氧過電位次序為不銹鋼<柔性石墨<SnO2/Ti,處理后水的化學需氧量值約為100mg?L-1,且出水的苯酚濃度<0.5mg?L-1。處理取得良好效果。

賈金平等[8~10]研制了鐵/活性炭纖維的復合材料電極,并應用該電極對染料廢水進行處理,研究結果表明,在最佳工藝條件下,該復合電極可以對染料廢水的脫色率達到100%,TOC的去除率也達到60%以上,處理的效果比采用單一的鐵電極要更好,從而證明活性炭纖維在該復合電極中起了主要的作用,我們認為具體催化作用機理可能是因為活性炭纖維其具有較大的比表面積和對污染物有較強吸附能力有關。

婁紅波等[11]采用碳棒電極,在室溫下進行了電化學法處理苯酚模擬廢水的研究,通過改變廢水中Na2SO4電解質濃度、電極電壓、pH值和初始濃度等條件,研究了不同條件對處理效果的影響,研究結果表明:處理最佳條件為pH值為8.0,電極電壓為5.5VNa2SO4電解質濃度為20.0g/L。最后對苯酚的降解機理進行了初步探討。但我們認為,最佳處理條件的適用范圍有限,因為電極間距及電極表面積大小的影響對處理效果影響也非常大。

林海波等[12]以煉油廠二級出水回用為目的,研究了電催化氧化法降解煉油廠二級出水CODCr的方法。實驗結果表明:電催化氧化法可在煉油廠二級出水回用中降解CODCr,當廢水處理后ρ(CODCr)小于30mg/L時,處理每噸廢水的電能消耗在1kW?h左右。CODCr的降解效果依賴于廢水性質、電解時間、電極材料、電流密度、電極間距、電解槽結構、廢水流量等因素。

殷鐘意等[13]在活性炭負載納米TiO2電催化氧化處理染料廢水中,用溶膠凝膠―動態吸附法制備顆粒活性炭(GAC)負載納米二氧化鈦(TiO2)催化劑,以甲基橙的脫色率為考察指標,研究TiO2/GAC電催化反應體系對甲基橙染料廢水的電催化氧化性能。實驗結果表明,在甲基橙廢水pH值為4,TiO2/GAC催化劑用量為0.5g,Fe2+濃度為250mg/L,電解電壓為16V時,電催化氧化30min的條件下,甲基橙脫色率達99.2%,COD去除率達93.1%。

電催化氧化方法和光催化結合方法處理染料廢水近年來引起研究人員的興趣,李國亭等[14]在電催化降解偶氮染料酸性橙Ⅱ的降解過程研究中采用光照協同作用,采用具有電催化活性和光催化活性二氧化鈦摻雜PbO2復合材料電極,研究了對偶氮染料酸性橙Ⅱ的光助電催化降解效果。結果表明,單獨電催化過程會產生大量醌類化合物,可能是因為電催化不足以降解這類化合物,因而在溶液中積累;而在光協同電催化氧化過程中,光催化氧化過程大大減少了電催化過程中產生的醌類物質。在反應時間為120min,光協同電催化氧化是其使TOC去除率高于單獨電催化1.5倍以上,協同作用非常顯著。

在鈦基二氧化錫電極電解過程中羥基自由基檢測及電催化機理中,丁海洋等[15]采用浸漬――熱分解方法制備了鈦基二氧化釕(Ti/RuO2)和鈦基二氧化錫(Ti/SnO2)兩類尺寸穩定陽極電極。以掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對電極結構進行了表征。用循環伏安法(CV)比較研究了Ti/RuO2和Ti/SnO2電極直接電催化氧化苯酚性能,表明苯酚在Ti/RuO2和Ti/SnO2電極上均可發生直接電氧化反應,兩種電極上氧化峰電位分別為0.96和1.43V(vs.Ag/AgCl)。以對苯二甲酸為捕獲劑,利用熒光光譜法進行了羥基自由基(?OH)檢測。Ti/SnO2電極在電解過程中能夠產生?OH;而Ti/RuO2電極?OH的生成極其微弱。Ti/SnO2電極電解過程中生成?OH是其具有高電催化活性的主要原因,也表明了用熒光法進行羥基自由基檢測方便、靈敏,可以用于電催化過程羥基自由基的檢測。

4電催化氧化法的優勢

目前電催化氧化法應用于有機廢水處理,優勢主要在以下幾個方面。

(1)電能屬于清潔能源,可以再生,并且該方法對電能利用效率{,反應條件寬松。在廢水處理過程中,主要是依靠瞬時活性自由基和電子,無需額外添加化學藥劑,沒有二次污染,對環境不產生負面影響。

(2)電催化氧化法不僅能對有機物進行礦化分解,另外本身不引入菌膠團,沒有生物污染,同時電化學產生的強氧化性的活性自由基對廢水中的有害生物起到殺滅作用,這樣可采用生物法作后續消毒的工藝。

(3)基礎建設和運行成本較低[16],控制簡單,工藝組合靈活,可以單獨處理污水,也可為難生物降解的高濃度廢水提供可生化性預處理。

5結語與展望

電催化氧化法處理污水有深遠的發展潛力和廣闊的發展空間[17],盡管電催化氧化工藝處理染料廢水有許多優勢,但目前還是存在很多急需解決的問題,這些問題的產生主要體現在電極組成結構、電催化氧化的機理、高催化性能電極的研發以及電催化氧化整體工藝的研究這四個領域,這是電催化氧化水處理研究領域的熱點和難點,同時對電催化氧化的工業化應用研究還有待加強,今后的發展要從解決實際問題出發,逐步把理論研究過渡到實際工業應用研究上。

參考文獻:

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[3]方建章,張再利,雷恒毅,等.電生成強氧化劑處理染料廢水試驗研究[J].水處理技術,2004,30(3):173~175.

[4]周建,章婷曦,洪利光,等.染料廢水的催化氧化處理[J].環境污染與防治,2000,22(4):25~26.

[5]余瓊衛,周元全.直接電解法處理染料廢水的方法[J].環境污染治理技術與設備,2004,5(7)64~69.

[6]王敏,陽小敏,等.催化電解法去除滲濾液中COD,NH3-N的動力學研究[J].環境污染與防治,2003,8,25(4)64.

[7]李天成,朱慎林.電催化氧化技術處理苯酚廢水研究[J].電化學,2005,11(1):101~104.

[8]賈金平,楊驥,廖軍,等.活性炭纖維電極處理染料廢水的探討[J].上海環境科學,1997,16(4):19~22.

[9]趙少玲,賈金平.活性炭纖維電極電解法處理印染廢水的應用研究[J].上海環境科學,1997,16(5):24~27.

[10]賈金平,楊驥,廖軍,等.活性炭纖維電極法處理染料廢水機理研究[J].環境科學,1997,18(6):31~34.

[11]婁紅波,王建中.電化學法處理苯酚模擬廢水的研究[J].環境科學與管理,2008,2,33(2).

[12]林海波,張恒彬,孫治權,等.電催化氧化法降解煉油廠外排廢水COD的研究[J].工業用水與廢水,2004,35(6):31~34.

[13]殷鐘意,李小紅,侯苛山,等.活性炭負載納米TiO2電催化氧化處理染料廢水[J].環境科學與技術,2010,33(1):150~153.

[14]李國亭,曲久輝,張西旺,等.光助電催化降解偶氮染料酸性橙Ⅱ的降解過程研究[J].環境科學學報,2006,26(10):1618~1623.

[15]丁海洋,馮玉潔,呂江維,等.鈦基二氧化錫電極電解過程中羥基自由基檢測及電催化機理[J].分析化學研究報告,2007,35(10):1395~1399.

