某抽水蓄能电站位于浙江省境内。电站安装6 台300MW 的抽水蓄能机组,总装机容量1800MW。电站在华东电网中担任调峰、填谷、调相、调频及紧急事故备用等任务。
电站地处亚热带湿润气候区,多年平均降水量1849.6mm,多年平均径流量2760万m3;多年平均气温13.4℃,上库多年平均水面蒸发量906.5mm,下库多年平均水面蒸发量797.6mm。流入下库的水量能够补偿由蒸发和渗漏造成的水量损失。
电站枢纽由上水库、输水系统、地下厂房洞室群、地面开关站和下水库等组成。电站输水道长度与水头之比为2.5,山坡陡峻。枢纽布置见图3.7.1。输水系统位于大溪左岸山体内,采用一洞三机方式布置。包括上水库进/出水口,2条内径为7m的钢筋混凝土斜井式高压管道、并通过钢筋混凝土岔管各接3 条直径达3.2m的高压钢管(钢衬支管)引水进入水泵水轮机组,以及6条尾水隧洞,下水库进/出水口等。钢筋混凝土岔管承受的最大静水头达680.20m,其HD值达60900kN/m;6 条尾水隧洞直径4.4m,考虑到地下厂房群的防渗要求而用钢板衬砌到尾水闸门洞下游的渐变段。
图3.7.1 电站枢纽平面布置图
输水系统中的高压钢管段位于岔管段下游侧,长度184.50~232.70m,由6 条高压支管钢管组成。其中,1~3 号钢管与1 号斜井输水系统相连,而4~6 号钢管则与2号斜井输水系统相连。
钢管段一带出露的岩性均为含砾流纹质熔凝灰岩(J3L′(d)),后期侵入两条煌斑岩脉,与围岩接触紧密。发育的结构面中,Ⅲ级相对发育,其中f216断层延伸长,贯穿1 ~6 号钢管段,f821出露在4 ~6 号钢管段;而Ⅳ级多呈节理密集带分布,总体延伸方向为SN~NNE向,部分充填钙质薄膜。因而,区内岩体的水力传导性总体上具有裂隙介质的一般属性。(www.daowen.com)
为降低作用于上述钢管上的外水压力,除了在压力钢管上部约55m 和35m处布置了两层排水系统,还在钢管外壁设置了管壁外排水系统。后者由沿高压钢管走向设4 根外排水管(此在钢管首部通过两道环向集水槽连通),以及每隔6.0m处设一排水孔组成。4根管壁外排水管最后汇总成2 根排水管引自厂房自流排水廊道内。
投入运行以来的流量观测资料反映,上述1~6 号高压钢管外排水量普遍不大,唯6 号高压钢管C管(简称6 号G C管)排水量比较大以致具有紊流(流量呈现脉动变化)的水力学特性。图3.7.2 为6 号G C管排水量与斜井水位过程线图。该图反映:1)流量普遍比较大,其中C小>2000mL/s,C中>4000mL/s,C大>5000mL/s,事实上后者在2004 年10 月以后,流量大于7500mL/s;2)C大流量的大小变化有进一步增大的趋势、且与斜井水位之间具有一定的相关性,而C小、C中流量的变化无明显的趋势性、且与斜井水位之间的相关性较弱。
图3.7.2 6 号G C管流量与斜井水位过程线
在上述定性分析的基础上,利用本章建立的有关渗流模型分别进行了计算,有关成果如下。
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