（水利工程专业论文）水电站压力引水系统非恒定流试验研究.pdf

摘要 水电站压力引水系统非恒定流试验研究 水利工程 关键词非恒定流，调压井、模型试验、特征线法 a b s t r a c t e x p e r i m e n h i r e s 姐n ho n u 璐t d y n o w mt h ep r e 船u nd i v e 髓- 0 n s y 墨t e m o f i i y d m p 町脯e r s 衄t o n 舳。呐n 仳耻 p r 髂s u 陀d v e r s i o n 掣s t e mi so n eo ft t l em a i n 村啪g e m e n tt y p eo f h y d r o p o w e rs t a t i o n t h ep f e s s u r ed i v e r s i o ns y s t e mi l s u a yi n c l u d e si n l e tt i l n n e l 、s u r g ec h a m b e r 皿dp e n s t o c ke t c b e c a u s eo ft h ec h 醐g e so fi o a do nt h ep o w e ru n i 乜i nh y d r o p o w e rg 呲i o n ，t h e n o wi nt i l ep r e s s u r ed i v e r s i o ns y 啦mw o u 】dc h 柚g em p i d i yt h e 日o wv a r i a t i o 眦、v o u l dg e n e m t e u n s t b a d yn a wi i lt h ep r e 站u r ；ed i v e 幅i s y s _ t e i n t h eu 咄a 由f l o ww o i i l dg e n e r a 把辩r i o 璐e 丘t so n o p e 硎柚d 鞠f 暮l yo f l t - eh ) 恤即怫rs t a t i o n s o t h e 偿s e a r c h e 稻a r dd e s i 粤i e 巧h 孙吧p a j dag r 觊t a t t e n t i o nt o 山er e s e a r c ho nt i l em i s t e a d yn o w t h e 陀a r et w om a i nm 劬o d sa tp r e 跎n tt or e s 邮h 血e 蚓 e ；| d yf l o w ，t h e ya mn l r e t i c a lm e t l l o d 锄d 雌r i m e n t a | m e t h o d b yu s i n go fe x p e r i m e m a lm 出o d 山i sp a p e rs t l l d i e s 血eu n s t e a d yf l o wo fah y d m p a w e rs t a t i o n 、“mm ep r 髂s u 佗d i v e 曙i o ns y s t e m 。t h em o d e ic 蛐b ed e s i g r i e da c c o i - d i n gt ot h ea b s o l i n en o 加a i m o d e ls c a l eo rt l 忙d i s t o n c dm o d e i a l e i nc o 吣i d e r 甜i o no f t i 他删i t i o 眦o f t l l e 地啦s i t e 锄dw a 士e r s 印p l y p i t ye t c ，t l l i se ，币耐m e l l td e s i 掣临m o d e li nt l l el i g h to f 廿l em s t o n i e dm o d e l 辩a l e t h e d i s t o n i dm o d e ls c a l ec a ns a t i s 母t h es i m i l 州t yc o n d i t i o l i so fs u r g ee q u a t i o n 锄dw a t e rh a m m e r e q i l a 士i o n t 1 l t o u g hm ee x p e m e n t a lr e s e a r c h ，m e 嘲s o n a b l ep 耵撇t e 幅o f i es u f g ec h 锄b 