本文摘要：摘要：孟加拉灣東海岸海域呈強浪強潮高含沙水體特點，加上復雜的地形特征，泥沙淤積會對港池航道的通航水深和電站取排水口地形的過流斷面帶來不利影響，沿海港口及濱海電站水工配套工程的建設面臨較大挑戰(zhàn)。分別采用潮流泥沙數學模型和波浪潮流泥沙動床物理
摘要：孟加拉灣東海岸海域呈“強浪強潮高含沙水體”特點，加上復雜的地形特征，泥沙淤積會對港池航道的通航水深和電站取排水口地形的過流斷面帶來不利影響，沿海港口及濱海電站水工配套工程的建設面臨較大挑戰(zhàn)。分別采用潮流泥沙數學模型和波浪潮流泥沙動床物理模型試驗，對孟加拉灣東海岸某電廠碼頭及取排水工程平面布置進行模擬，分析研究工程建設后港池、航道和取水明渠等區(qū)域的泥沙沖淤變化。研究結果為工程實施和今后運營管理提供可靠依據，為類似工程提供參考和借鑒。
關鍵詞：數學模型;物理模型;電廠;淤積
電力論文范文：電力工程管理中質量控制的措施
摘要:近年來，隨著我國經濟的進步，們對于生活質量的要求也與過去相比有了大幅度的提升。尤其是最近幾年來，人們對于電力的需求逐年上升，每年的用電量曲線呈現(xiàn)上升的趨勢，這也在一定程度上體現(xiàn)了人們對于電力的需要，電能已經成為了人們日常生活不可缺少的一部分。
孟加拉灣整體呈喇叭口狀，開口向南，面向印度洋，潮流動力強，屬于典型的強潮海灣，涌浪作用頻繁又是熱帶氣旋的多發(fā)海域，是世界上受風暴潮災害最為嚴重的地方。北部灣頂分布著豐水多沙的強潮河口——恒河-布拉馬普特拉河口，高含沙水體及復雜的岸灘地貌在強潮強浪條件下，將會給港口、濱海電站配套海工工程帶來巨大的泥沙淤積風險[1]，主要體現(xiàn)在泥沙淤積會對港池航道的通航水深和電站取排水口地形的過流斷面帶來不利影響。
電廠工程取排水口泥沙淤積研究很多，郭慶超、謝靈運等[2-3]采用潮流泥沙數學模型對港池泥沙淤積問題進行研究，張旭金、黃衛(wèi)東等[4-5]采用潮流泥沙物理模型對取排水口泥沙問題進行分析。但是類似孟加拉東海岸這樣惡劣的建港條件并不多見，前人研究的成果不能直接套用。針對孟加拉灣強浪強潮高含沙量的水動力條件，本文分別采用泥沙數學模型和波浪潮流泥沙物理模型對某燃煤電站泥沙淤積問題進行研究。研究得到了工程設計方案各部位的淤積結果，為工程擬建碼頭及取排水平面布置、水工結構設計和今后運營管理提供了可靠依據，為類似工程問題的研究提供參考和借鑒的經驗。
1工程簡介
某燃煤電站廠址位于孟加拉灣東海岸吉大港南側，距吉大港市中心約45km。工程附近有眾多大小河流入海，北有Karnaphuli河，Sangu河，南有Matamohori河，這些河流攜帶大量泥沙入海，近岸水體常年渾濁，工程區(qū)域海域來沙是主要的泥沙來源，懸沙中值粒徑在6.32~8.79μm之間。擬建工程海岸由近岸向深水區(qū)域呈灘-槽-脊相間的水下地形特征，近岸北側區(qū)域為粉砂分布區(qū)，中值粒徑在0.011～0.099mm之間;離岸深槽外側粗細砂相間中值粒徑在0.181～0.399mm之間。
強浪強潮高含沙量的水動力特點較為明顯。港池布置為垂直于岸的環(huán)抱型，南防波堤長為2535m，北防波堤長為2190m，航道及港池挖深至-6.4m。碼頭長度共199m，采用高樁結構，由473m棧橋與岸相連。采用港內取水，取水明渠與港池相連，明渠底高程為-4.68m，總長430m，底寬65m，排水為管涵離岸排水，布置在北防波堤北側，取排水流量為59.1m3/s[6-7]。
2泥沙數學模型計算分析
2.1泥沙起動流速計算
根據底質取樣分析結果，中值粒徑在0.011~0.399mm之間，粗顆粒啟動流速采用沙莫夫公式計算[8]，細顆粒起動流速采用竇國仁[9]泥沙起動流速公式計算。港池、防波堤及取水工程位于-5m等深線以內，粗顆粒泥沙的起動流速可超過0.43m/s，細顆粒泥沙的起動流速在0.60~1.95m/s的范圍內，結合水文實測和數值計算結果，大潮期海域最大流速大于此數值，海床泥沙較易在單純潮流作用下發(fā)生起動和輸移。
2.2泥沙起動水深計算