第2篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:水利水電;建筑設計;現狀與發展

中圖分類號:TV文獻標識碼: A

泵站和水電站的廠房、啟閉機房、輸水工程的建筑物等相關設施都是水利水電工程建筑設計所包括的內容。隨著社會的不斷需求和水利水電建設的發展,建筑設計在理念上有了很大的突破。即在基礎的設計要求上,進行最大限度的創新,使水利水電的建筑設計能夠達到美觀、適用、經濟、安全的效果,并且還能與周圍的山、水、草、木等有效的結合起來,形成協調統一的關系。這樣一來,就會促進靚麗風景的建成,給人們帶來美感,促進旅游和經濟的發展。為此,要對水利水電的建筑設計進行進一步的探索,滿足水利發展和精神文化的提高。

一、水利水電建筑設計的現狀

進行各種水利水電設施的修建中,都會有很多資金的投入,又由于水利水電設施是專業的設計師所建設完成的,所以在功能和壽命上都有很好的保障。但作為一門專業學科的水利水電建筑而言,一些專業的技術人員在進行水利水電的施工中,往往缺乏相應的建筑學知識。他們追求更多是建筑的實用性,就其美觀性和藝術性來說,都有所忽略。這樣建筑設計的模式下,就形成了沉重的鋼筋水泥形象,如一個笨重的鋼筋混凝土結構。隨著精神文明的發展,建筑的視覺感受已經成為設計者和使用者的高度重視,水利水電的建筑工程也不例外。如位于景德鎮市的玉田水庫的建筑設計,就成為了旅游的一個重要部分。所以說,現代的水利水電的建筑設計應逐步的開始像藝術性的建筑的方向前行。

二、建筑的設計特點

(一)一般來說,水工建筑物制約著水利水電工程建筑的基礎,其根據專業的使用要求來對建筑物的范圍和平面位置進行確定;而水閘啟閉機運行高度、水力設備的吊裝高度或、變配電設施高度也會對建筑物高度起到一定的影響。依據水利工程建筑設計的形狀、平面位置、高度、設計尺寸等要求,都會明確的認識到其對建筑設計空間的限制,給建筑設計藝術性的創造帶來很大的難度。

(二)水利水電工程能夠促進當地的經濟發展,為經濟的建設提供良好的條件,隨著當地經濟的發展,周圍的建筑物也會得到良好的建設和改造,促成人為景觀的建成。為此,在水利水電的建設中,要有一定的超前意識。當周邊的建筑都建立起來以后,就與水利建筑相互融合,形成一個完美的整體景象。

(三)進行水利水電的建筑設計中,探索和研究的活動會受到管理機制和節約思想的影響,使建造資金的投入變得緊張起來。這樣,在實際的施工中,超出預算的數額就被視為不合理。要想投入很少的資金,又進行施工圖紙的實際建設,相對是比較困難的,加上一些客觀因素的影響,建設的方案會隨時發生改變,如此一來,建筑的施工方案就不在是設計者們原來的構思了。

三、建筑設計的某些問題

(一)建筑設計與業主之間的交流

1.市場經濟的運行之下,表明建筑設計并不是設計者們的獨自活動,在進行施工的設計與實施中,還要與相關的各個方面進行全面交流,最主要就是與業主之間的交流。在水利水電建筑施工中,就建筑的裝飾和外觀等內容上來說,業主有時會對此進行一些自己的方案指明,其要求與設計者的要求能夠達有效的溝通和交流,都會在風格和使用上得到很大的突破。

2.有時候,業主可能沒有對建筑的設計提出明確的格調要求,但對其外觀及其裝飾的要求就很突出,像這些業主,經濟實力一般都很強,雖然不是什么專業的設計者,但也有一定的鑒賞能力,在進行雙方的交流過程中,就要反復進行意見的交換,并通過實際考察,對比和分析雙方的觀點與方案,確保意見的統一。

(二)經濟與設計的相互配合

在建筑的建設中,作為設計師,追求的當然是建筑的藝術與審美。作為一個設計師,不僅要熟悉建筑的施工工藝,還要能夠成為一名優秀的經濟師。這樣,設計者在進行建筑的設計時,就能夠很好的以實際的經濟實力作為依據,設計出更加合理的設計方案來。在面對經濟投入相對困難的建筑中。設計者就要利用有限的資金對建筑進行最大限度的設計和改觀,既保障資金的使用,也使建筑的外觀和裝飾能夠得到合理的建設。

(三)建筑設計的美觀性與經濟性

建筑的設計中,其方針所要求的是美觀、經濟與適用的共同結合,而在實際的工程建設中,建筑的美觀性與經濟性一般都被對起來,得不到有效的結合。俗話說,追求藝術性就必須多投資,少投資就必定無法實現藝術性。對這一問題,就要辯證的進行看待,國家對水利水電進行最大程度的投資,就要以節約國家資源為建設原則,用合理價格的建筑材料進行設計意圖的實現,還要能夠保障建筑的耐久性。

(四)建筑的設計與藝術創作的相關聯系

在水利水電的建筑設計中,其建筑的設計和藝術創造有著密切的關系,這就可以看作是:建筑是設計者眼中的藝術創造。在實際的建設施工中,設計者要對水利水電工程建筑的外部聯系和內部特點進行深入的研究,依據美學規律和科學的建設規律,提出一個合理的建設方案來。其次在這一方案的前提下,進行不斷的揣摩和探討,運用不同的技巧與手法,將其表現出來,充分體現水利水電建筑設計的實用和美觀。

四、建筑設計創新前景

滿足使用功能、安全、運行管理等要求,是水利水電工程建設的主要內容,但除此以外,隨著工程建設的發展,建筑形式上的創新,也成了工程施工的重點要求。面對水利水電工程建筑設計的前景,設計者就要充分的結合求實與創新,深入建設的研究,開拓水利的優美景象。今后的發展中,水環境和水生態的發展將是水利水電建筑設計的發展趨勢,在這種趨勢的帶動之下,旅游業也會得到大的發展,成為人們休閑的又一圣地,這就為水利水電的建筑設計提出來更高的要。為此,在水利水電的有效建設中,還要能夠追求其美觀性和藝術性,使得建筑的形態呈現優美的姿態,吸引更多的人流連忘返,推動水利水電的經濟發展。水利水電的建筑設計要不斷的進行創新和發展,其在三個方面應該具有很大的發展和探索。1.在水利水電的建筑設計中,最先考慮的應該是建筑的性能和適用以及耐久。2.依據牢固、經濟、安全的建設原則,充分結合完備的技術要求進行建筑的施工設計,即材料選擇、建筑結構設計、施工的可能性等。3.在基礎的設施完善的條件下,最大限度的進行建筑設計的藝術追求,此外,還要結合當地的環境和經濟的發展,運用設計者自身的創造力與想象力,精心的進行建筑的設計,施工人員則按要求進行嚴格的施工和建造。只有建筑師對建筑的外形、內部、外部的空間組合、建筑材料的色彩和材質、立面構思、等設計要素進行充分的考慮,建筑的設計就能達到良好的形象塑造,使各個方面得到統一和協調,表現建筑的藝術美感,給人以強烈的視覺震撼。

結束語

總而言之,水利水電的建筑設計中,經濟與設計方面都存在著很多的問題,為此,就要提出有效的措施解決這些問題。在社會的不斷發展和建筑設計的改進中,汲取各方面的因素,結合周圍所有的事物,進行藝術式的完美創造,將是建筑設計的發展前景,這也為人們的生活帶來更多的驚奇和享受。

參考文獻:

[1]許勇,曹先玉,趙禹然,淺談水利工程中的建筑設計[J].山東水利,2002,12.

[2]張樹軍,王瑋,吳菁,水利建筑美化設計探索與思考[J].治淮,2001,11.

第3篇:水利水電發展前景范文

【關鍵詞】GPS;水利水電;工程測量;應用前景

中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:

0.引言

GPS(全球定位系統)是到目前為止,世界上最先進和最完善的衛星導航系統與定位系統。它的特點不僅有全球性、全天候性、實時高精度,三維導航和定位能力這幾點,而且還包括了具有良好的抗干擾和保密性。所以這引起了世界各國軍事部門和廣大民用部門的深切關注。GPS定位技術的高度自動化所達到的高精度以及其所具備的潛力,同時也引起測繪界的極力關注。特別是最近這幾年來,GPS定位技術在應用基礎的研究方面、新應用領域的開拓方面、軟件和硬件的開發等等一系列方面都取得了快速發展,并在廣泛的科學實驗活動方面也展現出了極為廣闊的發展前景[1]。

1.GPS測量技術的概述

全球定位系統,即GPS,它是“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System,NAVSTAR/GPS”的英文縮寫。它是以衛星的測時和測距進行導航,并構成全球定位的一種系統。現在,國際上已經公認地把這種全球定位系統簡稱為GPS。GPS (全稱:全球定位系統),是美國國防部在20世紀80年代研發成功的一種高精度衛星導航和定位系統。同時,它也是現代空間技術的又一次重大突破。它的建立是為了美國DOD(國防部)滿足對軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求。這個系統是從1973年開始設計、研發的,歷經20年在1993年的時候全部完成。到1994年年底為止,28顆GPS衛星全部發射完成,其定位工作開始正常進行。因此,對現在來說,不論在任何時候,在地球的任何地方,都可以接收到不少于6顆的GPS衛星發射的信號[2]。

GPS定位系統具有高度的精度性、全天候、連續性、速度快、費用低、方法種類多樣和操作簡單等一系列特點。這使其在水利水電工程測量及其相關學科領域得到了極其廣泛的運用。

GPS衛星的主要作用是:第一,向用戶連續發送定位信息;第二,接收和儲存由地面監控站發來的衛星導航電文等信息,并適時發送給用戶;第三,接收并執行由地面監控站發來的控制指令,適時地改正運行偏差和啟用備用衛星等;第四,通過星載的高精度銣鐘和銫鐘,提供精密的時間標準。

近些年來,GPS在水利水電工程測量方面也獲得了很大的發展。特別是在首級控制,碎部測量以及變形觀測等各個方面,都得到了充分的應用。下面,本文將從其應用情況和效果作必要的論述,以及對它以后發展前景和優勢作相關說明。