盯o f 廿l e h y d r o p c l w e rs t a 矗a l la r eo b t a i n c d t h i sp a p e ra i s o 翻1 c u l 砒e s 小e l 吼l ：a d y 日o wo f 血eh y d m p o w e r s 眦i o n sm o d e lb y 惦i n go f m ec h 缸a 曲嘶s t i c sm e t h o d ，m ec a i c l | l 缸e dr 嚣u l ti se x 弓m e l yc 1 0 s et 0t l e a 【p e f i l e n t ：a l 咖l tt h er e 蜘l ti su 辨如lf - o r 廿培d e s i g no f n 峙p i 毯湛u 陀d i v e 幅i 锄s y s 咖，a n do t i i 盯 k e y 肿r d su 玎s 缺i d yn o w ，s u q g ec i 姗b 盯，m o d e lt e 缸，c i 瑚t e r i 髓i c sm 掣t 1 1 0 d 第一章前言 第一章前言 压力引水式水电站是水电站的主要布置型式之一。压力引水式求电站在运行时， 由于负荷的变化，引水系统常出现非恒定流现象。引水系统非恒定流对水电站稳定及 安全运行有很大影响，所以对其研究也倍受人们重视。永电站有压引水系统非恒定 流，所研究的对象为分析探讨水电站引水系统在负荷变化时的暂态过程，其中包括水 击的弹性波动、调压井的质量波动以及对机组转速变化的影响。 最早提出弹性水击理论的作者为曼拉华( m e n a b r e a ) ，他在1 8 5 8 年发表了有关水 击的笔记。曼拉华利用能量分析法，以说明水击的基本理论，以此奠定了弹性水击的理 论基础。水电站有压引水系统于十九世纪末开始采用嗣压井。1 9 0 4 年德国汉堡 ( h e i n b a c h ) 水电站的调压井，首次发生调压井水体质量波动不稳定现象。托马 ( t h o m a ) 根据微小扰动研究调压井水体质量波动的稳定问题，在1 9 l o 年他提出了众 所周知的托马公式，作为计算调压井临界稳定断面的依据。1 9 2 6 年斯陶克( s t r o w g e r ) 和克尔( k e r r ) 提出负荷瞬时变化所引起的机组哲态转速改变的计算理论，并提出水击 压力会影响机组转速改变的论点，从此水电站设计增加了调保计算的任务。 六、七十年代以来，国内外在非稳定流方面做了大量的理论和试验研究工作，并发 表了许多有实际意义的文献资料。我国在流溪河、长湖、澄碧河、绿水河及龙源等水电 站，还进行了有压引水系统非恒定流的原型观测，均获得了一批可贵的实际资料。 目前，对水电站压力引水系统非恒定流研究，采用的主要方法是模型试验法和理 论计算法。本文结合一工程实例，采用模型试验法研究水电站压力引水系统的非恒定 流问题。 1 1 工程概况 某水电站位于陕西省岚皋县境内的岚河干流上，坝体为碾压砼双曲拱坝，最大坝 高1 0 0 m 。水库总库容1 4 7 亿m 3 ，总装机为3 2 4 万k w 。坝体和泄水表孔为大( 2 ) 型 i 等工程，引水系统和电站厂房为i 等中型工程。引水系统建筑物级别为3 级。 1 - 西安理工大学工程硬士学位论文 整个发电引水系统由进水塔、引水隧洞、调压井、压力引水管道和岔管及支管组成 ( 如图1 1 所示) 。 电站进水塔布置在河床的左岸，底坎高翟v 4 7 4 m ，设计引用流量9 3 m 3 s ，设计水 头3 8 m ，有主拦朽揖和副栏污橱及平板事故检修门各一道。正常水位5 1 2 m ，汛限水位 5 1 0 m ，死水位v 4 8 5 m ，拦污督部位门槽低于进水口2 m ，高程为v 4 7 2 m ，两饲为喇叭 口，顶部为椭圆形曲线，进口洞顶高程为v 4 8 0 响。主拦污柑尺寸为7 o 1 3 o m ，副 拦污栅尺寸为7 o 1 3 o m ，检修门孔口尺寸为6 o 7 o m 。压力引水隧洞长2 7 1 5 2 1 3 m ( 至调压井中心线) ，圆形断面，开挖洞径7 0 m ，衬砌后过水洞径为6 o m ，设计底 坡5 。 调压井为阻抗式，大室竖井开挖断面尺寸为1 6 o m ，设计内径为1 4 o m ，阻抗孔口 直径z 9 4 m ，底板高程为v 4 6 9 5 2 4 m 。竖井顶部地面高程为v 5 3 2 o m ，竖井净高7 9 3 9 3 m 。 调压井后接压力埋管( 钢衬) ，开挖洞径6 9 m ，内径5 5 m ，钢筋砼衬砌。压力钢管 主管长1 3 4 2 8 1 m 。