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闲林水库双向输水水力特性研究

作　者: 张泽辉
导　师: 毛根海；万五一
学　校: 浙江大学
专　业: 水利工程
关键词: 闲林水库 双向输水 水力特性 恒定流 非恒定流
分类号: TV135.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


闲林水库工程是杭州市应急备用水源工程,水源地位于杭州市主城西部上埠河上游灵项溪上的闲林水库,目的地为珊瑚沙水库,设计输水能力为25m3／s。该输水线路由有压与无压输水相结合,线路中包含消能阀室、补水泵站等多处控制设施,水力条件相对复杂,此外,该工程还需满足正向输水和反向补水的两种运行方式,所以,针对闲林水库输水系统的水力学问题展开研究对工程的设计和运行具有较强的理论和实际意义。本研究以压力管道和明渠恒定流和非恒定流理论为基础,将整个输水系统的水流运动视为一元流,采用显式差分的形式编制数值计算程序,通过数值模拟分析闲林水库输水系统的水位和流量特性,对线路的输水能力、水力调控进行数值模拟,对闲林水库正向输水、反向补水、消能阀及补水泵站的调控进行计算和分析。通过计算,获得了不同水位、流量工况下闲林水库输水线路恒定流沿程水头分布、局部衔接处的水力参数,以及对引水入城城区供水量的影响,得到了不同工况下消能阀开启和关闭、补水泵站开机、停机及事故断电情况下输水线路全线的流量、压力波动过程,以及全线的压力包络线图。结果表明,闲林水库在低水位能够满足输水流量的要求,补水时对引水入城城区供水量的影响约为11%。调整阀门的关闭时间可以一定范围内控制输水线路的最大／最小水击压力值,为了控制水击压力在管线的设计压力范围内,建议同步关闭阀门的关闭时间大于120s。最不利工况下供水线路不会产生负压,输水线路不需要设置调压井。水泵正常停机时,应避免多台机组同时断电,建议用逐台关闭机组的方式,有利于防止负压和过大的水击压力。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究背景和意义  10-12
  1.2 问题的提出  12-13
  1.3 研究现状  13-14
  1.4 本文研究的意义和目的  14-16
第二章 基本原理  16-25
  2.1 恒定流计算  16-18
    2.1.1 压力管流的恒定流计算  16-17
    2.1.2 无压暗渠的恒定流计算  17-18
  2.2 非恒定流计算  18-23
    2.2.1 压力管流的非恒定流计算  18-20
    2.2.2 明渠非恒定流计算  20-23
  2.3 数值计算程序  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 工程背景  25-37
  3.1 工程概况  25-31
    3.1.1 建设的必要性  25-27
    3.1.2 工程任务  27
    3.1.3 枢纽建筑物总布置  27-31
  3.2 输水流量  31
  3.3 输水线路布置  31-35
    3.3.1 输水线路总布置  31
    3.3.2 进水口  31-32
    3.3.3 输水隧洞  32
    3.3.4 半地下消能阀室  32
    3.3.5 半地下补水泵站  32-35
  3.4 运行情况  35-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章 恒定流计算  37-48
  4.1 正常输水工况计算  37-39
    4.1.1 水库正常蓄水位输水计算  37-38
    4.1.2 水库死水位输水计算  38-39
    4.1.3 计算结论  39
  4.2 反向输水工况计算  39-43
    4.2.1 水库死水位反向输水计算  40
    4.2.2 水库正常蓄水位反向输水计算  40-41
    4.2.3 补水对引水入城输水影响计算  41-43
    4.2.4 反向输水计算结果  43
  4.3 加大输水工况计算  43-47
    4.3.1 水库死水位加大输水计算  43-44
    4.3.2 加大输水计算结果  44-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章 非恒定流计算  48-64
  5.1 消能阀启动情况  48-51
    5.1.1 阀门120s开启水击过程计算(正常蓄水位)  49-50
    5.1.2 阀门120s开启水击过程计算(死水位)  50-51
  5.2 消能阀关闭情况  51-54
    5.2.1 阀门120s关闭水击过程计算(正常蓄水位)  52-53
    5.2.2 阀门120s关闭水击过程计算(死水位)  53-54
    5.2.3 计算结果分析与水击控制  54
  5.3 补水泵启动情况  54-59
    5.3.1 水泵全特性曲线分析  54-56
    5.3.2 泵站5台机组同时启动水力过渡过程计算  56-57
    5.3.3 泵站4台泵正常工作,增启1台水力过渡工程计算  57-58
    5.3.4 分阶段启动5台水泵的水力过渡过程计算  58-59
  5.4 补水泵关闭情况  59-62
    5.4.1 补水泵站意外停泵水力过渡过程计算  59-60
    5.4.2 泵站1台机组意外停机水力过渡过程计算  60-61
    5.4.3 泵站5台机组同时停机水力过渡过程计算  61-62
    5.4.4 泵站停机和开启过程计算结果分析  62
  5.5 本章小结  62-64
第六章 结论  64-67
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-67
参考文献  67-70
附录 作者简介  70-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程基础科学 > 水力学 > 工程水力学（水工建筑水力学） > 枢纽水力学
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