拦河枢纽对水环境不利影响及优化调度研究_逄敏.pdf

第4 1卷第5期2023年5月水 电 能 源 科 学W a t e r R e s o u r c e s a n d P o w e rV o l.4 1 N o.5M a y 2 0 2 3D O I:1 0.2 0 0 4 0/j.c n k i.1 0 0 0-7 7 0 9.2 0 2 3.2 0 2 2 0 5 7 7?拦河枢纽对水环境不利影响及优化调度研究逄 敏1 a,张 鹏2,尤佳艺1 b,张 倩1 b,陈志琦3(1.河海大学 a.水文水资源学院;b.环境学院,江苏 南京 2 1 0 0 9 8;2.华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南 郑州 4 5 0 0 4 6;3.江苏环保产业技术研究院股份公司,江苏 南京 2 1 0 0 3 6)摘要:为提高枯水期南昌市水环境承载力,构建了赣江尾闾水环境数学模型,研究了不同水文条件的优化调度方案。结果表明,在流量小于1 0 2 0 m3/s时,赣江主干河流和下游主、北、中、南四个分支最佳调度水位在最低生态水位和警戒调控水位之间,调度时间在1.1 1 d以内;在流量大于1 0 2 0 m3/s后时,警戒调控水位即为防洪限制水位,主干河流和四个分支的最佳调度水位在最低生态水位和防洪限制水位之间,调度时间在47 d内。建议各分支拦河枢纽靠近警戒调控水位运行,既能保证河流控制断面水质达标,又能最大限度的保持南昌市水资源可利用量。关键词:赣江下游;水环境模型;拦河枢纽;优化调度中图分类号:TV 6 1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 0-7 7 0 9(2 0 2 3)0 5-0 0 5 9-0 4收稿日期:2 0 2 2-0 3-2 5,修回日期:2 0 2 2-0 8-1 4基金项目:国家自然科学基金项目(5 2 0 0 0 1 0 0)作者简介:逄敏(1 9 8 8-),女,博士研究生,研究方向为水资源管理与模型调控,E-m a i l:m i a_p a n g s i n a.c o m通讯作者:张鹏(1 9 8 8-),男,博士、讲师,研究方向为水体污染物迁移转化机理,E-m a i l:z h a n g p e n g 2 0 1 9 n c w u.e d u.c n1 概况赣江河道下游为冲积型分汊型河道,干流在八一桥下约2 k m 处被分成左、右两汊道,左汊被分成主支和北支,右汊被分为中支和南支,赣江尾闾河道按主、北、中、南四支呈扇型汇入鄱阳湖。就水文而言,2 0 0 72 0 1 7年赣江尾闾最枯月水位呈下降趋势,水面面积锐减,难以维持最小生态流量。丰、枯水期水资源分配不合理,丰水期水资源量占全年的6 0%以上。就水质而言,枯水期部分考核断面NH3-N、T P超标。为维持南昌市水资源量,在赣江四个分支上各建设水利枢纽工程来控制河道水位。研究区域内饮用水源地取水口、国省控断面、水文站见图1。水利枢纽在发挥防洪排涝等积极作用的同时,也带来很多环境问题1,2。针对水利枢纽建设的优缺点,优化调度就显得十分必要。方子云等3提出闸坝合理调度、引水及提高水体循环能力三种方式改善水库水质;张永勇等4通过多闸坝调控来充分开发流域水资源利用率;S UH S W等5提出闸门联合调度方案增强S h i w h a h o湖的流动性。但目前的研究多聚焦于通过调水使水质稳定达标,而忽略!H!H南昌市中支南支北支主支鄱阳湖赣江丰城市DCBAWI?6WI?1WI?2WI?3WI?4WI?5WI?7樟树站外洲站S5S2S6S9S8S1S3S4蒋埠站楼前站滁槎站丰城站昌邑站市汉站S711630?东1160?东11530?东290?北2830?北!H!H!赣?江鄱阳湖南昌市长?江九江市1170?东1160?东1150?东300?北290?北60千米类型编号名称编号名称WI1昌南水厂WI5长陵/牛行水厂WI2红角洲水厂WI6城北水厂WI3青云水厂WI7双港水厂WI4朝阳水厂S1市汉S6周坊S2生米S7高新北沥村S3朝阳水厂S8滁槎S4八一桥S9吉里S5西河A象山枢纽C南新枢纽B北支闸D吉里枢纽H1樟树H6昌邑H2丰城H7蒋埠H3市汉H8楼前H4外洲H9滁槎H5南昌取水口监测断面水利枢纽水文水位站图例水利枢纽水位站水文站监测断面!