在进人主厂房前约1 0 2 m 处分为三条支管，支管内径为3 0 m 。支管 后接主厂房，调压井及压力钢管布置如图1 2 所示。 1 2 基本资料 1 永库特征水位 正常蓄水位5 1 2 o m 设计洪水位 5 1 1 1 m 校核洪水位5 1 2 5 m 水库死水位4 8 5 0 i i l 2 电站下游尾水位 最大引用流量( q 一9 3 m 3 s ) 水位 正常尾水位( q 一3 1 m 3 s ) 最低尾水位( 半台机运行) 设计洪水时尾水位( q = 3 0 4 0 m 3 s ) 2 4 0 8 8 m 4 0 8 5 4 0 8 1 8 m 4 1 4 1 0 m 第一章前言 校核洪水时尾水位( q = 3 2 9 0 m 3 s ) 3 糙率n 砼衬砌n 一0 0 1 2 0 0 1 4平均n = 0 0 1 3 钢板 n 一0 0 1 1 0 0 1 3 平均n o 0 1 2 4 导叶关闭时间6 秒，开启时问9 秒。 5 压力管道可不考虑钢筋，围岩按i 类考虑。 6 蜗壳作为压力钢管的延长，暂不考虑尾水管的影响。 1 3 模型试验目的与要求 水电站发电引水系统水力学模型试验的且的，在于明确压力管道水击穿井情况， 沿程进口、洞身、调压井和岔管等部位的水头损失，达到验证引水发电系统布置的合理 性。优化其布置( 包括调压井及阻抗孔) 、型式和尺寸。 试验的主要内容为： 调压井水位波动幅值、过程及稳定时间； 水击渡穿井情况，压力管道水击上升值。 进口、洞身、调压井和岔管等部位的水头损失测定。 调压井断面优化。 根据试验内容拟定的试验工况如表1 1 所示。 西安理工大学工程硬士学位论文 第一章前言 5 西安理工大学工程硬士学位论文 丑趟 墩 * 毒蓑 理 孽器 藤* m 嬲幽 繁 谁 求 毒罢 出 k 湖幽 出 抽匡 帮趋氍 露 孵坦 ，矗 囊莲 一 uu 叫 键 蓍器 匣叵 坦 彗萋 叵匿 槲 扣，璐魁 丑 ， 曩蓬 叫 一 暮 拭 蓐 堪 蚕萋 叵匿堪 拭 ， 铸辍 瞰 髓 赫 毡 赵 缸裂屋鼓 缨犀 蔷 碟 出熙苗缸 耀曾 撒爨趔幽器匿 露谴医崩怄最 出框r 露萼智 地稿咏嚣皤州 匿堪出辄 蟠遥 oooo 寸 甘 tttt a 0 嚣 甘呻gg #器器器 oo o d d oooo tt ddds。 o 。 甘 甘 吕tt 窖 翌 墨 葛葛oo #n o 咎 d d 制 n 8 d 皇t 十 啊o。 握 。o。o。 呻 霉 tttttt = t 苫苫磊磊苫= 罟 8 一 g ? o ? ooo ? o tt odddodo。 匿 垂藿 纂 散 靶 蜃 靶挺柱 稼 熘娴 剞娴 耀基枢寒 rr r 侧 剞 t 硬 删 束 馊 安罄磐 蹬 吧 舞 - 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参 ( 2 叫 q 一( f 孚) rw 式中的下标r 表示原型量与模型量大小之比。 8 ( 2 4 ) 第二章模型设计 一般应将调压井本身做成正态，阻抗孔口可与引水道断面采用同一比尺。在同一 系统中q ，一野，r ，；( d 4 ) ，一d ，r = ( 驴4 ) ，一髓，局部正态几何相似认为f ，一1 ，将 其代人式( 2 3 ) 与式( 2 4 ) 中，便得相似方程 z ，= 厶_ q ，d 2 f 1( 2 5 ) z ，= n ；工膨d _ 1 ” ( 2 6 ) f 2 ；n ；工，d _ 1 6 门 ( 2 7 ) q ，一f r z f 1 ( 2 8 ) 为保持调压井本身正态，需补充一个方程 f ，= z ； ( 2 9 ) 为保持阻抗孔口断面与引水道断面正态需再补充一个方程 蚺= d ； ( 2 1 0 ) 上述( 2 5 ) ( 2 1 0 ) 六个方程，共有八个未知变量；q 。z ，、工，、n 、n ，、f ，、坼、f ，可 任选其中两个为已知量。如试验用有机玻璃傲模型材料，并取引永道直径傲为主控制 变量，则可选n ，、d ，为已知量。 以n 。n 为已知量，联立求解式( 2 5 ) ( 2 1 0 ) ，则可求得q r 、乃、三，、婢、f r 和 的表达式为 q = 群3 7 9 n _ 1 舟 ( 2 一1 1 ) z ，一n 2 7 3 d j o 内 ( 2 1 2 ) 厶一h 2 酬3 ( 2 1 3 ) 啡一n f l l f l ，2 d ；3 ( 2 1 4 ) f ，= 酊们讲吖9 ( 2 1 5 ) = f 5 7 3 d y 9 ( 2 1 6 ) 压力管道水击的基本方程为 器+ 等+ 碍+ g 蒜= o面i 十1 f 虿一十g 虿十g 面百孑石两2 0 ( 2 1 7 ) 西安理工大学工程硕士学位论文 警+ 署+ 鬻一。