摘要：随着水轮发电机向大容量、高转速发展,对转子冷却技术提出了更高的要求。蒸发冷却技术是一种依靠冷却介质相变吸热的高效冷却技术,但目前的蒸发冷却转子方案要求在转子上存储一定量的液态冷却介质。为研究蒸发冷却转子上液态冷却介质与转子振动特性之间的关系,本文基于某水电站立式水轮发电电动机真机模型初步建立了管道内冷式转子蒸发冷却结构,研究了不同液位高度下蒸发冷却介质对转子固有频率的影响。结果表明,随着液位高度的增加,冷却介质对管道壁面的压力逐渐增大,对转子自身的固有频率无显著影响。本文所做工作对后续进行转子蒸发冷却结构优化设计以及进一步研究液态冷却介质与转子振动特性之间的耦合关系具有一定的指导意义。

摘要：大型桥梁锚碇的锚块部分属于典型大体积混凝土结构,施工期面临开裂风险,开展适应性智能通水温控方法与系统研究对混凝土温控防裂及提高混凝土质量具有重要意义。该文提出了锚碇真实温度场及应力计算、温流耦合控制算法,以及基于“端-边-云”控制模型的智能温度控制策略;研发了适应锚碇的智能通水温控系统装备和平台,包括供水、换向、控制和热交换系统,以及基于微信移动、Web客户端的多端软件平台,实现了混凝土通水温控的远程实时在线感知、真实分析、反馈控制和诊断预警。研究成果应用于龙门大桥西锚碇施工建设的全过程,节约了人力和用水,且未发现温度裂缝,成果可供同类工程温控防裂设计和施工参考。

摘要：垂线测量技术简单有效,因而在大坝水平位移监测中得到了广泛应用,然而面对大坝高湿、高粉尘的监测环境,传统监测方法均有一定局限性。为此,提出了一种基于磁通测量的大坝水平位移监测方法,从磁通量不受非铁磁性介质影响的原理出发,通过构建合适的磁路,以磁通量作为媒介,将位移变化转换为磁传感器的电压变化。根据实际需求设计了一种差分式磁通测量传感器以减弱背景磁场的影响,采用迭代标定的数据拟合方法提高拟合精度。结合理论分析及室内实验,开发了适用于高湿度、高粉尘环境的磁通测量垂线坐标仪,实现了0.1 mm的精度,并在白鹤滩水电站开展应用测试。实验及现场使用结果表明,基于磁通测量的大坝水平位移监测方法可行,磁通测量垂线坐标仪在水电站现场运行状况良好。

摘要：脉冲直流电导阻鱼技术已被广泛应用于阻止入侵物种扩散、驱赶鱼类远离危险区域并将其引导至有利区域,如鱼道。但是脉冲直流电的有效性受多方面因素的影响,其主导因素目前尚未定论。以鲤为研究对象,在静水条件下采用4因素3水平正交实验方法分析了脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率和电极摆放方式的电栅拦鱼效果及其对鱼类受伤尾数的主次影响,然后选择最优组合开展不同流速下(0,0.3,0.5 m/s)的驱鱼实验,分析流速对拦鱼效果的影响。结果表明:在静水工况下,影响拦鱼电栅效率的主要因素为电极布置方式>脉冲宽度>脉冲频率>脉冲电压,电极布置为方式1(垂直水流间距80 cm)、脉冲电压140 V、脉冲频率10 Hz、脉冲宽度10 ms是拦鱼效果最佳的组合。电学参数对鲤的伤害无显著性,平均受伤尾数不超过实验鱼总数的15%。流水条件下,三种流速工况下拦鱼电栅的阻拦率无显著差异,但是随着流速的增高阻拦率呈现先降低后增加的趋势。该研究将为保护鱼类资源和防止入侵鱼类跨区域传播提供依据。

摘要：变形监测作为大坝安全状态感知的重要手段,具有测值直观、能全面反映大坝安全状态等特点,对保障大坝长期安全稳定运行具有重要的意义。目前大坝水平位移自动化监测主要使用引张线法、真空激光准直法及垂线法。尽管CCD垂线坐标仪已在大坝工程实践中广泛应用,可该仪器存在不支持现场配置、现场实时数据读取等不足,且无直接远程交互功能,需要接入其他采集装置或转接设备才能进行远程通信。本文设计的智能式CCD垂线坐标仪运用微处理器及以太网接口,不需要接入其他采集设备,可直接接入软件系统,解决了仪器集成复杂、传统通信方式不稳定等问题;并运用蓝牙通信和智能手机APP,解决了现场参数配置、实时采集显示的问题;提出了一种反馈式自适应调光技术,提高了仪器的自适应性和稳定性。

摘要：目前水电机组向着单机大容量、高转速的趋势发展,发电机体积功率密度将进一步提升,转子的散热矛盾也逐渐凸显。为了验证相变液冷技术在转子上应用的可行性并分析其冷却效果,本文提出了一种转子励磁绕组全浸式蒸发冷却结构方案,通过搭建立式电机转子相变液冷实验研究平台对转子蒸发冷却系统流动与换热特性进行了测试,首先验证了该种冷却方式满足转子散热需求;其次采用实验测试与CFD仿真相结合的方式进一步分析验证了不同离心加速度下系统换热和流动特性,结果显示随离心加速度增大模拟磁极线圈温度由均匀分布转变为沿径向线性分布,随离心加速度增大循环流量由逐渐减小转变为与热流密度呈正比关系。研究结果可为蒸发冷却技术在大容量、高转速立式电机转子冷却领域的应用提供一种可行的思路及设计参考。

