低水位運行對水工建筑物和機組運行的影響分析

【摘要】為保證我國相關居民的正常生產生活，水庫有時不得不在低水位的狀態下運行。通過對低水位運行狀態進行簡單地描述分析，發現造成水庫低水位運行的相關原因。接著，通過對低水位運行對水工建筑物和機組運行的影響進行一系列的研究分析，得知其異常性與破壞性。針對這一現象，對在低水位運行狀態下如何對其進行有效地安全控制，給出自己的建議。借此平臺，與各位相關研究人員進行交流探討。

【關鍵詞】低水位運行；水工建筑物；機組運行

1、引言

由于氣候等一系列外界環境的影響，水庫每年都會經歷水量充沛、枯竭等季節性水位波動。但是，水庫周圍居民的生產生活卻不會由于季節的變化或者水庫水位的變化而發生停止或者延遲等現象。因此，在某些特殊狀況下，需要對其進行低水位運行。但是，由于低水位運行狀態屬于異常的運行狀態，因此會對水工建筑物和機組運行造成一系列嚴重的影響。針對這一現象，進行分析與討論。

2、簡述低水位運行

低水位是指河流或者湖泊等水位較淺的現象。一般情況下，此種現象主要發生在河流、湖泊等的枯水期。低水位運行是指水利工程的運行庫水位嚴重偏離了設計師所設計的運行水位，比所設計的運行水位低。因此，低水位運行狀態在水利水電的運行過程中是一種不正常的運行方式，會給水工建筑物和機組運行帶來一系列嚴重的影響。在水利工程實際運行的過程中，造成低水位運行狀況的原因多種多樣。一般包括以下幾個方面：1.為滿足我國居民生產生活的需要，有時會在水庫水位尚未達到正常水位的情況下，就不得不對其進行運行。2.氣候因素的影響。有時由于天氣干旱，雨水缺乏，從而導致入庫的水資源較少，從而導致水庫水位的下降。但是，在這種情況下，相關設備仍需運行，以維持我國居民的生產生活。3.當庫區設備出現故障的時候，需要對其進行仔細地檢查與修復工作。為保證這一工作的順利完成，需要將庫區騰空。此時，若采用對庫區進行底孔泄水的方法，在導致電量損失的基礎上，還會導致庫底淤積物的下泄，給水庫周圍相關居民帶來一系列的麻煩。因此，為避免這一現象的發生，通常會采用低水位運行的方式來保證我國居民的生產生活。

3、低水位運行對水工建筑物和機組運行的影響

在對水利工程進行設計的過程中，設計師一般是以一系列相關的模擬實驗為依據而進行設計工作的。但是，在實際的運行過程中，常常會由于種種原因的限制，不得不使其在低水位狀態下運行。這種現象的發生，一般會給水工建筑物和機組運行帶來一系列嚴重的影響。主要包括：1.當工程庫水位降至一定程度時，容易導致上游進水口出現漩渦。漩渦的形成會致使氣團的形成，引發水工建筑物和機組的振蕩。2.由于低水位運行狀態是一種異常的運行狀態。其偏離了工程所設計的情形，從而導致水輪機的無撞擊進口與出口的水流狀態遭受到一定程度地破壞，使機組的運行受到阻礙。3.在低水位的運行狀態下，上游進水口處的漂浮物會增多，從而導致進水口水力損失的增大，甚至會出現停機的現象，必須對其進行定期地清理工作。如果部分漂浮物由于未能得到及時地清理而進入到引水系統，將會磨損相關設施設備。4.對機組運行有重大影響的參量振動與擺度在低水位運行的時候，其穩定性會因水利條件的改變而發生相應的變化。這一現象的發生容易導致水工建筑物和機組運行設施設備因長時期處于低水位運行狀態而出現不同程度的松動，給水庫的運行帶來一系列的不便。5.低水位運行狀態下，轉輪出口的水流環量增加，致使水流旋轉，從而形成漩渦。漩渦的出現又加劇了水流的汽化，增加了轉輪葉片的空腔汽蝕，從而加劇了汽輪的損壞，降低其使用壽命。

4、低水位運行的安全運行控制措施

由于低水位運行狀態已偏離了工程的設計概況，給水工建筑物和機組運行帶來了一系列的影響。為減少該工程狀況對水工建筑物和機組運行的影響，相關人員可以采用以下幾個方法：1.在低水位的運行狀態下，要嚴格控制其工程的發電流量。2.在水位與工程發電流量確定的情況下，對工程的單個機組與全部機組的最大出力值進行限制。3.根據機組的實際運行情況，按照相關規定對機組負荷的速度進行增減操作，以確保水流穩定。4.在對工程的負荷進行增減操作時，應盡量采取手動操作的方式。并且在每一步操作完成后，需要留出一定的時間，以使水流能夠處于穩定狀態。5.派遣專業人士定期對工程的設施設備進行檢修與維護，保證機組能夠安全穩定地運行。6.重視上游進水口的清潔工作，及時清理雜物。特別需要注意的是：工作人員在對上游進水口進行清潔的過程中，要注意清潔人員的人身安全，因此，應根據水利工程的實際運行情況做好停機或者將機組導水葉關閉的工作。7.水利工程部門相關人員應加強對其運行過程的監視與控制。并在此基礎上，根據低水位運行的實際情況不斷完善其機組低水位運行部門規章，為以后低水位運行狀態提供參考。

5、結束語

為保證水庫周圍居民的正常生產生活，有時水庫會不可避免地在低水位狀態下進行運行工作，這會給其工程項目的水工建筑物和機組運行帶來極大的影響。為減少其影響，相關人員應在低水位的運行狀態下，對工程項目的發電流量和機組出力狀況進行控制。同時，還應按照相關規定采用手動操作的方式對工程負荷進行增減操作，以確保水流資源的穩定。然后，在此基礎上，派遣專業人士定期對工程的設施設備進行檢修與維護，并對其上游進水口進行清潔。相關人員還可以根據對水庫低水位運行的日常觀測、檢修、維護等一系列工作，編制低水位運行的條文規定與部門規章，為之后的工作提供合理的依據與參考。這樣，才能在保證水庫周圍居民正常生產生活的基礎上，有效減少低水位運行對水工建筑物和機組運行的影響。

參考文獻：

[1]王永春、邵錫福.低水位運行對水工建筑物和機組運行的影響[J].電力安全技術，2014，（2）：24-25.

[2]尹宗石.水輪發電機組低水位運行探討[J].江淮水利技術，2010，（4）：19-20.

[3]陳明千、李艷、李克鋒、李然、李嘉.水庫降低水位運行對庫區水質影響的預測研究[J].四川大學學報，2012，（6）：33-36.

[4]王現國、王靜、葛雁、張平輝.三門峽水庫低水位運行對岸邊地下水的影響[J].人民黃河，2011，（10）：39-41.

作者簡介：浦 健，男，1978-10，籍貫：貴州盤縣，本科，工程師，工作崗位：盤縣防汛辦。