甜西越应a f ” ( 2 1 8 ) 上式中的脚注m 表示压力管道的值，n 为水击波传播波速，日为作用水头。 压力管道断面面积圣；膨4 ，故g = 彬，将其代人式( 2 1 7 ) 和式( 2 1 8 ) 后，可 得水击现象的相似方程 。= d ；q i z ， ( 2 1 9 ) 日，= d q 0 ( 2 2 0 ) 日j f l 一d 7 1 6 3 q 0 0( 2 2 1 ) 日，一口； ( 2 2 2 ) 共有四个方程，但有七个未知量：z 一西、q 一厶、日，、n ，和n 。，可以任选其中三个 比尺。为了与调压井的流态保持一致，应选用与调压井相同的三个比尺：击一d ，、瓯，= x 、0 一l ，代人式( 2 1 9 ) ( 2 2 2 ) 得 f 。= d ：7 。n f 5 门 ( 2 一z 3 ) 日，一d ：0 7 9 n 2 门( 2 2 4 ) ，l 。一 ， ( z 一2 5 ) 口，= h ：7 2 = d ；7 9 n i l 门( z 一2 6 ) 这表明：t 。一o ，日，一z ，。 以上推导了发电引水系统的模型律。 2 2 本试验模型比尺 根据电站发电引水系统的具体情况，对水力模型试验的要求以及试验场地的实际 条件，试验的模型材料选为有机玻璃，其糙率系数为n 。= o 0 0 8 8 ，引水隧洞直径6 0 m 段的模型直径定为1 5 c m 。这样的模型规模可以满足试验精度要求。 整个水力试验模型的模型比尺及有关模型尺寸见表2 一l 。 - 1 0 第二章模型设计 寰2 1 模型比尺及参数 名称基本参数比尺原塑( m )模型( c m )比尺计算式 引 直径d 4 06 0 1 5d r 自选 水 糙率n 1 4 80 0 1 3o 0 0 8 8 n ，白选 隧 2 7 1 5 2 1 3 洞 长度l 6 2 5 ( 至谓压井4 3 4 4 3l r n f 2 聊门 中心线) 水位z4 6 4z ，一n 2 3 d ：o 脂 1 4 o3 0 2 调 1 63 4 5 压直径4 6 4z 。 1 2 2 5 9 井 1 02 1 6 阻抗孔直径 4 02 9 47 3 5 d ， 压 直径d 4 05 51 3 7 5d ，一d ， 力 长度i 6 2 51 3 4 2 8 l2 1 4 9i ，一l 。 主 管 糙率n 。 1 4 80 0 1 30 0 0 8 8 n 2 n r 3 o7 5 直径d 4 0 d r = d 。 支 2 46 o 长度6 2 5l ， 管 糙率1 4 80 0 0 8 8n 皿 引 流量q 1 0 8 9 9 39 3 m 3 s o 0 0 8 5 3 m 3 sq 。一d ；3 朋n f l ，3 水 水压 4 6 4 h ，一z 。 系 9 so 9 8 统 时间9 1 7t r = n _ 5 门珥脂 6 so 6 5 1 1 西安理工大学工程硬士学位论文 2 3 试验装置说明 如图2 一z 所示，整个模型装置包括：水库( 池) 、引水管道( 引水隧洞) 、调压井、压 力主管、岔管、三根支管、球阀、调节阀、泄水管段、三个泄水槽及量水堰等部分组成。 图2 2 水电站压力引水系统水力学模型试验系统 水库( 池) 高约1 5 m ，宽2 0 i i l 。长4 m ，是由试验室的动力水泵将地下水库( 池) 水 通过直径1 0 c m 的钢管送人该水库的隔离间，水流通过整流装置进人水库。水库内设 有溢流式平水槽，以保持水库水位的稳定。平水槽可在一定的范围内升高或下降，以达 到调整水库水位的目的。 总长约为4 3 m 的引水管道自水库引出( 引水道的进口段部分处于水库内) ，在空 间转1 8 0 。伸向调压井，整个引水系统主要部分均由有机玻璃加工制傲。为了便于钊做、 安装和调压井体型优化的更换，有机玻璃模型共分九段，进口段；隧洞洞身段； 隧洞转弯段；调压井段；压力主管段i 岔管段i 支管段；月门段；泄水管段。 各段之间用法兰连接。 调压井模型全部用有机玻璃翻做，由底座部分和井筒两部分组成，其问用法兰联 接，底座部分包括调压井底部直管段、压坡变径段及阻抗孔部分，该底座与前面的引水 管道( 隧洞) 及其后面的压力主管均用法兰联接。 分岔管是根据设计院提供的平面图展开加工嗣做而成的，压力主管、分岔管、支管 1 2 第二章模型设计 管壁厚度的选取，完全遵照了模型与原塑水锤波速必须相似的原则，以保证水击压力 试测成果的准确性。 三条压力支管末端设有球型阀门及调节阀用以开、关机操作与控翎流量。调节阀 与泄水槽之间用泄水管连接，泄水管段用的是u p v c 管。