取水口30千米图1 赣江及其取水口、监测断面、水文水位站、水利枢纽位置分布图F i g.1 L o c a t i o n o f t h e G a n j i a n g R i v e r a n d w a t e r i n t a k e s,m o n i t o r i n g s e c t i o n s,h y d r o l o g i c a l s t a t i o n s a n d b a r r a g e j u n c t i o n s了枯水期水资源利用量较小的问题。为此,本文基于赣江规划提出的4个拦河枢纽,利用二维水环境数学模型,研究了不同水文条件的优化调度方案,以期既能提高枯水期水资源利用量,又能保证断面水质稳定达标,研究结果对南昌市供水水量和水质安全具有重要意义。2 研究方法2.1 赣江二维水动力水质模型 2.1.1 模型基本方程 水动力方程为不可压流体三维雷诺N a v i e r-S t o k e s平均方程沿水深方向积分的连续方程和动量方程,即:ht+h?ux+h?vy=h S(1)h?ut+h?u2x+h v uy=f?v h-g hx-h0pax-g h220 x+sx0-bx0-10Sx xx+Sx yy()+xh Tx x()+yh Tx y()+h usS(2)h?vt+h u vx+h?v2y=-f?u h-g hy-h0pay-g h220y+sy0-by0-10Sy xx+Sy yy()+xh Tx y()+yh Ty y()+h vsS(3)式中,h=+d为总水深=水位+静水深;t为时间;u、v分别为x、y方向上的速度分量;x、y分别为横纵坐标;f为哥氏力系数;为水的密度;S为源项;Sx x、Sx y、Sy y为辐射应力分量。水质模型方程为二维非均匀流中的对流扩散基本方程,即:Cit+UCix+VCiy=xExCix()+yEyCiy()+KiCi+Si(4)式中,Ci为污染物浓度;Ex、Ey分别为x、y向上的扩散系数;Ki为污染物降解系数;Si为污染物底泥释放项。模型的控制方程基于有限体积法原理,采用三角形无结构化网格进行空间离散数值求解。对二维水动力及水质输运扩散基本方程,从时间上积分考虑采用低阶积分E u l a r模式或高阶积分R u n g e K u t t a模式。2.1.2 模型构建 赣江二维模型计算网格8 3 4 1个,上边界为樟树站2 0 1 6年逐日流量,下边界为昌邑、蒋埠、楼前、滁槎站同期水位,气象参数来自南昌站同期数据。污染负荷根据污染源入河量,以概化排污口加入模型。以2 0 1 6年赣江下游平均水位、水质为模型初始条件,计算时间步长t=6 0 0 s。2.1.3 模型参数率定(1)水动力参数率定。利用H 2H 5水文站实测值进行率定,率定结果显示水位绝对误差在2 0 c m以内(图2),流量相对误差为1 4.3%(图3),率定得到河道糙率为0.0 30.0 4 5。模拟得到不同来水流量下四分支的分流比符合实际6,7(表1),可见构建的模型可用于赣江下游水动力模拟。51015202510152025302016-01-012016-04-012016-07-012016-10-01日期 年-月-日()(a)丰城站计算值实测值水位/m水位/m2016-01-012016-04-012016-07-012016-10-01日期 年-月-日()(b)市汊站计算值实测值图2 赣江水位站水位率定结果图F i g.2 C o m p a r i s o n b e t w e e n t h e c a l c u l a t e d a n d p r e d i c t e d r e s u l t s o f t h e w a t e r l e v e l s t a t i o n l o c a t e d o n t h e G a n j i a n g R i v e r02 0004 0006 0008 00010 00012 00014 000计算值实测值2016-01-012016-04-012016-07-012016-10-01日期 年-月-日()流量/(m.s)3-1图3 赣江外洲站流量率定结果图F i g.3 C o m p a r i s o n r e s u l t o f c a l c u l a t e d a n d m e a s u r e d w a t e r d i s c h a r g e v a l u e s o f W a i z h o u s t a t i o n(2)水质参数率定。