水电站叠梁门分层取水流动规律及取水效果

第46卷第10期2013年10月天津大学学报(自然科学与工程技术版)JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Vol.46No.10Oct.2013收稿日期：2012-09-17；修回日期：2012-11-27.基金项目：国家自然科学基金资助项目(51279125)；国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(51021004)．作者简介：高学平（1962—），男，博士，教授．通讯作者：高学平，xpgao@tju.edu.cn．DOI10.11784/tdxb20131007水电站叠梁门分层取水流动规律及取水效果高学平1，陈弘1,2，李妍2，徐茂杰3(1.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072；2.天津农学院水利工程系，天津300384；3.天津普泽工程咨询有限责任公司天津300204)摘要：对于温度成层型水库，水电站进水口分层取水方式正逐步被采用，目的是尽量取用水库不同层水体，减轻下泄低温水对下游河段环境的负面影响．目前缺乏分层取水流动规律及取水效果的研究．以糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水方案为例，通过数值模拟方法，研究叠梁门分层取水的流动规律，在水库水温分布已知的条件下，探讨叠梁门取水控制下泄水温的效果．研究成果对水电站进水口分层取水设计及运行管理具有重要意义．关键词：温度成层型水库；分层取水；叠梁门；流动规律；下泄水温；数值模拟中图分类号：X143文献标志码：A文章编号：0493-2137(2013)10-0895-06FlowPatterandEffectofWithdrawalWaterfromStopLogGatewithMulti-LevelsinHydropowerStationGaoXueping1，ChenHong1,2，LiYan2，XueMaojie3(1.StateKeyLaboratoryofHydraulicEngineeringSimulationandSafety，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2.DepartmentofHydraulicEngineering，TianjinAgricultureUniversity，Tianjin300384，China；3.TianjinPuZeEngineeringConsultingCompanyLimited，Tianjin300204，China)Abstract：Inthermallystratifiedreservoirs,inordertowithdrawwaterfromdifferentlayersandalleviatethenegativeeffectoflower-temperaturewaterreleasedontheenvironmentofdownstreamreach,amulti-levelintakestructure(MLIS)wasadoptedinhydropowerstation.Consideringthelackofthestudyonflowpatternsandeffectofmulti-levelwithdrawal,basedonthemulti-levelintakewithstoplogsgateinNuozhaduhydropowerstation,thehydraulicbehavioroftheintakewasstudiedbyusinga3Dturbulentmodel,andwiththeknowledgeofwatertemperaturedistribution,theeffectoftheintakewasalsoresearched.Theresultsaregreatlymeaningfulforthedesignofmulti-levelintakestructuresofahydropowerstation.Keywords：thermallystratifiedreservoir；multi-levelwithdrawalwater；stoplogsgate；flowpatterns；temperatureofwaterreleased；numericalsimulation大型水库水体水温具有显著的沿深度成层的特点，表层水温和底层水温相差很大，有时温差值可达20,℃左右[1]．以往，水电站进水口均为单层进水口，进水口位置较低，发电时下泄水体基本为水库底层水体，水温较低，影响下游河段的生态环境．近年来，随着对生态环境保护的重视，水电站进水口分层取水方式正逐渐被采用，叠梁门取水方式是常采用的方案之一．我国已建成的贵州光照水电站、在建的坝高261.