泄水管上设有通气孔，以保 证阀门出流处于大气压状态并使泄水不致产生回流，影响阀门出流。 三个泄水槽均为长3 2 m ，净宽0 5 m ，高0 8 m ，供三条泄水管使用。整个泄水槽为 砖砌水泥沙浆抹面的矩形水槽，其间设有稳流栅，以保证水流平稳，便于测流。利用直 角三角堰量测流量，堰上水头由测针读得。水流过三角堰后泄人回水槽，并自动流回地 下水库。从而形成试验用水的循环系统。 2 4 模型量测 模型用3 个直角溥壁堰，分别测量3 条发电支管的引水流量。 模型共布置了1 3 个测压管，用于观测整个引水系统的沿程及局部水头损失。 调压井水位和水击压力分别用扩散硅水位传感器和压力传感器接受，传感器精度 均为1 。模型共安装了2 个水位传感器，9 个压力传感器。传感器的输出信号经多通 道前置放大器处理放大后，用计算机采集和显示。调压井还布设了钢尺，目测调压井水 位幅值及变化过程，用于校核扩散硅水位传感器的测量结果 模型用球阀代替水轮机，球阀为人工操作，3 个球阀均装有电位器，电位器的输出 电量信号用计算机采集显示，用于检查球阀开关时间是否满足要求。测压管、传感器布 置见图四。其中固、固、固传感器分别布置在14 、2 。、3 4 支管未蜡；固传感器在岔管前； 固、固、团分别位于压力主管的前靖，隧洞的未靖及调压井阻抗孔的底部；固、回布置在 调压井底部边壁 2 5 模型设计中几个问题的说明 ( 1 ) 引水隧洞的线路布置 由图1 1 可知，该工程引水隧洞共设有三个弧线转弯段和一个拆线转弯段，第一 个转弯段的转弯半径r l = 3 5 m 。转角0 1 = 2 8 5 8 5 9 。，引水道直径与转弯半径比值d r - 1 3 西安理工大学工程硕士学位论文 一o 1 7 。第二个转弯段的转弯半径r ：= 5 0 m ，转角e 2 = 7 0 0 1 5 。，引水道直径与转弯半 径比值d r 2 = o 1 2 。第三个转弯段的转弯半径r 3 5 0 m ，转角。3 = 6 5 1 2 6 7 8 a ，d r 3 0 1 2 ，拆线转弯，转角e 一1 6 4 6 3 6 3 5 。按照水力损失相等的原则，可以将这几个转弯 用一个化引转弯段代替，即保证了局部水头损失相等，又便于模型的布置和场地的合 理应用。 经计算模型采用两个9 0 。弯头的水头损失代替原型引水隧洞的局部水头损失。 ( z ) 蜗壳化引长度计算 电站运行时，不论是增加负荷和丢弃负荷，在蜗壳中同样有水击现象，蜗壳应作 为压力支管的延长部分考虑，这样才能保证模型试验中水击压力值及穿井系数的准确 性。按照设计单位提供的任务书及设计资料参照有关蜗壳化引长度的计算办法，最终 将蜗壳化引长度计人保支臂长度内。 ( 3 ) 电站各工况上、下游水位的控制 由于模型水库( 水池) 装有可上、下调整的溢漉式平水槽设施。故上游水位( 库水 位) 完全可以按照要求控制在模型的正常蓄水位，死水位和校核洪水位等标高上，其水 位波动值可满足有关试验规程的规定。但是，模型装置要完全模拟下游水位的变化影 响，到是十分困难的，这是因为水轮机装置在模塑里难以模越，只能用球阕和调节阀代 替。当然，这对水击压力的试验值有些影响，但是对高压管道不同断面处水击压力的相 对值，包括对水击压力穿井的影响也较小，而本试验主要关心的还是水击压力的穿井 效应。应该认为，这样处理是可以达到试验目的的。 1 4 第三章模型试验结果 第三章模型试验结果 3 1 水头损失试验成果 经过对三台机稳定运行情况下的量测，得蓟测压管读数如下表3 1 所示( 铡压管 布置见图2 2 所示) ，各段水头损如表3 2 所示。模型量测结果与原型计算值吻合。 表3 1 不同水位三台机稳定运行测压管量测值 ( 原型流量3 3 1 = 9 3 m 3 s ) l 直 0 123l567891 0l l1 2 皎接洪模型值( 锄) 8 9 2勰78 7 98 1 08 0 47 9 87 & 37 8 17 9 578 97 4 47 3 87 3 6 水位 原受值( m )5 1 2 55 1 2 2 75 1 1 9 05 7 05 0 8 4 25 0 8 h5 0 7 “ 5 0 7 1 95 0 8 0 5 75 0 5 6 3 5 0 5 3 55 0 5 i2 6 正常蓄模型值( 锄) 鼯18 7 6髓97 9 97 9 37 8 67 7 27 7 37 8 17 7 87 3 37 2 77 2 5 求位 原受值( m ) 5 1 2 05 1 1 8 1s 1 1 “s 0 2 05 0 7 9 25 0 7 s 95 0 6 9 45 0 6 9 95 0 7 5 05 0 7 2 2 5 0 5 1 3 5 0 1 8 55 0 4 7 6 模型值( c m )2 9 9 2 9 42 & 82 1 92 1 32 0 61 吼21 9 2饿41 乳8l & 31 4 71 4 5 匮水位 原塑值( m ) 4 8 54 8 l7 74 8 “94 8 1 2 94 8 1 0 l船o 6 9拈0 0 44 8 0 0 44 5 94 8 0 3 14 7 & 2 3盯7 9 54 7 7 8 5 表3 2三台机稳定运行水头损失单位：。 