2.GPS在水利水電工程測量中的應用現狀及優勢

2.1首級控制

對于建立某一測區內的首級控制網,技術人員可以應用高精度的GPS進行相對定位技術。

2.1.1網的圖形設計

全球定位系統首級控制網的基本圖形一般是三邊形或多邊形,加密網點時也可取附合線路或者極坐標法這兩種方法。

(1)三角形網

非同步的獨立觀測邊可以組成GPS網中的三角形邊。并且依據地測量的經驗可以知道:三角形邊的幾何結構強,而且具備出色的自檢能力,能夠及時有效的發現觀測成果出現的問題,以此來保障網的可靠性。與此同時,經過平差后的網中相鄰點間的基線向量的精度一般分布比較均勻。

(2)環形網

環形網的結構強度比三角形網的稍差。在大地測量和精密工程測量中使用的兩種基本圖形是:三角形網和環形網。在水利工程測量中,也能用它們作為首級控制網。在首級控制網精度并非很高而且測區范圍不是很大的情況下,也可以采用附合線路和星形網的形式[3]。

2.1.2 GPS接收機的精度要求

現在,我國普遍使用的GPS接收機一般有單頻機和雙頻機兩種。單頻機相對定位精度是10mm+1ppm×D;雙頻機相對定位精度是5mm+1ppm×D。以上兩種都滿足首級控制的精度要求。但是,按要求,單頻機測量基線邊長度一般不超過10km。

2.1.3數據預處理及平差計算

處理觀測數據的基本過程包括:第一,預處理;第二,平差計算;第三,坐標系統的轉換或者與已有地面網的聯合平差。耐心地對原始數據編輯、加工與整合,仔細地分類出各種游泳信息,為平差計算作好充分的準備,這是預處理的主要目的。第二步,平差計算的主要內容:(1)同步觀測同一基線邊多歷無同步觀測值的平差計算。(2)GPS網平差:把上面提到的基線邊的平差結果當作相關觀測量進行網的整體平差。在WGS84坐標系統中進行整體平差。數據處理的最后一個過程是對GPS網與經典地面網進行聯合平差和坐標系統的轉換。經過這一最后階段的處理,可以獲得所需要的結果數據。

2.2圖根控制

GPS作圖根點控制測量的特點:

(1)使用的是單頻機,機身輕,攜帶方便;

(2)采用附合路線。從一已知點出發,又回到這一已知點。由此可知,在控制點較少的測區內,也只需一個已知點,就可以進行測量。

(3)運用同濟大學GPS快速定位軟件,每一測站點的定位時間一般只需2-3分鐘便可完成。使用GPS大比例尺地形圖圖根控制測量,,在水利水電工程測量中,可以起到很好的效果。

2.3變形監測

水負荷的重壓可能引起水庫水電站大壩變形,為了大壩的安全,需要對大壩變形連續精密地進行監測。GPS(全球定位系統)的精密定位技術可以滿足監測工作的精度要求(1.0—0.1ppm)。并且也可以實現監測工作的自動化。譬如:全球定位系統接收機可很長一段時間安置在適當的位置,采用遙控裝置操作,并以此來觀察監測大壩的形變。并可以使用適當的數據傳輸技術,按時自動地將監測數據送到數據處理中心,方便以后進行處理和分析。

3.GPS技術在水利水電工程測量中的前景展望

在水利水電工程測量中,GPS的應用已獲得了很好的效果。其具備經典測量方法不可比擬的優點。這些優勢將使在其他方面獲得更為廣泛的應用。不久之后,隨著GPS接收機的不斷改良和國內數據后處理軟件的不斷開發與利用,這將促使GPS在應用領域和定位測量技術方面不斷地拓寬和發展,并為以后促進測繪科技的發展和應用更好地服務[4]。

4.結語

這些年來,GPS(全球定位系統)精密定位技術在我國得到相當廣泛的應用。無論是在大地測量中還是在工程測量或者變形監測更或者資源勘察等等方面,都取得了非常好的效果。成功經驗以及良好的效果,充分地表明了GPS精密定位技術巨大的優越性和潛力。在新世紀里,GPS導航與定位技術一定會取得進一步的發展。并為我國經濟建設、國防建設的進一步發展以及科學技術的不斷進步發揮出更大更積極的作用。

【參考文獻】

[1]張華海,金繼讀.GPS定位技術在地面形變測量中的應用[M].徐州:中國礦業大學出版社,2010:68-128.

[2]吝全奎.GPS測量技術在滑坡監測中的應用[J].西北水電,2012(2):32-33

[3]余學祥,徐紹銼,呂偉才.GPS變形監測信息的單歷元解方法研究[J].測繪學報,2012,31(2): 123-127.

第4篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:現澆混凝土;護坡板;水利工程應用;研究

在現代社會發展的過程中,水利水電工程的重要性愈發重要,這直接關系到社會的進一步發展以及可持續道路的形成,過去的經驗表明,水資源緊缺的原因有一部分是因為在水利工程中的浪費導致的,這直接影響了社會的和諧發展。況且在現代化科學技術大力發展的今天,先進的施工技術必然會帶動工程的進一步建設。以實際工程的施工建設為例,對此進行了詳細的論證,希望在今后的施工建設中,能夠將現澆混凝土護坡技術的優越性得到進一步的凸顯,為促進我國水利水電工程的建設作出重要的貢獻。

1水利水電水庫工程中現澆混凝土護坡施工工藝的應用

1.1工程概況與相關設計方案

本文中主要選取了某水利水電工程的施工建設,并且針對該工程具體論述了現澆混凝土護坡工藝的應用。該水庫總體綜合流域范圍為13.4平方公里,其中壩頂的長度為203m,寬度為4.5m,總庫容量能夠達到190.6萬m3,地震烈度為7,因為施工時間距今較為長遠,已經有幾十年的歷史,因此在重新修建的過程中,充分考慮到工程護坡質量嚴重不符合工程的建設標準,因此決定采用現澆混凝土護坡的施工工藝,以達到理想的工程標準,在對護坡進行加固的基礎上,工程的整體效果得到明顯的提升。在具體對邊坡進行加固的方案設計中,原有工程中的護坡是由干砌石堆砌而成的,所以既不能滿足工程成本的要求,也不能達到加固的效果,需要重新選擇護坡的原材料,現澆混凝土進行護坡具有理想的效果,可以在橫向設置幾處伸縮縫,將護坡版的厚度控制在16cm左右,進而進行后續的施工建設。

1.2施工過程設計

在開展具體護坡施工的過程中,有以下幾個重點的步驟。首先是要安裝模板,在進行模板安裝時,不僅需要確保工程更順利的施工,還要盡可能的降低施工成本,因此采用隔一塊支一塊的施工方式,將模板事先排好編號,按照1、3、5的順序進行安裝,相鄰兩個模板之間的距離為2m,同時還要對壩坡的坡度進行測量,采用水準儀以及經緯儀兩種工具對其進行有效的控制,使得可以將設置點位得到更加牢固的安裝。同時對坡面線進行相應的測量,使用線繩將相鄰的楔子聯系起來,以便進行控制,然后按照高程的不同進行安裝,這是其前提條件。其次是進行混凝土模板的澆筑。這一道工序主要是在壩頂上得以實現的,主要工具為鐵皮、模板以及滑槽,按照由下至上的順序進行澆筑,同時將塌落度控制在5-7cm之間,使用振搗棒對混凝土進行振搗,進一步提高混凝土的密實程度,先使用振搗棒進行一次振搗后,再將平板振動器固定牢靠,進行二次振搗,反復進行3至4次后,將坡面找平,如果有些坡面不平整,那么可以采用人工的方式對其進行整平處理,進行養護,14d后基本就能夠成形。第三道工序是進行排水孔以及伸縮孔的施工。在進行這道工序前,需要確保混凝土的相關強度符合施工標準,在此基礎上在面板上鉆取4個排水孔,分別位于上下左右四個位置,呈現梅花狀的分布,分別在面板的橫向以及縱向每隔2m設置一道伸縮縫,當縱縫完全凝固后再將其使用切割機進行切割。此外,在完成護坡的加固工程后,還要對其效果進行檢驗,該工程共耗時一個月的時間,采用現澆混凝土的護坡工藝進行施工,施工時間得到有效的縮短,并且經過一段時間的使用后,具有明顯的護坡效果,這一施工工藝可見一斑。在今后類似工程的建設過程中,可以作為全新的工藝進行推廣。

2水利水電堤防工程中現澆混凝土護坡的應用

2.1工程基本情況

位于某河兩側的城區段水利堤防整治工程共分為兩段,其中右堤長15.18公里,左堤長7.787公里。設計堤防為50年一遇洪水標準,吹填筑堤法進行堤身填筑,1:3的坡比,利用現澆混凝土護坡板作為堤防護坡,其尺寸規格100cm*150cm*12cm,C20F150混凝土等級,10cm砂礫石為護坡板的下墊層,再下層則是復合土工膜400g/m2,護坡板工程量為38*104m2。