利用2 0 1 6年逐月水质资料,选取S 1、S 2、S 4、S 5、S 7断面进行率定。各断面水质 相 对 误 差 小 于2 4%(表2),率 定 得 到C O D、NH3-N、T P降解系数分别为0.10.1 5、表1 赣江下游四分支分流比率定结果表T a b.1 T h e c a l i b r a t i o n r e s u l t s o f t h e r a t i o o f f o u r b r a n c h e s i n t h e l o w e r r e a c h e s o f G a n j i a n g R i v e r%流量/(m3s-1)主支北支中支南支计算值实测值绝对误差计算值实测值绝对误差计算值实测值绝对误差计算值实测值绝对误差7 4 38 3.6 09 5.0 0-1 1.4 00.0 00.0 00.0 00.0 01.7 0-1.7 01 6.4 03.4 01 3.0 01 3 4 08 1.4 09 1.0 0-9.6 00.0 01.0 0-1.0 00.0 02.8 0-2.8 01 8.6 05.2 01 3.4 02 6 6 07 4.9 07 3.6 01.3 03.9 04.3 0-0.3 09.8 08.2 01.6 01 1.4 01 3.9 0-2.6 006水 电 能 源 科 学 2 0 2 3年 第4 1卷第5期逄 敏等:?拦河枢纽对水环境不利影响及优化调度研究表2 赣江模型水质率定点位计算值与实测值平均相对误差结果表T a b.2 R e l a t i v e e r r o r r e s u l t s o f c a l c u l a t e d a n d m e a s u r e d w a t e r q u a l i t y v a l u e s o f G a n j i a n g R i v e r监测断面平均相对误差/%C O D NH3-NT P监测断面平均相对误差/%C O D NH3-NT PS 11 4.3 7 1 6.6 1 1 4.0 8S 51 2.4 9 1 1.3 3 1 2.3 3S 28.5 21 8.0 5 2 0.7 8S 71 3.7 4 2 3.1 4 2 0.7 6S 41 4.3 2 1 1.7 9 1 1.4 90.0 80.1 2、0.0 60.1 0 d-1,可见所建水质模型能够反映赣江水质实际状况。2.2 枢纽调度方案设计原则警戒调控水位是指关闭闸门后水位抬升产生滞留,取水口和控制断面水质出现超标时的水位。防洪限制水位是指赣江下游允许蓄水的上限水位。最小生态流量取樟树站近1 0年年均流量的2 0%,其对应的水位为最低生态水位。本文重点研究枯水期优化调度,通过模型计算得到警戒调控水位和到达警戒调控水位所需时间。模型建立方法为:上游边界采用樟树站不同保证率下(9 9%、9 0%、8 5%、7 5%)枯水期流量,下游边界根据上游边界流量和分流比计算得到。建闸前后水质条件采用2 0 1 7年枯水期实测值。根据枯水期的外洲水文站水位流量关系曲线确定不同流量下水位初始值。模型开始运行即关闭闸门蓄水,计算各控制点满足水质要求的最高水位值及到达此水位所需时间。警戒水位取最高水位和防洪水位较小值,到达警戒水位所需时间即为调控水位所需时间。拟合流量与警戒调控水位过程线、拟合流量与蓄水时间过程线,最终确定不同流量下满足水位调度范围(即最低生态水位(最低水位)和警戒调控水位(最高水位)之间的水位值)。根据樟树站2 0 0 72 0 1 7年月均流量值进行P-型曲线频率分析,选取枯水保证率在1 2%9 6%之间的4 3个不同等级的流量作为上游边界水文条件,下游边界取四个分支水文站逐日水位实测数据,利于模型计算得到建闸前外洲站和下游四个分支水位流量响应关系,确定不同调度方案时外洲站和四个分支水位现状值。3 结果与讨论3.1 赣江枢纽建设对监测断面水文水质影响表3为 枢 纽 运 行 前 后S 4、S 5、S 8断 面NH3-N、总磷浓度值计算结果。由表3可知,建闸前,9 0%保证率枯水期赣江下游分汊处流速小于0.1 6 m/s,主支流速在0.0 40.1 6 m/s之间,南支和中支流速较小,低于0.0 4 m/s。