一寥头损失模型原型 位置 进口爱o 2 。涓压臂0 3 71 7 2 洞身段2 3 4 测压蕾 6 6 53 0 8 5 压井底部3 4 4 舅压誊 0 0 6 z 8 压力主管4 。5 。舅压臂 0 73 2 5 5 6 压譬1 0 54 8 7 2 分岔管段5 。7 。测压管1 0 5 4 8 7 2 5 。9 。测压管o 5 22 4 1 3 l 支管9 4 l o 测压管 1 56 9 6 支管殷2 。支管7 。1 1 舅压臂 1 _ 67 4 2 3 。支譬6 。1 2 。舅压臂 1 77 8 9 1 5 西安理工大学工程硕士学位论文 3 2 调压井水位波动试验成果 本次分别对直径为1 6 m 、1 4 m 、1 2 m 和1 嘶四种调压井进行了试验，调压井水位 波动过程用两个液位传感器测量。试验结果如表3 3 表3 1 5 及图3 1 3 8 所 示。 表3 3 校核洪水位各工况波动幅值及稳定情况( d 一1 4 m ) z 1z 2z 3z 4z 5z 6 z ， z 8z 9z l oz 1 1 z 1 l z 稳o 工 z 1 一z 毽知 况 5 2 6 8 55 1 8 3 c5 1 6 0 3j 1 4 9 95 1 4 2 75 1 3 9 55 1 3 6 c5 1 3 3 15 1 3 0 25 1 2 8 4j 1 2 7 6 1 1 8 1 1 3 05 4 19 5 81 3 8 6 1 8 0 1 2 2 2 12 6 5 43 0 7 2 3 4 8 93 9 1 4 4 3 2 8 z 1z 2z 3z l z 广z 毫n 工 z l z 穗殉 况5 1 5 0 35 1 1 8 55 1 0 7 75 1 0 5 1 2 5 6 1 0 15 1 7 89 2 1 31 3 3 4 z 1z 2z 3z iz 5z 6z 7z 8 z 8 一z 穗n 工 z 广z t 洳 况 5 2 1 3 35 1 5 4 45 1 3 6 95 1 2 7 95 1 2 3 55 1 2 0 9 5 1 1 9 45 n 9 1 3 3 6 1 2 05 2 29 4 21 3 5 71 7 7 82 2 0 22 5 8 83 0 5 5 注：z i ( i = l ，2 ，) 表示不同时问调压井中的波峰值，z t 为对应工况的稳定水位值，均以水 位表示，单位为m ，发生时问单位为m i n 。 1 6 - 第三章模型试验结果 表3 4 正常蓄水位各工况波动幅值及稳定情况( d 一1 4 m ) z l o z n ， 工 z lz 2z 3z z 5z 6 z t z 8z 9z l o z 1 一z - 殉 况 5 2 6 。4 45 1 7 7 25 1 5 。1 85 1 3 9 25 1 3 3 15 1 2 。8 45 1 2 。5 55 1 2 2 5s 1 2 。2 0 5 1 2 。0 9 1 0 6 1 1 4 55 2 79 5 51 3 5 9 1 7 9 92 2 4 4z 6 6 43 0 3 7 3 5 0 2 3 8 7 9 z 一z n 工 z 1z 2z 3 z i z 广z 抑 况 5 1 4 1 55 1 0 8 6 5 0 9 7 55 0 9 7 2 2 o 4 5 1 1 75 4 6 9 4 21 4 0 7 z b z 工 五z 2z 3 z z 暑 乙 z 7 z b z 广z 如 况 5 2 0 95 1 5 1 85 1 3 2 85 1 2 3 55 1 1 7 9 5 1 1 5 95 1 1 5 05 1 1 3 3 3 2 8 4 1 1 65 3 69 6 3 1 3 6 81 7 8 52 2 2 62 5 8 82 9 3 0 工z 1z 2z 1 z z s z i ， 况 z 广z 殉 5 1 2 1 45 0 8 5 8 5 0 7 8 85 0 7 8 1 4 1 8 4 3 9 98 2 1 1 2 5 z1 6 9 2 注：z i 表示不同时同词压井中的渡峰值，z 为对应工况的稳定水位值，均以水位表示，单位 为m ，发生时问单位为m i n 。 