2.2施工過程設計

制作安裝模板砂礫墊層鋪設攪拌、運輸、振搗、抹平混凝土拆除模板養護混凝土。標準型12槽鋼制作縱向模板,6mm鋼板則制作橫向模板,綜合考慮混凝土板的施工誤差因素,將橫向模板制作的長度定為994mm。安裝模板的依據要嚴格按施工高程及放線位置施行,模板平直度則依靠堤腳與堤頂的樁掛線進行校正,從而確保順直的板縫。砂礫石墊層的鋪設應在敷設土工膜合格后立即進行,以起到保護土工膜的作用。在施工中利用布袋向下運輸的方式,運輸墊層料至設計位置后整平。安裝模板合格后則將墊層找平,以保證混凝土厚度標準,澆筑前將墊層濕潤。本工程混凝土為集中攪拌方法,運輸則利用罐車實現,以防止離析或漏漿等問題,同時利用4mm鐵板制作的溜槽作為垂直運輸混凝土的工具,半徑30cm。利用這種溜槽連接混凝土罐車出料口與下部小車,可大大減少人工量,提高了工作效率,而且溜槽可重復使用且不易損壞。振搗混凝土的方式為振搗棒,手持插入振搗棒,并控制30cm范圍內的插點間距且不能對墊層產生擾動或是過振、漏振現象。

完成振搗混凝土后,應再次進行掛線校正,以確定模板沒有出現走模問題,如果有走模問題存在,則應在混凝土初凝之前完成校正工作?;炷撩婺ㄆ綐藴蕿楦哂谀0?至2mm,二次抹面開始于初凝后,平整度在2mm以內。澆筑12h后對混凝土進行養護,本工程養護方法為CM-2型的養護劑噴灑,利用該養護劑能夠將混凝土毛細孔堵塞且2h還原成膜的功能,得到具備耐久性的保水體系。在拆除模板的步驟上應注意,橫向模板的拆除時機應在混凝土初凝抹面時進行,必須保證操作時垂直向上,以確保得到順直、清晰的縫隙。而拆除縱向模板則在混凝土強度為10%設計強度時進行,必須確保拆除時混凝土沒有損邊、掉角問題。

3結論

總結上述兩個工程案例,可見現澆混凝土護坡的相關施工工藝具有良好的施工效果,并且實現了對水利工程的養護,在今后發展建設中可以得到進一步的推廣使用,在成本以及技術等相關方面均能達到理想的效果,可見其發展前景是十分廣闊的。

參考文獻

[1]黃偉軍,賀翔.淺析現澆混凝土護坡質量缺陷的防治措施[J].內蒙古水利,2014(6).

[2]謝彥清.現澆混凝土護坡式堤防工程施工工藝流程及質量控制探討[J].甘肅水利水電技術,2013(10).

第5篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:水利水電工程;測量技術;探討

中圖分類號:TV文獻標識碼: A

引文

作為水利水電工程正常施工的基礎性因素之一,測量技術在水利水電工程中有著舉足輕重的地位,近些年來,隨著現代科學技術的快速發展,水利水電工程測量技術的發展也是日新月異。水利水電工程質量的高低有很大一部分取決于測量技術水平的高低。最近幾年,我國的科學技術發展速度越來越快,水利水電工程的測量技術也在緊隨這一潮流,不斷進步。本研究就將針對“水利水電工程測量技術”這一主題進行闡述,使廣大民眾對這方面的內容有一個更加深入的了解。

一、水利水電工程測量技術

1、水利水電工程測量技術之控制測量技術

控制測量是水利水電工程測量工作的重要組成部分。在一般情況下,水利水電工程控制測量可以分為兩部分,第一部分是測圖控制網,第二部分是專用控制網,這兩種類型的控制測量都會利用到平面控制測量技術和高程控制測量技術。其中平面工程控制測量技術較為常用。水利水電工程平面控制網測量技術包含三邊網控制網測量技術、邊角網控制網測量技術、GPS控制網測量技術,等等。近年來,GPS控制網測量技術應用的非常廣泛。范圍較廣的測圖工程的首選測量技術一般都是GPS控制網技術,范圍較小的測圖工程也會應用到GPS控制網技術。

在20世紀的70年代,美國的陸海空的三軍加以聯合最后研制出了新一代的衛星定位系統即GPS,它的主要目的就是給陸??者@三大領域及時提供實時地、全天候的與全球性的相關導航的服務,并且還用于具體情報的收集工作、核爆的監測工作與應急通訊工作等多種軍事性目的。經過了二十多年的研究和實驗,耗費資金高達300億美元,至1994年,全球的覆蓋率可高達98%的那些24顆GPS衛星均己經布設成功,這些標志著著衛星己經全部布設完畢,而且還預示著GPS全球定位系統已經真正邁進了成熟期。測量領域作為較早地采用了GPS技術的相關領域,積累了豐富的實踐經驗。一開始,這一技術主要地是用在高精度的大地測量技術與控制測量技術上面,從而建立起各種的類型與各種等級的用于測量工作的控制網。如今,GPS技術也用到了各種類型的施工放樣工作、測圖工作、變形的觀測工作、航空攝影的測量工作、海測工作與地理信息系統工作和地理數據采集工作當中等多個方面。在各種類型的測量控制網的建立方面,GPS定位技術已基本上取代了常規測量手段,成為主要的技術手段。隨著測量技術的不斷革新,GPS技術在工程定位測量領域得到了廣泛的應用,其主要技術特性體現在以下幾個方面:

(1)使用精密的衛星專門的星歷

精密衛星的專門星歷作為GPS技術進行精密定位的可靠保證,意義重大。運用精密衛星的專門星歷,將其設備調制到L1載波環節上的衛星軌道的相應參數數據、衛星軌道信息專門數據等參量數值。這樣做以后就可以使得計算變得更加精確,從而讓測量的誤差率能夠降到最低。

(2)區域的范圍小,網中基線邊長度較短

通常意義上講,使用GPS的高新技術可以使接收機在衛星信號方面的工作產生那種近似的誤差的特征,而且還會使接收到的網中基線邊的誤差無法超過5KM,所以造成在信號的接收過程時,可以通過差分解算來使得整個的公共誤差產生很大程度上的抵消效果,進而測得高精度的專門數據。但是區域的范圍較小、網中基線邊較短的特征也變成了GPS測量技術的最大亮點。

(3)測量點的選擇務必要靈活

在傳統的測量模式之下,相互鄰近的測量點間是需要一些互相通視的,所以對于測量工作的條件與工作人員的素質在要求上是比較高的,而且人眼的觀測還會讓測量在精度方面有所降低。在GPS的測量過程中,則不需要去考慮站點互相通視的問題,使得測量的數據全部依靠衛星來給出,其精度與靈活性便均得到了顯著的提升,測量的過程完全由計算機自動完成。由于GPS技術具有精密性高、區域范圍小、測量點選擇靈活等優勢,應用極為廣泛。

2、水利水電工程測量技術之變形監測技術

變形監測技術就是指對監測物體進行測量,通過測量了解監測物體的變化情況。若將變形監測技術細分,還可以分為外觀變形監測技術和內觀變形監測技術。而水利水電工程測量工作主要應用的是外觀變形監測技術。下面筆者就將詳細介紹一下外部變形監測技術涉及的常用變形監測方法。

(1)變形監測方法之大地測量方法

大地測量法可做的測量工作有很多,如,對基準網的測量、對物體變形情況的測量,等等。相關工作人員在應用大地測量法的時候,需要使用到以下兩種輔助設備,分別是電子水準儀和測量機器人。大地測量方法的具體特點如下:使用的輔助設備較為常用;相較于其它變形監測方法,其理論要點更為全面;通過該方法得到的數據,誤差較??;該測量方法在實施的時候,成本較低;該測量方法的實施時間較長;需要較多的人力資源;該測量方法的科技含量不夠高。

(2)變形監測方法之基準線測量法

基準線測量法主要測量的是水平位移的變化?;鶞示€測量法分為很多種,每種測量方法應用的實際情況也有所區別。例如,真空激光準直法一般會應用于呈現形狀為直線的大壩;垂線法一般會應用于呈現形狀為拱形的大壩;而視準線法一般會應用于滑坡。

(3)變形監測方法之液體靜力水準測量方法

液體靜力水準測量方法的特點如下:測量數據的準確率較高;該測量方法的可測區域較廣;該測量方法的自動化程度較高;該測量方法一般都應用在高程的測量。

3、水利水電工程測量技術之數字地形測繪技術

數字地形測繪技術可具體概括為以下三種模式:第一種模式,電子平板。這種測繪模式出現錯誤的概率較低,但是具有較強的波動性;第二種模式,數字測量記錄。這種測繪模式應用的范圍較廣,但是易出現錯誤;第三種模式,數字攝影測量。這種模式的操作方法很容易讓人理解,而且該模式使用的儀器也很方便存放,是一種實用性能較強的數字地形測繪模式。