摘要：洞内气温是水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制最为重要的环境条件之一,由于缺乏足够的实测资料和研究成果,至今还没有掌握其演变规律,设计和温控计算中取值差异显著。通过对白鹤滩等巨型水电站中不同用途数十条隧洞混凝土浇筑期洞内气温10余年监测,取得万余组数据。认识到水工隧洞沿河布置与河套风向一致,洞口开挖贯通,交通洞和施工支洞众多,洞内温度主要受自然环境气温控制。通过统计分析,提出洞内气温采用余弦函数描述其年演变规律,年平均值和变幅与隧洞长度、开挖是否贯通、地下电站施工热源、封闭洞口保温等4要素的定量关系,可供没有隧洞气温检测数据时计算洞内温度参考。

摘要：梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性并阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道,然而作为洄游物种生命周期中的关键行为,鱼类下行洄游的需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下行过鱼方式,了解河流中不同环境因素对鱼类下行效率的影响,本研究在金沙江下游支流黑水河松新水电站补水通道开展鱼类下行过坝效果评估研究。针对两种鲤科鱼类(棒花鱼Abbottina rivularis和短须裂腹鱼Schizothorax wangchiachii)幼鱼和两种鳅科鱼类(短体副鳅Paracobitis potanini和红尾副鳅Paracobitis variegatus)幼鱼各放鱼90尾,定量分析鱼种、水体透明度、放鱼位置、流量、水温、水位等因素对鱼类下行效率的影响。结果表明:棒花鱼、短须裂腹鱼、短体副鳅、红尾副鳅的下行率依次为22.22%(20尾)、28.89%(26尾)、8.89%(8尾)、15.56%(14尾);幼鱼下行成功率与上游河道水温呈正相关趋势,且放鱼位置、鱼种、上游河道水温和流量均对鱼类下行成功率有显著影响。通过构建二元Logistic回归模型识别出影响鱼类下行效率的关键因子,并基于AIC准则筛选出最优模型,以放鱼位置、鱼种、上游河道水温和上游河道流量为自变量的模型最优。本研究可为梯级小水电背景下的河流连通性修复、水库调度方案和下行过鱼设施优化设计提供理论依据。

摘要：松新鱼道建设是恢复金沙江白鹤滩库区鱼类生境替代支流——黑水河连通性的重要工程措施之一,其过鱼效果备受关注。本研究以黑水河松新鱼道为研究对象,通过网捕法和射频识别遥测技术(RFID)开展松新鱼道过鱼效果监测与评估研究。结果表明:(1)黑水河松新坝址下游共监测到19种鱼类,其中12种鱼类可以顺利通过鱼道抵达上游河道;(2)鱼道进出口鱼类多样性受到鱼类洄游动机影响呈现季节性规律,非洄游期(12月)鱼道进出口鱼类Shannon-Wiener多样性指数显著低于洄游期(次年3、5月);(3)松新鱼道主要过鱼对象短须裂腹鱼的进口吸引率为31.50%,通过率可达44.44%。利用张网监测数据发现:当水温超过20℃时,过鱼种类和数量随着水温的升高呈递减趋势;当鱼道内流量超过0.50 m^(3)/s时,过鱼种类和数量随着鱼道内流量的增大而呈递减趋势。为识别影响鱼道过鱼效果的关键因素,选取短须裂腹鱼为研究对象,构建了基于多因素(鱼道内流量、水温、昼夜节律、pH、湿重、体长等)的Cox风险比例回归模型,研究发现:鱼道内流量、水温和昼夜节律是影响短须裂腹鱼上溯效果的关键因素;当水温变化范围为14.0~20.0℃时,短须裂腹鱼的通过率随水温的升高而呈递增趋势;当鱼道内流量变化范围为0.01~0.50 m^(3)/s时,短须裂腹鱼的通过率随鱼道内流量的增大而呈递增趋势;昼夜节律对短须裂腹鱼的上溯有显著影响,短须裂腹鱼更偏好于夜晚上溯。本研究结果有助于黑水河开展鱼类栖息地修复及鱼类资源保护措施等工作,为黑水河梯级小水电及西南地区山区河流低水头闸坝修建鱼道提供理论依据。

摘要：鱼类过坝后的上溯行为对鱼类寻找适宜的产卵、索饵等功能性栖息地至关重要。现阶段我国大多数研究聚焦于鱼类上溯通过鱼道的游泳行为量化,而过坝后的上溯行为分析鲜有报道。本研究在金沙江下游支流黑水河松新坝址处利用PIT(passive integrated transponder)遥测技术对松新电站过鱼对象短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)过坝后的上溯行为开展监测,考虑监测过程中水文情势变化对过坝后上溯行为的影响,采用生存分析方法,构建了耦合多因素(流量、水温、河道涨落水率、昼夜节律、肥满度等)的Cox风险比例回归模型,利用AIC模型准则筛选出最优模型参数,识别了影响鱼类过坝后上溯成功率的关键因素。结果表明:(1)短须裂腹鱼在松新鱼道的上溯效果显著优于河道;(2)水温及河道涨落率是影响短须裂腹鱼过坝后上溯效果的关键因素;(3)水温与短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率呈负相关,当水温超过短须裂腹鱼最适温度后,河道上溯成功率随着温度的上升呈递减趋势;河道涨落水率与短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率呈正相关,其中涨水情势下短须裂腹鱼河道成功上溯的概率高于落水,河道上溯成功率随着涨水率增大呈递增趋势;(4)尽管昼夜节律对短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率无显著影响,但从数据结果发现有61%的短须裂腹鱼选择在夜间上溯。本研究旨在为恢复鱼类栖息地和优化小水电生态调度提供科学依据及参考价值。