Increased hydropower production and hydropeaking mitigation along the Upper Inn River (Tyrol,Austria) with a combination of buffer reservoirs,diversion hydropower plants and retention basins

Research on hydropeaking in Austria started in the 1990s and the implementation of the WFD stipulated large research projects since the year 2009. The first research projects supported the process understanding and in a second investigation step, measures were evaluated. The mountains in the region of Tyrol create large heads and thus support the production of flexible energy. In this region, TIWAG is operating 9 large (>10 MW) and 27 small (<10 MW) hydropower plants, with an installed capacity of about 1,550 MW and a mean annual production of 3,000 GWh. As the governmental energy strategy foresees an extension of the hydropower production in Austria, suitable options were selected in 2004 by TIWAG and the water management framework plan for Western Tyrol was developed. This strategic planning instrument proposes five large power plants, with a generation of 1,800 GWh/year of renewable energy, which enables to reach the WFD targets, because the concept includes hydropeaking mitigation by combining buffer reservoirs (impoundments), diversion hydropower plants, and retention basins. We present our promising concept of hydropeaking mitigation and exemplify this based on the GKI, a hydropeaking diversion hydropower plants (HPP) at the Swiss/Austrian border as well as the Silz hydropeaking retention basin, with a volume of about 300,000 m³. As the presented case studies are the largest measures for hydropeaking mitigation being currently implemented in Central Europe, they have pilot-character. Thus, ongoing research and monitoring programs are expected to improve the knowledge about hydropeaking mitigation.     

基于实测数据的重力坝型水电站大坝安全诊断关键技术研究与系统实现

保障大坝安全是确保水电站长期稳定运行的首要任务。在水工安全运维数据资源整合技术、基于BIM的多源异构空间信息融合技术、基于实测数据的测点快速评判与大坝工况综合评价技术等关键技术开展研究的基础上,构建了重力坝型水电站大坝安全诊断与决策支持系统,并在西南某水电站投入实际应用,有效提升了电站在大坝安全数据共享融合、分析诊断、综合评判和异常预警等方面的能力,为同类坝型水电站提供了参考和示范。     

几内亚苏阿皮蒂项目移民安置实施管理模式

水电工程移民是一项复杂的系统工程,也是一个世界级难题。几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目移民规模大,涉及范围广,移民周期长;几内亚没有户籍制度,库区人口及实物指标调查面临极大的困难;缺乏完整的移民法律法规体系和大规模的移民经验,移民工作实施难度大;经济发展水平落后,移民文化水平和生活水平低,生产生活严重依赖耕地。通过采取一系列创新化的移民安置实施管理模式,因地制宜,从多个方面提出苏阿皮蒂项目移民管理模式,取得了较好的成果。     

兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。     

高应力硬脆玄武岩微裂隙分布及破裂发展辨识

白鹤滩水电站区域构造地应力高,玄武岩坚硬性脆、隐微裂隙发育,地下厂房开挖过程顶拱浅层应力型开裂和深层破裂特征明显,传统的声波、钻孔电视测试和变形监测等方法难以精确获取岩体微破裂裂隙分布特征及高应力破裂发展特征信息。采用高精度超声波成像综合测试系统新方法,对厂房顶拱应力破裂破坏显著区域进行了多次重复测试。测试成果揭示：① 厂房顶拱上方岩体赋存的裂隙面倾角以陡倾角为主,优势倾角范围为45.98°~52.06°;裂隙面的倾向为NWW向,优势倾向范围为276.36°~292.01°,裂隙面倾角和倾向随深度变化不明显。② 顶拱浅层围岩破裂裂纹集中区一般在3.50~4.25 m的深度范围内,围岩深部诱发破裂裂纹区主要分布在9.68~10.11,16.12~16.32,21.45~21.77 m范围。③ 局部岩体受顶拱应力场不断调整演化作用,出现岩体破裂随时间加剧的现象。该成果高精度地辨识了玄武岩不同深度微破裂裂隙面分布特征、深度范围和应力破裂发展特点,对研究高应力硬脆玄武岩力学特性和响应机理提供了坚实基础资料,为工程开挖施工和动态支护设计发挥了重要支撑作用。     