4、水利水電工程測量技術之水下地形測量技術

水下地形測量技術一般會選用以下幾種定位技術:RTK定位技術,CORS定位技術,等。這類定位技術的優點是準確率高;工作效率高;工作強度低;自動化程度高;可整天工作。

二、水利水電工程測量技術的發展趨勢

水利水電工程測量技術的發展趨勢,可以概括為以下幾點:水利水電工程測量技術的自動化程度會更高,科技含量也會更高;水利水電工程測量技術的適用范圍會更加的寬泛;通過水利水電工程測量技術得出的數據的精度會更高;水利水電工程測量技術的信息提取能力會更強。

結語

在工程測量技術的不斷發展,工程測量設備快速的更新換代的大背景下,水利水電工程的發展速度會越來越快,發展前景也會越來越好。我國的水利水電工程測量技術的信息采集能力會愈加強悍,與此同時,也會向自動化、數字化、多媒體化的方向發展;測量數據的儲存與應用也會愈加的高效,愈加的簡易;總而言之,相關工作人員仍然需要不斷努力、研究、探討,從而使我國的水利水電工程測量技術水平大幅度的提升。

參考文獻:

[1]孫寶成,常晁瑜.淺析水利水電工程測量技術[J].西江月,2012,(18)..

第6篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:水利 水電 抽水蓄能 電力系統 綜合開發模式 可持續發展

1 水利和水電的可持續發展

我國水資源總量雖較豐富,但人均占有量很小,且地區分布很不平衡。我國水能資源較為豐富,理論蘊藏容量為6.76×108kW,可開發量為3.78×108kW,占世界第一位。

水資源(含水能資源)是可循環再生的,經開發即可利用,可以除害興利,如不開發,只能白白付之東流,還要帶來水旱災害。水利水電樞紐一旦建成,可以年復一年持續運行下去,這是水利和水電可持續發展的基本條件。目前,我國某些地區水資源極其貧乏或已開發殆盡,再修建新的樞紐就受到限制,這將影響水利和水電的可持續發展。

水資源和水能資源的開發利用,關鍵在于水利和水電工程建設。各工程的建設條件往往差異很大。例如,長江和珠江干支流、西南地區水資源豐富,開發條件較好;黃河流域雨量雖然較少,但干流源遠流長,集雨面積大,上游源頭雨量較豐,故其干流的上中游也有利于水電的開發;其他如淮河、海河干旱缺水,源近流短,水量少且不均衡,水電開發條件不好;沿海地區雨量和水量雖然較豐,但有的地區或缺乏好壩址及興建水電工程條件,或由于移民太多,影響環境生態以及經濟指標不好等原因,水電開發條件也不理想。近年來,我國水電事業發展很快,在建和待建水電站星羅棋布。如三峽、二灘、李家峽、萬家寨、小浪底等大型工程正在修建;待建的大工程更多,如小灣、溪落度、向家壩、天生橋、瀑布溝、拉西瓦、龍灘等等,它們的裝機都在100×104kW以上,最大的達1820×104kW,為世界之冠。但是,這些水電站的地理位置偏重在我國的西南、西北及中部,華北、東北及沿海地區則較少。如海河流域已建大中小水庫約190座,總庫容已與全流域年平均徑流量相等,控制了山區流域面積的83%和徑流的55%,在全國各流域居首位??偟目矗覈糠值貐^如長江和珠江干支流、黃河干流以及西南地區水電開發態勢較好,而華北、東北以及沿海等地區進入1980年前后,水利水電已處于步履維艱的境地。

2 抽水蓄能電站的興起和發展

工業發達國家常規水電建設在20世紀五六十年代先后處于停滯不前地步,常規水電發展步履維艱。隨著經濟發展,社會對電力的需要日益增長,電網中各種能源包括煤電、油電、核電、地熱發電,以及天然氣發電等增加很快。而常規水電因受水能資源的限制,往往不能成比例增長,在電網中所占比例日益減少。這就造成電力系統中可調峰電源短缺,而低谷時又造成電流周波加大,影響送電質量。為此,抽水蓄能電站利用電力系統后半夜低谷剩余電能抽水蓄能轉換在尖峰時發電,作為水電補充得到迅速發展。近三四十年來,工業發達國家抽水蓄能電站發展越來越快。迄今有些國家,如美國、日本抽水蓄能電站的總容量已超過2000×104kW,不少國家已占常規水電容量的一定比例,日本甚至已近相等。據不完全統計,世界抽水蓄能電站有400余座,總容量1.0×108kW以上。

抽水蓄能電站的迅速發展,不僅反映在日益增長的數量上,還反映在它的型式、調節性能等內涵上。這都得益于抽水蓄能電站技術的不斷進步。抽水蓄能電站的作用和效益表現在電力系統的運行中,作為水電的補充并有利于水電的可持續發。

早期抽水蓄能電站既有常規機組又有抽水泵,稱混合式蓄能電站。這類電站始建于歐洲。抽水蓄能電站迄今已有近100年歷史,但開始進展不快,至20世紀六七十年代以后才迅速發展。據統計,1970、1980、1990年總容量分別達到1604×104、4600×104和8300×104kW。國外各種類型抽水蓄能電站發展如表1。

表1列出了16座國外建成的主要有代表性的大型抽水蓄能電站。其中,10座為純抽水蓄能電站,6座為混合式蓄能電站。純和混合式抽水蓄能的區別主要在于上庫有無來水。為便于了解抽水蓄能電站的性質,包括形式和調節性能,列出了上下庫容和滿載運行時間。純蓄能電站中以日調節居多,滿載發電5h和抽水7h左右,故它的上下庫容積較小。但是,美國的BathCounty、Racoon和日本的玉原、奧矢作Ⅱ及南非Drakensberg等5座純抽水蓄能電站的調節性能均超過日調節,可達周或2d調節。從文獻記載,這些工程由于電力系統的調峰要求,以及它們上下庫的特殊有利地形,使上下庫容積加大并使發電和抽水滿載運行時間達到10~20h左右,大大改善了電站的運用靈活性。混合式抽水蓄能電站一般上庫容積較大,可以對天然來水進行調節,下庫專為抽水蓄能而設,故一般以日調節居多,發電和抽水滿載運行時間仍以5和7h左右居多。如表1所示,也有一些電站為滿足電力系統調峰要求定為周調節,如法國的GrandMaisoon和Montezic,日本的新高瀨川和新豐根,意大利Edelo等5座為混合式周調節抽水蓄能電站。

從上述國外抽水蓄能發展可以看出,不僅在總裝機的數量和容量上日益增加,而且在電站的型式及調節性能方面向各種不同方向和途徑發展,更加提高了抽水蓄能電站在電力系統中的適應性,增加電站的發電量和效益。

我國抽水蓄能起步較早,20世紀60年代即修建了崗南和密云小型抽水蓄能電站,裝機容量分別為1.1×104和2.2×104kW抽水蓄能機組?;旌鲜叫钅茈娬竟惭b機42×104kW,其中蓄能機3臺共27×104kW,常規機1臺15×104kW。1992年第一臺機組投入運行,1993年全部建成。經多年運行,削峰填谷對華北電力系統起到了顯著的作用,對我國大型抽水蓄能電站的建設發展起到一定的促進作用。最近,廣州抽水蓄能電站建成,總裝機240×104kW,為世界之冠。此外,十三陵、羊卓雍湖和天荒坪等已相繼建成。安徽響洪甸在原有常規電站的基礎上近擴建抽水蓄能機組,成為混合式開發。我國抽水蓄能電站見表2。

表2共列出我國10座抽水蓄能電站,其中,混合式2座,余8座為純抽水蓄能電站。據1993年統計,我國大陸抽水蓄能電站容量為120×104kW,占世界第12位;近年來發展飛躍,容量已達555×104kW,預計居世界位次當可提前。這10座抽水蓄能電站均為日調節,發電和抽水時間為5h和7h左右。潘家口混合式蓄能電站下池庫容雖留有余地(從700×104m3擴大至1000×104m3),還是不能滿足周調節要求,但從調度靈活性上已留了一些余地。還應該指出,臺灣省的明湖和明潭抽水蓄能電站的上庫均為著名的日月潭水庫,容積很大,達1.42×108m3,且有明顯的天然來水,故這兩座蓄能電站表中列為純抽水蓄能電站,但實際上也可認為它們與已有常規水電廠大觀一廠共同構成混合式抽水蓄能電站,3個電站具有1座共同的很大的上庫,這對抽水蓄能電站的運行是非常有利的。它們的年運行時間高達5000h以上。潘家口混合式抽水蓄能電站經幾年運行,實際發電量及運行小時數超出原設計值。從國內及國外運行資料看,一般日調節純抽水蓄能電站實際運行的年發電量及運行小時數常達不到設計值,故混合式在這方面有一定的優越性。