表3 5 死水位各工况波动幅值及稳定情况( d 一1 4 m ) 工 z lz 2z 3z 弛味 况 z 一z l o 4 7 7 3 24 8 0 9 3柏1 4 7 4 8 1 6 1 l 8 6 1 2 45 3 69 。8 l1 3 2 2 工 z lz 2z az l始“ 况 z 一z l 7 0 4 7 7 2 74 8 1 0 1 4 8 1 6 64 8 1 7 5 2 4 4 1 2 75 4 99 0 5 l3 1 3 注：z 表示不同时间谰压井中的渡谷值，z 为对应工况的稳定水位值，均以水位表示，单位 为m ，发生时间单位为m i n 。 1 7 西安理工大学工程硕士学位论文 表3 6 校核洪水位各工况波动幅值及稳定情况( d = 1 6 m ) 工 z 1z 2 z j z z 5z z ， z 8弛吖 z 1 一z 7 0 况 5 2 4 3 55 1 6 8 75 1 5 0 l5 1 4 o5 1 3 3 75 1 3 0 2 5 1 2 7 65 1 2 5 3 0 2 5 1 1 2 26 1 01 0 8 91 5 8 42 0 5 62 5 3 63 0 0 63 4 9 4 工 z 1z 2z 3 弛嘣 z l z t 7o 况 5 1 3 8 95 1 1 0 75 1 0 3 2 2 2 2 1 2 75 9 21 0 6 8 工 z 6 一z o z lz 2z 3z z sz 甄舶 况 5 1 9 5 55 1 4 6 95 1 2 6 85 1 2 2 25 1 1 8 2 5 1 1 5 7 0 1 3 3 1 _ 2 86 1 01 0 6 61 5 5 92 0 2 22 5 3 6 注：z i 表示不同时间词压井中的渡峰值，z 为对应工况的稳定水位值，均以水位表示，单位 为m ，发生时间单位为m i n 。 表3 7 正常蓄水位工况4 波动幅值及稳定情况( d 一1 6 m ) 表3 8 死水位工况1 波动幅值及尊定情况( d 一1 6 m ) 1 8 第三章模型试验结果 表3 9 校核洪水位各工况波动幅值及稳定情况( d 一1 2 m ) z 1 1 一z - o ， 工 z l z 2 z 3z z 5z ez ，z 。z 。 z l o z l l z 1 一z t 知 况 5 3 0 6 75 2 0 6 c5 1 7 5 日5 1 6 0 15 1 5 5 1 4 5 d5 1 4 伽5 1 3 7 15 1 3 5 05 1 3 4 c5 1 3 1 8 1 5 0 1 _ 0 0 4 6 l8 1 81 1 9 21 5 4 7 1 9 2 12 2 6 52 6 4 6 2 9 9 23 3 5 4 3 7 2 1 z lz 2乙z z 广z n 工 z 1 一z - 油 况 5 1 6 5 35 1 2 3 45 1 1 3 05 1 0 6 7 2 6 8 1 0 04 6 18 0 91 1 4 4 z 1z 2z 3z z 5z 6 z ，z 8 z b z tn 工 z 1 一z t 知 况 s 2 4 3 95 1 7 5 95 1 4 7 55 1 3 4 0 5 1 2 8 75 1 2 5 55 1 2 3 45 1 2 1 3 3 4 4 0 9 94 6 38 0 91 1 4 91 5 2 71 9 0 32 2 5 42 5 6 8 洼：z i 表示不同时间调压井中的波峰值，z 为对应工况的稳定水位值，均以水位表示，单位 为m ，发生时间单位为m i n 。 西安理工大学工程硬士学位论文 表3 1 2 校核洪水位各工况波动幅值及稳定情况( d = 1 0 m ) z lz 2z 3z z 5z 6 z ， z bz 9z 1 0z l l z 1 广z 口 工 z 广z - 洳 况 1 5 3 4 7 25 2 4 95 1 9 8 6；1 7 6 65 1 6 3 c5 1 5 3 65 1 4 7 j5 1 4 3 15 1 4 05 1 3 7 85 1 3 6 9 5 5 0 8 43 7 56 8 l9 8 81 2 9 61 5 9 8 1 8 9 8 2 1 9 9 2 4 9 92 7 9 53 1 1 1 z lz 2z 3 z z 5 z 一z tn 工 z 1 一z 尊如 况 2 5 1 8 1 95 1 3 3 15 1 1 9 65 1 0 8 65 1 0 5 4 8 4 6 0 8 53 0 16 4 79 9 31 2 6 8 z 1z 2z 3z 4z s z 6 z ， z 8 z 8 一z t ， 工 z l z 抽 况 3 5 2 7 7 25 1 9 6 25 1 6 2 05 1 4 3 l 5 1 3 4 7 5 1 2 8 55 1 2 5 35 1 2 4 3 5 3 4 0 8 33 7 36 9 79 6 71 2 8 21 5 5 91 8 8 92 1 5 7 注：z i 表示不同时问谰压井中的波峰值，z 为对应工况的稳定水位值，均以水位表示，单位 为m ，发生时间单位为m i n 。 