漂浮式光伏电站漂浮方阵多点系泊特性研究

位置的稳定性对光伏电站的发电效率和生产安全有着重要影响。漂浮式光伏电站漂浮方阵在风、浪、流的作用下易发生移动和旋转,而采用多点系泊系统可有效限制漂浮式光伏电站的过大偏移。以尺寸为170 m×170 m的漂浮方阵为对象,采用静力分析的方法对该方阵在多点系泊系统中的锚泊线张力及方阵偏移量进行了系列研究,得出了张力及偏移量与水平跨距、系泊密度间的规律。相关成果可为漂浮方阵多点系泊系统的设计提供参考。     

大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析

丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的施工期围岩变形具有量值大、时效特征明显、不同深度围岩均可能发生变形的特点。为研究该地下厂房围岩变形时效特征,基于工程地质条件和监测数据,开展围岩变形机制研究。分析结果表明:地下厂房围岩变形的分布特征和时效特性,既与围岩在开挖卸荷后所出现的岩体质量下降、围岩强度减小、岩体蚀变现象有关,也与围岩内存在节理裂隙或断层等不连续地质结构在开挖卸荷作用下易发生张开或错动有关。采用由伯格斯流变模型与带拉伸截止限的摩尔-库伦塑性屈服准则组合而成的复合黏弹塑性模型,进行围岩流变力学参数反演,获得了与监测值吻合较好的围岩变形和变形时程曲线计算结果。根据洞室群围岩开挖支护稳定性分析结果,可知截至主厂房第V层开挖支护完毕,洞周围岩局部变形和塑性区深度均较大,且塑性区贯穿主厂房和主变室洞间岩柱,围岩稳定性总体较差。因此,主厂房在第V层开挖完毕后暂停继续下挖,专门进行洞室群的系统性加强支护是必要的。     

杨房沟水电站建设质量智慧管理系统的研发及应用

为提高工程管理效率、控制工程质量、减少人为因素对工程质量的影响,利用信息化、数字化、自动控制等技术对施工过程中的信息、混凝土温度、混凝土振捣、灌浆等环节进行智能监控和管理。为此,杨房沟水电站依托设计施工BIM管理系统的质量管理功能模块,以及由BIM系统集成的智能温控、智能振捣、智能灌浆、全过程影像采集系统,研发形成了大坝智能建造环境下的质量智慧管理系统。通过实现施工质量信息“实时采集-实时分析-决策反馈”的动态质量管理,解决了EPC建设模式以及传统大坝质量管理存在的施工质量控制、信息收集、分析、决策等方面的问题,提高了管理效率和管理质量,取得了较好的管理成效。     

基于GEAS 3D的乌东德水电站防渗帷幕局部灌浆异常分析及处理

防渗帷幕作为解决水库渗漏问题的最主要手段,在水电工程建设中被广泛应用。近年来,在我国西南地区水电工程陆续兴建,由于西南地区碳酸盐岩地层发育、岩溶条件复杂,防渗帷幕施工期,局部灌浆量大、串浆、漏浆等灌浆异常时有发生。乌东德水电站作为典型碳酸盐岩地区修建的巨型水电站,最大坝高270 m,最大挡水水头约160 m,具备帷幕规模大、水头高、地质条件复杂的特点。针对该电站大坝防渗帷幕左岸高程850 m灌浆平洞的局部灌浆异常,在利用灌浆孔、专门勘察孔、施工支洞、物探检测等传统手段的基础上,创新性依托“GEAS 3D(灌浆工程三维地质信息可视化分析系统)”,结合海量灌浆施工资料进行综合分析,查明异常区范围及工程地质特征、灌浆特征,为下一步针对性处理提供依据。研究成果提供了一种基于“地质BIM+灌浆信息化”分析管理平台的灌浆异常综合分析解决方案,可为类似工程提供借鉴。     

考虑随机来水的水电站中长期发电调度多重风险分析

为了分析来水不确定性导致的水电站发电风险,构建了日径流随机模拟模型,模拟生成了长系列径流序列,建立常规调度和优化调度模型,并将模拟径流序列作为输入驱动调度模型。以年均发电量、发电稳定性、弃水量、发电保证率、蓄满率为主要风险指标,建立了发电风险分析的指标体系。在此基础上,以三峡水库作为调度模型的研究实例,比较了常规调度和优化调度的风险水平。结果表明:优化调度较常规调度年发电量增加约5%;信息熵结果显示优化调度模型不确定性较小,更加稳定;优化调度弃水量约为常规调度的50%,且优化调度降低了出力破坏风险。文中给出的优化调度模型所得调度过程在经济效益及风险控制方面都有较优的表现。