3 抽水蓄能電站的類型和適應性

抽水蓄能電站具有2個明顯的特點:一是需要水但基本上不耗水,故抽水蓄能的規模不像常規水電那樣決定于所在站址的來水流量和落差,而主要決定于上下池容積和落差,更主要的是決定于所在電網可供低谷時抽水的電量;二是電站形式很多,適應性強,可視情況選定。在山區、江河梯級和平原均可修建抽水蓄能電站。

1)在山區,根據地形,往往選擇高水頭,一般水頭H為100m~600m居多,當然水頭越高越經濟,上下池之間距離則越近越有利。日本關西電力公司對抽水蓄能選點要求,H≥500m,L≤3km,而東京電力公司條件則放松,對水頭無規定。這說明只要地形許可,水頭高一些是有利的,但還要視具體情況定。

2)河流梯級水電站需要時可考慮抽水蓄能混合式開發,一般以中低水頭為多,即相鄰梯級電站除常規發電機組外可設置幾臺可逆式機組,如潘家口蓄能電站。也可考慮在某一河流梯級水電站下游另建下池,如安徽響洪甸蓄能電站??傊?,如蓄能機組(即可逆機組)和常規機組的水都來自同一上庫,水量可在同一上庫中調節,2種機組互為備用,互為補充,即豐水期可逆機組可按常規機組只作發電運行,而枯水期常規機組也可利用可逆機組所抽的水進行發電,這樣可以增加工程效益。最近,安徽利用淠河磨子潭和佛子嶺上下2座已成水庫進行佛磨抽水蓄能電站的設計,這樣上下庫都很大,對滿足電力系統運行需要十分靈活。

3)平原及沿海地區低水頭水電站和潮汐電站的蓄能運行,可利用電力系統低谷電抽水而在尖峰時發電會給這些電站帶來顯著效益。法國、英國、荷蘭及我國都有采用可逆式貫流機組并進行蓄能運行的經驗。此外,近年來國外在平原地區已有修建地下下池(專門開鑿隧洞群或利用棄置的礦井),而上池可利用地面河、湖或另行修建。上下池之間落差可視需要確定,水頭往往可達500~600m,甚至更高。這樣就為平原地區創造了修建高水頭蓄能電站的條件。

綜上所述,抽水蓄能電站基本上不受地形和來水流量的限制,也不受當地水能資源蘊藏量的限制。在各種地形條件下,在山區、平原等均有條件修建抽水蓄能電站,關鍵在于因地制宜擇優選擇。

4 多種抽水蓄能電站的可持續發展

我國可持續發展的戰略已經確立:要在各種資源的可持續開發利用和良好的生態環境的基礎上,不僅要保持經濟的高速增長,還要謀求社會的穩定與發展。水電除了要滿足自身的可持續性外,還要滿足環境、經濟和社會的可持續發展。

眾所周知,在電網的各種能源構成中,水電具有較好的調峰性能,可改善電網中火電機組的發電狀況,減少有害氣體(CO2等)的排放量,既可改善電網中電的質量,又可改善地區的環境。

近年來幾座大型抽水蓄能電站相繼投入運行,它的優越性逐漸被社會所認識,主要優點如下:

抽水蓄能電站本身雖不能生產電能,但可利用低谷電能(即剩余電能)抽水,在尖峰時發電,既可調峰又可填谷,還可調頻和事故備用,在電力系統中具有能量儲存轉換和改善優化的功能;

抽水蓄能與煤電和油電比,跟蹤負荷性能好、開停機靈活,節煤節油,調峰靈活,與常規水電比還具有填谷功能,其調峰功能為水電的2倍;

一般認為,抽水蓄能電站的工程量比常規水電站少得多,但可逆機組目前國內還無成熟制造經驗,需要從國外引進,其價格較高。即便如此,抽水蓄能電站單位容量投資一般仍比常規水電為低,同時施工期限亦短。

此外,還應該指出,在水利水電樞紐中補充了抽水蓄能功能,有利于水資源(含水能資源)的進一步開發,更大地發揮水利水電等綜合效益,有時可大大改善工程的有關指標和樞紐在系統中的作用,使原來指標差、效益低的項目改觀,增加工程的開發價值,給水利水電工程帶來新的開發前景。

目前,全國水利水電和電力建設形勢對抽水蓄能的發展非常有利,主要表現在以下幾方面:

1)各地區和各流域,常規水電發展很不平衡,有的水能資源儲量貧乏或已開發殆盡,不得不發展抽水蓄能以補水電所占電網中比重不足,如華北、東北、及東南沿海地區。

2)有些地區水電比重雖不低,但多徑流水電如四川、湖南、江西、湖北亦需建抽水蓄能電站。

3)我國煤炭資源不均衡,運煤困難,發展坑口電站,相應帶來北電南送。目前我國西部大開發在即,而水電西南西北多,又將實現西電東送。隨著三峽建成,我國東西南北輸電網形成。這些輸送電對平衡全國各地區電力有好處,但有時由于某地區為了接受上述幾種送入的電又必須視送入電的情況,增建一些調峰能力強的抽水蓄能電站。

4)我國核電已在浙江、廣東投入運行并將在江蘇、山東興起,也需相應增建抽水蓄能電站。

目前,我國抽水蓄能電站的建設和規劃設計工作正在全國范圍內蓬勃展開。從我國已建和在建的抽水蓄能電站看,它們各具特色,有高、中、低水頭的,有大型也有小型的,為我國抽水蓄能電站建設走出了第一步,并取得了寶貴的經驗。由于上述4個原因,預計抽水蓄能電站建設將在華北、東北、東南沿海地區以及華中、中南等地迅速展開。在今后設計建設中,抽水蓄能電站的運行將逐漸改善其調節性能,逐漸向雙日或周季調節過渡。

5 結語及建議

當前,全國水利水電和電力建設形勢對發展抽水蓄能極為有利,在過去已取得成績的基礎上,除進一步完善已建和在建抽水蓄能電站的管理運行和建設工作外,還要認真做好抽水蓄能規劃選點工作。如上所述,在純水蓄能方面除一般應注意因地制宜選擇合適的電站形式和布置外,有條件的站址還要注意選擇上下池的有利地形以取得較大的容積,以改善其調節性能并增加工程效益;在混合式蓄能電站方面,有條件時要注意選擇較高水頭并適當加大下池容積,以改善性能并提高電站效益。此外,我國目前有許多已建成的水電站,電站設計規模水平年早已過時,電站容量顯得不足,亟待增容擴建。因此,在有條件時可考慮增建抽水蓄能機組成為混合式開發,作為常規水電的補充,其效益當會顯著增加。這種融水利、水電、抽水蓄能于一體,并結合當地電力的綜合開發模式將給水利和水電帶來新的活力。據國外經驗(見表1),法國在新建GrandMaisoon和Montezic時即按上述綜合開發模式考慮,前者設有120×104kW可逆機組和60×104kW常規機組,而后者只采用90×104kW可逆機組。日本新高瀨川混合式日/周調節,原河段有5座常規電站,原總裝機僅4×104kW,后按上述綜合開發,改建為128×104kW的抽水蓄能電站。美國著名GrandCoulee電站幾經改建,先后增水泵和可逆機組,總容量達888×104kW。我國潘家口、響洪甸、佛磨、雙溝以及天堂等均采用這種混合式抽水蓄能電站。這種開發模式不僅改善了水利水電樞紐的功能,還大大改善了工程的指標,使原來效益差,指標差的工程改觀,增加了工程開發價值,給水利水電工程帶來新的開發前景。為此,建議今后視各地區,各河段水利水電發展情況以及當地電力情況按上述模式對新建、擴建、改建工程進行動態規劃和設計。

水利水電(含抽水蓄能)和電力相給合的開發模式,水利水電與電力相輔相成,通過電力(電網)的支持提供了抽水電力,倒過來也為電網增加了調峰和填谷能力,改善供電質量,為電力的發展提供水源等條件。因此,多種形式的抽水蓄能作為水電的補充,對水利水電的可持續發展大有好處,擴大了水電的內涵,將抽水蓄能也補充入內。

這種混合式開發改變了過去“以水定電”性質,即只能在需要供水時發電,不供水時不能發電。如今可以完全按照電力系統要求進行抽水或發電調度,同時對水庫的原有供水等功能也有好處。此外,這種綜合考慮水利水電與電力相結合的模式,還可在發展核電、風能發電以及調水等工程中發揮作用。

考慮多種類型的抽水蓄能作為常規水電的補充,可以引入電力(電網)的參與,這種跨行業(即水利水電和電力行業)的模式對各種資源的綜合開發、利用,可以達到較高水平,有利于水利和水電的可持續發展,并提供新的開發前景。