表3 1 3 正常蓄水位工况4 波动幅值及稳定情况( d 一1 0 r 1 1 ) 2 0 第三章模型试验结果 表3 1 5 不同调压井断面尺寸水位波动幅值比较 单位：m d = 1 6d = 1 4d = 1 2d = 1 0 库水位工况 乙。z m 乙。kz z h z z m i n 校 15 2 4 3 55 0 4 4 55 2 6 8 55 0 3 3 15 3 0 6 75 0 0 7 25 3 4 7 24 9 4 4 0 核 洪 水 25 1 3 8 95 0 7 3 35 1 5 0 35 0 7 1 85 1 6 5 35 0 6 2 75 1 8 1 95 0 4 9 9 位 ( 5 1 2 5 ) 35 1 9 5 55 0 5 8 45 2 1 3 35 0 5 1 45 2 4 3 95 0 3 5 45 2 7 7 25 0 0 7 0 正 25 1 3 6 05 0 7 0 45 1 4 1 55 0 6 6 55 1 5 9 15 0 5 8 55 1 7 7 75 0 4 3 6 常 蓄 水 35 1 8 8 65 0 5 6 15 2 0 9 5 0 4 75 2 3 7 65 0 3 0 2 5 2 7 2 05 0o 0 7 位 ( 5 1 2 o ) 45 1 1 6 75 0 0 1 9 5 1 2 1 44 9 9 4 85 1 4 3 34 9 1 - 6 1 5 1 7 8 74 8 8 1 3 死 水 位 l4 8 3 1 04 7 8 1 84 8 3 3 64 7 7 3 24 8 3 9 54 7 6 o4 8 4 6 94 7 5 0 5 ( 4 8 5 0 ) 注：表中z 值均以水位表示 2 1 西安理工大学工程硕士学位论文 5 2 5 5 2 0 ( m ) 5 1 5 5 1 0 5 0 5 孤 | 旁 o123 4 5 ( m n ) 田3 1 ( a ) 较棱洪水位工况1 调压并水位波动过程( d 一1 4 m ) 5 1 8 5 1 6 5 1 4 ( m ) 5 1 2 5 1 0 5 0 8 ( m ) j f 一 1 02 03 04 05 06 0 7 0 一 ( m i n ) 圈3 1 ( b ) 较棱洪水位工况1 调压井水位渡动过程( d = 1 4 m ) ( m i n ) 圈3 2 ( a ) 正簟蓄水位工况1 一压井水位波动过程( d 一“m ) 2 2 第三章模型试验结果 5 1 8 5 1 6 5 1 4 ( m ) 5 1 2 5 l o 5 0 8 5 0 6 ( m ) 1 02 03 04 05 06 07 0 ( m n ) 圈3 2 9 ) 正常瞢水位工况1 调压井水位波动过程( d = 1 4 m ) 飞一 v 023 4 ( m i n ) 圈3 3 ( a ) 。巍水位工况1 调压井水位波动过程( d 一1 4 m ) ( m _ n ) 圈3 3 ( b ) 死水位工况1 调压井水位波动过程( d 一1 4 “) 2 3 4 3 2 l o 9 8 7船蛆鹪铝勰盯卯们 ) 西安理工大学工程硕士学位论文 八 j j 厂 、 ol2 345 ( m i n ) 一 一 日 圈3 4 ( a ) 较核洪水位工况1 调压井水位波动过程( d = 1 6 m ) ( m ) 一 - 1 ：_ _ 黼躯畛 4 06 0 ( m i n ) 图3 4 ( b )校核洪水位工况l 调压井水位波动过程( d ；1 6 m ) 曩 圈3 一s ( a ) 正常蕾水位工况4 调压井水位波动过程( d = 1 6 m ) 2 4 6 4 2 o 8 6 4 2 0 8 6 4觇驼驼觇虬豇轧h 7 6 5 4 3 2 l o 9 8 7吼吼矾虬乳乩飘n册的 第三章模型试验结果 ( m ) ( m ) 一 霹 图3 5 ( b ) 正常蓄水位工况4 调压井水位波动过程( d ；1 6 m ) 一 ( m i n ) 阿3 6 ( a )校棱洪水位工况1 调压井水位波动过程( d = 1 2 m ) ( m i n ) 圈3 6 ( b ) 接棱洪水位工浣1 调压并水位波动过程( d = 1