大型水利枢纽总布置优化研究

前文

第一篇 淮河临淮岗洪水控制工程总布置优化研究

第一章 综述

第二章 临淮岗工程在淮河洪水控制中的重要作用

第一节 临淮岗工程兴建前的淮河中游防洪形势

第二节 临淮岗工程建设的历史沿革

第三节 临淮岗工程在淮河中游防洪体系中的重要作用

第三章 临淮岗工程的自然条件

第一节 流域概况

第二节 气象与径流

第三节 泥沙

第四节 工程地质

第四章 枢纽布置的试验研究

第一节 试验目的与任务

第二节 模型设计

第三节 原布置方案试验成果及分析

第四节 优化布置方案试验

第五节 深、浅孔闸之间分流岛体型研究

第六节 优化布置要点

第七节 城西湖退水闸与临淮岗的相互影响

第五章 模型自动检测与控制系统

第一节 自动检测与控制系统的任务

第二节 系统硬件组成

第三节 沿程水位采集与新型水位计研制

第四节 系统软件设计

第五节 出人流自动控制

第六节 小结

第六章 洪水演算及泄流能力计算

第一节 临淮岗洪水演算特点

第二节 100年一遇洪水

第三节 1000年一遇洪水

第四节 平原水闸泄流能力计算特点

第五节 水闸泄流能力计算

第六节 公式应用比较

第七节 高淹没度泄流计算公式探讨

第八节 小结

第七章 枢纽工程布置及建筑物设计

第一节 枢纽工程现状

第二节 坝轴线选择

第三节 闸址选择

第四节 上下游引河布置

第五节 建筑物设计

第六节 深、浅孔闸之间分流岛

第八章 环境影响评价

第一节 工程所在地区环境特征

第二节 环境影响分析

第三节 负面影响对策

第九章 工程效益评价

第一节 临淮岗工程的防洪作用

第__节 临淮岗工程的灌溉、航运和生态效益

第三节 临淮岗工程蓄水后的效益

第四节 国民经济评价

第二篇 白莲崖水库枢纽总布置优化研究

第一章 综述

第二章 白莲崖水库对淮河防洪的重要作用

第一节 社会经济概况

第二节 水利水电工程概况

第三节 前期工作成果及审查主要结论

第四节 兴建白莲崖水库的必要性

第五节 综合利用

第三章 工程的自然条件

第一节 水文

第二节 工程地质

第四章 工程布置及建筑物

第一节 设计依据

第二节 主要建筑物方案选择

第三节 工程总体布置

第五章 枢纽布置优化研究

第一节 可行性研究阶段整体模型试验

第二节 初步设计阶段整体模型试验

第六章 泄洪中孔体型优化研究

第一节 坝前右岸山体局部开挖试验

第二节 增大3#泄洪中孔挑距的试验

第三节 泄洪中孔进口顶部曲线修改试验

第四节 泄洪中孔消涡试验

第五节 小结

第七章 泄洪隧洞体型优化研究

第一节 体形曲线的优化

第二节 掺气减蚀问题研究

第八章 掺气减蚀的新理论——小气泡保护理论

第一节 掺气测量仪器简介

第二节 掺气水流的主要运动特性及模型相似性

第三节 掺气减蚀保护作用

第四节 研究方向

第五节 小结

第九章 新型针式掺气流速仪

第一节 工作原理

第二节 针式掺气流速仪一般的系统配置

第三节 主要技术指标

第四节 仪器操作

第五节 数据分析

第六节 接线

第七节 测杆及安装

第八节 注意事项

第九节 安装

第十章 混联水库群联合调度运用方案

第一节 佛子岭、磨子潭、白莲崖三库联合防洪调度运用方案

第二节 响洪甸、佛子岭、磨子潭、白莲崖四库联合灌溉供水发电调度运用方案

第三节 白莲崖水库以灌溉为主的综合调度运用方案

第四节 白莲崖水库以发电为主的综合调度运用方案

第十一章 工程效益评价

第一节 防洪效益

第二节 发电效益

第三节 灌溉效益

第四节 总效益

第五节 综合评价

参考文献 2100433B

临淮岗洪水控制工程是淮河干流最大的枢纽工程，白莲崖水库大坝是安徽省首座超过百米的高坝，与国内其他大型水利工程相比，两座工程均有其特殊性和复杂性。由王久晟等编著的《大型水利枢纽总布置优化研究》详细介绍了采用整体模型、减压模型、掺气减蚀模型等研究手段对两座工程枢纽布置进行的方案比选和优化，并介绍了研究过程中提出的新理论及新开发的试验仪器和设备。