海底泥沙在波浪作用下的起動水深與波浪的波高、周期以及泥沙粒徑的大小有關。為進一步分析波浪作用下泥沙的起動程度，使用佐藤-田中計算式[10]對泥沙起動波高進行計算。計算結果表明，波高為1.0m的波浪分別能使5.0m(常年代表波浪平均周期T=8.2s)和6.0m(重現(xiàn)期50a波浪平均周期T=13.8s)水深以淺的泥沙中值粒徑在0.02mm內細顆粒泥沙海床泥沙產生全面推移。
2.3模型建立及驗證
潮流泥沙數值模擬采用大小模型嵌套的方法進行計算，大模型計算域東西方向長約2660km，南北方向長約2240km。小模型計算域東西方向長約280km，南北方向長約170km，開邊界約為1km，工程區(qū)域空間步長約為10m，計算節(jié)點43858個，網格85707個。針對工程所在海域的特點，在潮流數學模型的基礎上，使用MIKE21軟件包中的MT泥沙模塊建立考慮波浪作用的泥沙數學模型，研究工程實施后泥沙運動和地形沖淤情況[11]。
潮流模型建立和驗證的基礎是5個實測點大潮及小潮的實測水深及垂向平均流速流向資料以及含沙量。潮位實測值與計算值吻合較好[6-7]。為考慮全年平均淤積情況，采用基于經實測全潮過程驗證的潮流、泥沙場，工程外海區(qū)域SSE~W向年均代表波浪H1/3=0.93m，平均周期為8.2s，合成波向為偏SSW，模型運算全年后統(tǒng)計沖淤結果。
取水明渠沿程及取水口附近的淤強在0.48~2.98m/a之間變化，平均淤積強度為2.54m/a，年均淤積量約7.36萬m3/a。港池水域的淤強在1.78~5.82m/a之間變化，平均淤積強度為3.96m/a，年均淤積量約57.04萬m3/a。泊位水域的淤強在1.98~4.41m/a之間變化，平均淤積強度為3.02m/a，年均淤積量約4.89萬m3/a。航道水域的淤強在1.04~5.33m/a之間變化，平均淤積強度為3.63m/a，年均淤積量約60.80萬m3/a。工程建設后總水域的淤強在0.48~5.82m/a之間變化，平均淤積強度為3.68m/a，年均淤積量約125.31萬m3/a。
3潮流波浪泥沙物理模型試驗
3.1模型設計
根據平面布置，波浪潮流泥沙物理模型試驗采用變態(tài)模型，模型尺寸為75m×45m，水平比尺200，垂直比尺80。
3.2模型沙選擇
根據當地海區(qū)泥沙沉降速度和泥沙沉降相似比尺關系確定。原型沙沉速按張瑞謹[8]的粗細顆粒通用公式計算原型懸沙和底沙的沉速分別為0.35mm/s和2.25mm/s。根據模型沙對比，選擇γs=1.195g/cm3，中值粒徑d50=0.250mm的聚氨酯模型沙模擬底沙。采用γs=1.123g/cm3，d50=0.069mm的聚苯乙烯模型沙模擬懸沙。
3.3模型試驗條件
采用已驗證的大、小潮組合潮型作為潮流邊界條件，波浪邊界選取同數學模型。取排水流量按原型59.1m3/s給定。采用已驗證的潮流期間的含沙量作為本次試驗的常年浪含沙量。
3.4模型驗證
在進行模型試驗之前需對物理模型的潮位和潮流、水體含沙量以及地形演變趨勢進行驗證，以保證模型模擬的工程建設后地形變化趨勢是正確的。
4結語
1)采用泥沙數學模型及潮流波浪泥沙動床物理試驗模型分析工程實施后港池、航道及取水口的沖淤情況，模型均進行了潮位、流速、流向、含沙量等驗證。物理模型還進行了沖刷和淤積地形驗證。結果表明，無論是數學模型還是物理模型，均能反映工程建設后各部位的泥沙淤積情況。
2)電廠取水量大，口門外水體含沙量高，大量泥沙在航道、港池和取水明渠落淤�？陂T處向港內一段范圍內淤積最嚴重，航道和取水明渠沿程淤積逐漸減小。同時也應注意防波堤堤頭的沖刷問題。3)數學模型和物理模型試驗結果表明工程區(qū)內平均淤強分別為3.68m/a、3.35m/a，淤積強度較大，對工程建設提出挑戰(zhàn)，建議備淤深度按照2m考慮，在電站運行期間每年清淤2次，以確保電站安全運營。同時對港池及航道的淤積進行監(jiān)測，關注防波堤堤頭的沖刷問題。
4)工程海域水體含沙量高，所在海域常有風暴潮發(fā)生，風暴潮期間引起的港池驟淤應引起重視。5)研究成果可為在孟加拉灣東海岸建港提供技術參考。研究采用的技術路線和方法可為類似工程提供參考和借鑒。
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