建闸后,关闸蓄水改变河流流向,并降低各分支流速,河道内流速降低至0.0 0 50.0 1 5 m/s之间,9 0%保证率时,S 4、S 5、S 8断面NH3-N、T P存在超标,其中S 4断面的NH3-N、T P水质浓度增加4 4%、5 2%,S 5断面NH3-N、T P水质浓度增加1 1 5%、7 0%,水位抬升导致水体滞留,降低水体自净能力和悬浮质的迁移能力1 0,部分河流处于中度或重度污染。由此可知,建闸后若不合理调度会导致闸上水体滞留,取水口和控制断面水质恶化,存在水环境风险。表3 枢纽运行前后S 4、S 5、S 8断面N H3-N、总磷浓度值计算结果T a b.3 C h a n g e o f w a t e r q u a l i t y f a c t o r s(a mm o n i a n i t r o g e n(N H3-N)a n d t o t a l p h o s p h o r u s(T P)i n e a c h s e c t i o n(S 4、S 5、S 8)b e f o r e a n d a f t e r t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e s l u i c e建闸条件监测断面保证率/%流量S 4断面浓度值S 5断面浓度值S 8断面浓度值N H3-N T P N H3-N T P NH3-NT P前9 06 2 90.5 4 0.1 3 4 0.5 4 0.1 0 7 1.3 00.1 3 9后9 94 7 30.8 2 0.2 4 2 1.1 6 0.1 9 2 1.0 00.1 4 29 06 2 90.7 8 0.2 0 3 1.1 7 0.1 8 2 1.1 40.1 3 98 57 9 70.6 8 0.1 7 8 1.0 5 0.1 6 9 1.0 80.1 3 57 59 4 70.6 3 0.1 6 3 0.9 7 0.1 6 0 1.0 10.1 3 1注:流量、断面浓度值单位分别为m3/s、m g/L。3.2 不同流量下闸坝调度的方案yxx=410+0.002 2+9.645 5-7210111213141516174006008001 000 1 200 1 400外洲站防洪水位生态水位yxx=910+0.001 9+8.590 9-7291011121314151617400600800 1 000 1 200 1 400主支防洪水位生态水位yxx=1-0.000 7+12.384210-611121314151617北支防洪水位生态水位yxx=-310+0.002 6+9.982 4-721011121314151617中支防洪水位生态水位yxx=-510+0.003 3+9.560 2-721011121314151617南支防洪水位生态水位水位/m流量/(m.s)3-1水位/m流量/(m.s)3-14006008001 000 1 200 1 400流量/(m.s)3-1水位/m水位/m400600800 1 000 1 200 1 400流量/(m.s)3-1水位/m4006008001 000 1 200 1 400流量/(m.s)3-1(a)外洲站(b)主支(c)北支(d)中支(e)南支图4 外洲站及赣江主、北、中、南分支不同流量下水位调度范围F i g.4 T h e f i g u r e s h o w s t h e w a r n i n g w a t e r l e v e l u n d e r d i f f e r e n t f l o w3.2.1 允许调度的水位条件 图4为外洲站及赣江主、北、中、南分支不同流量下水位调度范围。由图4可看出,基于调度模型,得到当上游流量大于1 0 2 0 m3/s时(枯水保证率为7 2%),外洲站和下游四分支到达防洪水位之前出现水质超标,警戒调控水位低于防洪水位。在7 2%、7 0%、6 5%、6 0%保证率下关闸蓄16水,外洲站和下游四分支水位增至防洪水位之前,取水口和断面水质均未超标,此时警戒调控水位取防洪水位。在枯水保证率大于7 2%时,警戒调控水位与来水流量正相关,因为在相同污染物排放情况下,上游来水流量越大,出现水质超标的时间越延后,水位持续抬高,警戒调控水位随着流量的增大而变高。将外洲站和四个分支水位控制在最低生态水位和警戒调控水位之间,即为调度范围(图4中阴影部分),而最佳调度方案为调控水位在接近警戒调控水位时运行,此时既能满足水质要求,又能最大限度地保持过境水资源量。