參考文獻

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[2] 中國電力企業聯合會,能源部北京設計院抽水蓄能電站工程實例[M]1990

[3] 黃河水利委員會設計院抽水蓄能電站圖集

[4] 曹楚生抽水蓄能電站發展前景[A]1993年抽水蓄能技術經濟討論會文集[C]1994

第7篇:水利水電發展前景范文

可視化是指人腦中形成某事物圖像的一種心智處理過程(mentalprocess)??梢暬夹g是把計算機中的數字信息轉變為直觀的圖形圖像信息,使得研究者能夠形象直觀地觀察到,即看到傳統意義上不可見的事物或現象,同時還提供模擬和計算的視覺交互手段[2]。可視化技術是集科學與工程計算、計算機圖形學、圖像處理、人機界面等多學科和技術于一體的現代化技術??梢暬暮诵募夹g包括:1)將科學計算中產生的數據及結果轉化為圖形或圖像;2)基于面向對象技術的圖形用戶界面的設計,即可視化建模的實現。可視化的過程模型如圖1所示。三維可視化作為可視化的重要組成部分,側重于以三維的手段反映客觀世界,屬于科學計算可視化的范疇[3],在地學領域有著廣泛的應用和發展前景[4-7]。三維可視化技術已經滲透到各個學科中去,如地理學、資源環境學、測繪學、海洋學、建筑學、生物醫學等,它的應用為這些學科的科學研究提供了極其有用的幫助,促進了這些學科的發展。比如,三維可視化技術在建筑、交通、醫學等領域的應用可以提高決策者的預見性,避免不必要的浪費和損失;在動畫和虛擬世界領域,三維可視化技術帶給了我們強烈的視覺沖擊;其仿真技術的應用,提高了我們在醫學手術實施、機械制造加工、礦物開采加工、水利設施建設等的精準度和效率。目前三維可視化技術已廣泛應用于城市規劃、電力、交通、礦業等各個領域,但在水利行業尤其是工程設計方面卻很少[8],三維可視化技術廣泛應用于水工設計將大大提高水利水電工程建設的效率和研究水平。

2水利水電工程三維可視化技術

2.1研究現狀

目前,水利水電工程設計已經開始從二維CAD設計逐步向三維CAD設計轉變。計算機三維建模與可視化模擬技術已開始應用于水利水電工程的設計、施工等各個階段,如樞紐布置、施工總布置等。天津大學的鐘登華等[9-11]從單獨研究水利水電工程地質、水利水電工程建筑物及水利水電施工三維可視化建模入手,逐步提出了對工程可視化輔助設計(VCAD)理論的構成體系和實現方法;黃河勘測規劃設計有限公司的李斌等[12]、天津大學的顧巖[13]、廣西河池水利電力勘測設計研究院的黃尚磊[14]提出了基于CATIA軟件的水利水電工程三維設計方法;三峽大學的田斌等[15]、中國葛洲壩集團公司的陳立新[16]對三維空間數據、地形、地物模型的建立以及對施工過程三維模擬技術做了相關研究;武漢大學的陶鐵鈴等[17]、電子科技大學的魏魯雙[18]、河海大學的楊威[19]、天津大學的張社榮等[20]分別開發了拱壩、重力壩優化設計可視化系統。水利水電工程三維可視化設計已得到國內專家、學者越來越多的重視,并取得了一定的成果,但目前還未形成一套完整的理論體系和軟件成果,整體上仍處于探索階段。

2.2技術路線

按照工程設計流程,水工設計實現三維可視化就要求工程設計條件可視化,設計建模過程可視化,計算分析過程可視化和設計成果可視化。這里可視化是三維工程設計的核心,數字化則是實現可視化設計的基礎。目前,地質、地物三維建模是水工三維可視化的基礎和研究重點,當前這方面的研究工作主要包括地質、地物的三維空間數據模型,地質、地物模型的整合和匹配三方面。1)構造三維地質模型常用的數據結構包括NURBS結構、B-Rep結構、TIN模型等。基于以上三種模型,鐘登華等提出了以NURBS結構為主、結合TIN模型和B-Rep結構的混合數據結構。徐衛亞等[21]提出了基于裁剪NURBS-B-Rep半邊結構的三維混合數據結構。2)地物模型都屬于靜態空間數據結構,包括空間位置、形狀和空間拓撲關系等信息[15]。區別于一般的幾何模型,地物模型尚需反映其屬性信息,并且要確保幾何圖形及其屬性一一對應。對于大規模的地物建模而言,采取單一的建模技術是不能完善地對其進行描述的,針對不同的建筑物,應分別采用有針對性的建模技術,建立相應的三維可視化數據模型。常用的建模技術有實體CAD圖形建模技術、特征建模技術和參數化實體建模技術。近年來,利用以上三種技術,許多學者都建立了相應的地物模型。劉東海[22]提出了交互式的參數化圖形建模技術。李景茹等[23]提出了基于GIS三維實體化參數模型。蔡宜洲等[24]提出了元件裝配法對水工建筑物進行組裝式建模。3)地質實體是水利水電工程建設的基本載體,必須將地質模型和地物模型統一起來,才具有實際意義。地物與地形匹配常用的方法有兩種[9]:方法一是直接將地物擱置在地形表面上,其優點是簡單實用,缺陷是在視景顯示時,會出現“爭奪Z值”的現象,即同一個Z值上可能有多個面;另一個方法是在生成地形的不規則三角網格前提下逐漸加入地物模型,與地形整合在一起。要實現三維可視化水工設計,除了需要專業的水工知識和工程設計技術外,必要的計算機技術也是不可或缺的,最基本的包括:1)圖形建模技術;2)交互技術;3)可視化技術;4)圖形學技術;5)軟件工程技術。三維可視化的設計有一定的過程,水工三維可視化設計的過程見圖2。該圖也可詳細反映水工三維可視化設計理論和技術的構成體系。

2.3應用效果

地形地質三維可視化為水利水電工程建筑物選址、布置、設計和施工等各方面提供多方面可行的地質分析手段。更為重要的是,利用仿真三維實體技術建立的三維地貌可以實現三維模型的任意剖切分析;可對任意部位的體積、表面積進行精確的計算;可實現對山體進行旋轉、切剖面、開挖等操作。三維設計在工程設計領域的應用徹底改變了二維圖紙表現和三維實際形態之間進行思路轉換的設計模式。它的應用將大大提高設計質量和效率。參數化工程三維模型不僅使工程建筑物建模變得簡單易行,而且在工程方案需要調整修改時其更加快速、靈活、準確。已有成果的重復利用率大幅度提高,在減少設計錯誤和返工現象同時,又縮短設計周期,極大地提高了工程設計工作的效率和質量。工程精確數值模型的建立,使得精確計算壩體工程量、各壩段各截面的面積、各點的坐標以及體積變得方便快捷。對建筑物及地質分類建模后,不僅能夠計算不同材料的用量,同時為概預算及施工期業主的材料供應計劃提供科學的依據。采用三維動態布置施工平臺,在設置明確的制約條件的前提下,能夠方便準確地生成水利水電工程施工場地布置困難的地形相應的平面、剖面圖。采用三維可視化模擬技術不但能充分、更直觀地考慮多種可行方案,而且能快速、方便地進行進度分析,并能定量地分析各種施工措施對工程進度的影響。

2.4實例應用

在溪洛渡水電站,因思公司以C#開發語言和access數據庫等為基礎建立溪洛渡施工信息管理系統,它不僅在前期對大壩的整體進行三維可視化,還將大壩整體的細部構造分解出來,讓溪洛渡工程的參建者可以很透徹地剖析溪洛渡大壩的各個細部,方便查看監測儀器埋設布置以及對細部的結構分析。

2.5應用前景

集成化、智能化、網絡化、協同化是三維設計的發展方向。應努力實現遠程協助設計、自動協同設計、集成協同設計,充分體現設計的團體性、交互性、協作性,建立跨學科的、以人際合作關系為基礎、協同工作、合作設計的新格局。水工三維設計是工程設計的必然趨勢,三維技術在機械、電子、航班、航天以及建筑等部門得到了廣泛的應用。把三維設計應用到水利水電工程上,可以實現真正意義上的工程方案優化及多方案的比較,對于提高工程的技術指標和品質、降低工程造價、縮短設計周期、提高設計質量均可起到重要作用。

3結語

第8篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:水力;水電發電;遼河流域

國家統計局公布的《中華人民共和國2011年國民經濟和社會發展統計公報》數據表明,2011年發電量47000.7億千瓦小時,增長11.7%。其中,火電發電量38253.2億千瓦小時,增長14.8%,水電發電量6940.4億千瓦小時,增長-3.9%,核電發電量863.5億千瓦小時,增長16.9%。風力和清潔能源發電量未予公布,從數據分析發電量大約943.6億千瓦小時,增長幅度不詳。從整體發電量數據分析,火電、核電均保持良好的增長態勢,唯獨水力發電量負增長。從該公報《2011年分行業固定資產投資(不含農戶)及增長速度》獲悉,對農林牧副漁、采礦、制造等19行業固定資產投資及增長速度分析,信息傳輸、計算機軟件業投資2161億,增長0.4%,增幅墊底;增幅倒數第二名為電力、熱力的生產與供應,投資11557億,增長1.8%。由此不難看出電力行業增速明顯下滑。