《大型水利枢纽总布置优化研究》可供大型水利工程的设计、科研、教学、管理、施工等人员参考。

确定施工场地、交通及各项施工设施的规模、位置和相互关系的设计工作。它是施工组织设计的组成部分，也称施工总体布置。其主要内容包括：①场内外交通运输线路位置；②施工供电、供水、供风、通信系统的规模及站网位置；③施工场地分区，各施工辅助企业以及各类仓库的规模及其位置；④施工场地和施工指挥系统的分区规划及临建房屋规模；⑤土石方平衡方案、出渣线路和弃渣场地安排等。大型水利枢纽工程的施工因受施工导流影响，各不同导流期的施工布置可能有较大差异，需根据各期施工的要求分别进行设计。

大型梯级水利枢纽建成后 ，运行调度水平的高低直接影响其综合效益的发挥。目前 ，在大型梯级水利枢纽的优化调度研究中 ，主要的难点来源于其高维性和非线性的特点所带来的求解困难。梯级水利枢纽中的水力和电力联系存在多种非线性 ，而其在时间和空间上的决策维度远远超出现有的非线性优化算法的求解能力。除此之外 ，大型水库由于大库容高水头 ，优化时还存在连续大范围寻优而导致计算效率低下的问题。对于不同来流条件下水库优化结果的分析 ，目前也鲜有专门的方法研究。针对大型水库大范围连续寻优的优化问题 ，本书提出了借助增量动态规划方法 （Incremental Dynamic Programming， IDP）建立合理的寻优空间以提高优化效率的方法。充分利用 IDP算法的收敛特性和启发式算法 （Heuristic Algorithm， HA）在连续空间里强大的全局寻优能力 ，提出了 IDP -HA耦合模型。以 IDP优化后的调度线为参照 ，建立覆盖全局最优解的小尺度寻优空间 ，在该空间内利用 HA对高维变量进行寻优 ，有效解决了大型水库在高维时间尺度上大范围寻优导致的计算效率低下甚至无可行解的问题。

针对大型水库大范围连续寻优的优化问题 ，本书提出了借助增量动态规划方法 （Incremental Dynamic Programming， IDP）建立合理的寻优空间以提高优化效率的方法。充分利用 IDP算法的收敛特性和启发式算法 （Heuristic Algorithm， HA）在连续空间里强大的全局寻优能力 ，提出了 IDP -HA耦合模型。以 IDP优化后的调度线为参照 ，建立覆盖全局最优解的小尺度寻优空间 ，在该空间内利用 HA对高维变量进行寻优 ，有效解决了大型水库在高维时间尺度上大范围寻优导致的计算效率低下甚至无可行解的问题。

根据岩石条件对炮孔布置进行优化，以提高一次爆破进尺及缩短出渣时间。竖井掘进不同于水平巷道和倾斜巷道掘进，竖井掘进爆破后出渣的第二阶段要进行清底，为下一次掘进爆破创造条件，爆破后清底质量要求较为严格，直接关系到下一班爆破质量。根据施工期间统计结果显示，清底出渣量占出渣总量的7% 左右，由

于基本靠人工清底，清底时间占出渣总时间的20%左右。这样看来要想加快掘进速度，需要从清底时间及提高爆破进尺2 个方面进行优化。

造成一次爆破进尺较小、人工清底时间较长的原因是按同心圆炮孔布置爆破作业后，第一排辅助眼爆破后，掏槽腔内充满松动的岩石，对下一排炮孔靠近底部部分岩石的破碎效果有很大影响，钻孔底部破碎效果较差，并未真正实现破碎，通过调整第二排辅助眼布置形式来提高钻孔底部岩石的破碎效果。根据相关文献及本工程参数制定了炮孔布置优化试验方案: 第一排辅助孔仍按圆形进行布置装药，而在挤压条件下爆破的下一排辅助眼采用星型布置，即在第二排辅助孔中每隔一个从圆圈上向掏槽中心移动200mm，考虑到由于向掏槽中心移动孔位而需要补偿加大了的这段距离，下一排炮孔用同一段延期雷管起爆。本方法尽量降低了第一排辅助眼爆破后的松散岩石堆对下一排炮孔爆破质量的影响 。