電力工業是國民經濟的先導產業,為國民經濟發展提供重要的基礎能源,必須保持超前發展。長期以來,我國電力供不應求的矛盾比較突出,歷史欠賬較多,放緩電力建設力度導致全國性電荒的狀況時有發生,說明加快電力建設是十分必要的。

在我國電力需求的強力拉動下,我國水輪機及輔機制造行業進入快速發展期,其經濟規模及技術水平都有顯著提高,我國水輪機制造技術已達世界先進水平。目前,我國水輪機及輔機制造行業綜合實力明顯增加,全行業呈現出蓬勃發展、充滿活力的可喜局面,行業趨好的標志表現在經濟運行質量的提高和經濟效益的顯著增長。根據《2013-2017年中國水力發電行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》提供的數據統計,2010年,我國水輪機及輔機制造行業規模以上(全年銷售收入在500萬元以上)企業68家,實現銷售收入44.70億元,同比增長2.35%;實現利潤總額3.23億元,同比增長4.16%。

據權威部門預計,“十二五”期間我國水電裝機規模將達到2.11億千瓦,2010年以來新增核準水電規模1322萬千瓦,在建規模達到7700萬千瓦。根據我國對國際社會做出的“2020年非石化能源將達到能源總量15%”承諾,我國水電行業2020年裝機容量須達到3.8億千瓦。而即使按照我國公布的《可再生能源中長期發展規劃》,到2020年全國水電裝機容量計劃達到3億千瓦,新增單機容量50千瓦以上大型水電機組300臺左右,平均每年新裝50萬千瓦及以上大型水電機組25臺。若按2020年達到3.8億千瓦的裝機容量,我國所需的水輪機及輔機設備將進一步增加,我國水輪機及輔機行業發展前景廣闊。

遼河乃中國七大河流(見表1)之一,被遼寧人民稱為“母親河”,由源出內蒙古和河北的西遼河與源出吉林的東遼河在遼寧匯合而成,干流長度1390千米,流域面積21.9萬平方千米(見圖1)。據測算,遼河干支流理論水能蘊藏量為82.8億千瓦小時,其中可能開發的水能為24.74億千瓦。遼河水系的重點開發建設任務是防洪和供水,已經開發和正在開發的水電站52座,其中僅有5座電站的裝機容量大于1萬千瓦,整個流域沒有超過5萬千瓦的,總計裝機容量僅24.74萬千瓦。

流域已經建設500千瓦以上水電站22座,總裝機容量12.08萬千瓦,占該流域可開發量的48.8%,年總發電量2.73億千瓦小時。主要水電站有參窩、大伙房、二龍山、湯河、清河等。結合水利建設中小型水電站西遼河地區有7座,東遼河地區1座,遼河下游地區有14座。

二龍山水庫位于東遼河上游吉林省四平市石嶺鎮境內,以防洪、城市供水、灌溉為主,兼防澇、發電、養魚等綜合利用的大型水利樞紐工程,二龍山水庫控制斷面以上流域面積3799平方公里,最大庫容17.92億立方米。設計防洪保護面積180萬畝,年灌溉供水3.22億立方米;奍魚水面大約14.1萬畝;每年向城市供水4000萬噸;年發電1600萬千瓦小時。 水庫為四平地區及下游流域430萬人口的工業、農業生產及生活的最重要水源,在水利、能源、養殖和旅游等多方面存在可持續發展的良好態勢。水利水電事業發展直接關系到四平市60萬人口及下游23個鄉鎮43萬人口的飲用水安全,對保持社會穩定和提高當地人民群眾生活有重要作用。

第9篇:水利水電發展前景范文

關鍵詞:貫流式水電站 河床式廠房 整體穩定

中圖分類號: TV2 文獻標識碼: A

0 引 言

開發低水頭水力資源一般采用貫流式水電站,這種水電站有其自身的特點,一般工程量少、建設周期短、見效快、便于集資,因此發展很快。在我國可采用貫流式水電站開發形式的水能資源非常豐富,有很好的發展前景。做好貫流式水電站整體穩定分析是非常必要的,對貫流式電站整體穩定設計起著指導性的作用。

1 工程概況

該水電站位于西部某河段上。樞紐主要由河床式電站廠房、泄洪閘、右岸砂礫石壩、左岸混凝土防滲墻及中控樓、GIS室等建筑物組成。電站等別為三等中型工程,主要建筑物級別為3級。該水電站廠房為河床式廠房,主廠房采用單機單縫,廠房為樞紐擋水建筑物的一部分。

2 計算內容

(1)廠房整體抗滑穩定計算。

(2)廠房整體抗浮穩定計算。

(3)廠房基礎應力計算。

3 計算假定

(1)假定計算結構所處應力場為均勻應力場。

(2)假定計算結構所用材料為均質材料。

(3)計算選取的典型壩段或建立的模型按照偏安全的原則進行計算。

(4)計算滑動面假定為平面。

4 安全系數及應力標準

4.1安全系數的選取

按照《水電站廠房設計規范》的相關規定,廠房整體抗滑穩定安全系數要求不小于表4.1中有關數值。

4.2 應力標準的選取

(1)廠房地基面上所承受的最大法向應力不允許超過最大的地基承載力。在地震情況下地基承載力可適當提高。

(2)廠房地基面上所承受的最小法向應力(計入揚壓力)應滿足河床式廠房除地震情況外都應大于零。在地震情況下允許出現不大于0.1MPa的拉應力。

按上述規定,結合實際地質參數取值范圍,確定本工程地基允許承載力取值為0.75MPa。

表4.1 廠房穩定安全系數表

注:1.特殊組合Ⅰ適用于機組檢修、機組未安裝及非常運行情況;2.特殊組合Ⅱ適用于地震情況。

5 計算工況及荷載組合

表5.1 廠房穩定計算荷載組合表

6 計算公式

(1)抗滑穩定計算公式

抗剪強度計算公式:

抗剪斷強度計算公式:

式中:—按抗剪強度計算的抗滑穩定安全系數;

— 按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數;

—滑動面的抗剪摩擦系數;—滑動面的抗剪斷摩擦系數;

—滑動面的抗剪斷粘結力,kPa;

— 全部荷載對滑動面的法向分值,包括揚壓力,kN;

—全部荷載對滑動面的切向分值,包括揚壓力,kN;

A —基礎面受壓部分的計算面積,m2;

(2)抗浮穩定計算公式:

式中:— 抗浮穩定計算系數;—機組段的全部重量,kN;

U—作用于機組段的全部揚壓力總和,kN。

(3)基礎應力計算公式:

式中:—壩基上、下游面垂直正應力(MPa);

—壩基以上垂直力總和(kN);

A—基礎面受壓部分的計算面積,m2;

y—計算截面上計算點至形心軸的距離(m);

—荷載對計算截面形心的力矩總和(kN·m);

6.2 計算簡圖

圖6.1 整體穩定分析計算簡圖

7 整體穩定分析過程

7.1各工況下荷載計算

各工況下應詳細計算對應的各自荷載,由于荷載計算較為常規,在此不再贅述。

7.2 整體穩定分析結果.

采用6.1節相關公式,對本電站進行整體穩定分析,分析結果如下:

表7.1 廠房整體穩定、抗浮計算分析表

表7.2 廠房基礎應力計算成果分析匯總表

8 結論

(1)河床式水電站特性是即承受上下游的水平推力又承受基礎向上的揚壓力,因此河床式水電站與其他工民建建筑物不同,需要對其進行抗滑穩定計算和抗浮穩定計算。

(2)本文研究對象基礎坐落于軟巖,基巖參數比較低,但廠房底寬大,自重較大,廠房整體穩定滿足設計要求。因此壩段底寬的確定應在滿足設備布置前提下,還應滿足廠房穩定性的要求。

(3)底寬加大,流道跨度會相應加大,會導致配筋面積相應較大。而且底寬加大,混凝土量相應上升。增加了水電站的投資,因此水電站結構設計時需在控制投資和為滿足結構整體穩定的結構體型之間找到平衡點。

(4)根據上文整體穩定分析,采取帷幕灌漿手段后,由于滲透壓力強度系數的折減,揚壓力顯著降低,有效的提高了抗滑及抗浮安全系數,因此在河床式水電站設計時進行帷幕灌漿是降低揚壓力并提高安全系數的有效手段。

參考文獻:

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DL5108-1999.《混凝土重力壩設計規范》[S].中國電力出版社,2000

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