3.2.2 允许调度的时间条件 基于允许调度水位结果,利用模型计算了允许调度时间(图5、6)。由图5、6可知,在9 9%、9 0%、8 5%、7 5%枯水保证率下,在达到防洪限制水位之前会出现水质超标现象,允许调度的时间较短,在1.1 1 d以内。在枯水保证率大于7 2%时(流量小于1 0 2 0 m3/s),随着流量增大,水环境承载力越大,警戒调控水位也会越高,到达警戒调控水位所 需 时 间 逐 渐 增 加。在 枯 水 保 证 率 小 于7 2%时(流量大于1 0 2 0 m3/s),警戒调控水位即为防洪限制水位,允许调度时间长,在47 d内,此时流量越大,水位抬升越快,到达警戒调控水位(即防洪水位)时间越短。yx=0.021 9+10.385yx=0.024 8+10.582yx=0.029 1+11.071yx=0.031 9+11.269yx=0.028 6+11.752yx=0.0309+11.941yx=0.034+12.126yx=0.038 1+12.20891011121314151617050100150200时间/h99%90%85%75%72%70%65%60%防洪水位生态水位水位/m图5 不同保证率下外洲站水位随时间变化曲线F i g.5 D i a g r a m o f w a t e r l e v e l c h a n g e w i t h t i m e a t W a i z h o u s t a t i o n u n d e r d i f f e r e n t a s s u r a n c e r a t e syxx=910-0.028 5+25.59-62yxx=410-0.000 2+0.882 9-720.001.002.003.004.005.006.007.004006008001 0001 2001 400流量/(m.s)3-1时间/d图6 不同保证率下枢纽达到警戒调控水位所需的时间F i g.6 T i m e r e q u i r e d f o r t h e h u b t o r e a c h t h e w a r n i n g w a t e r l e v e l u n d e r d i f f e r e n t a s s u r a n c e r a t e s3.2.3 优化调度方案 综合考虑调度要求、调度水位范围和调度时间,得到枯水期最优化调度方案(表4)。由表4可知,外洲站、主、北、中、南四个分支水位调控范围为最小生态流量对应的水位(最低水位)和警戒调控水位(最高水位)之间的水位值,通过模型进一步验证在闸坝联合调度下,赣江各四个分支在调度水位内运行下游水质均能达标。表4 不同枯水保证率下最佳调度方案结果T a b.4 O p t i m a l s c h e d u l i n g s c h e m e s u n d e r d i f f e r e n t a s s u r a n c e r a t e s枯水保证率/%外洲站水位/m主支水位/m北支水位/m中支水位/m南支水位/m警戒调控最低生态警戒调控最低生态警戒调控最低生态警戒调控最低生态警戒调控最低生态从现状水位到达警戒调控水位所需时间/d9 9 1 0.8 1 0.39.79.21 2.3 1 1.8 1 1.2 1 0.7 1 1.0 1 0.60.99 0 1 1.11 0.11 2.41 1.51 1.31.08 5 1 1.71 0.71 2.51 1.91 2.01.07 5 1 2.01 1.11 2.71 2.11 2.21.17 2 1 6.01 5.31 6.41 5.91 66.37 0 1 6.01 5.41 6.41 5.91 5.95.56 5 1 6.01 5.41 6.31 5.81 5.84.86 0 1 6.01 5.61 6.21 6.21 6.24.24 结论a.构建了赣江水环境数学模型,模拟结果在合理误差范围内,模型能够预测赣江下游水动力水质时空变化规律。b.得到了枯水期最佳水位调度范围(最低生态水位与警戒水位之间),在流量小于1 0 2 0 m3/s时,调度时间在1.1 1 d以内,流量增大,警戒调控水位越高,调度时间逐渐增加。在流量大于1 0 2 0 m3/s后,警戒调控水位即为防洪限制水位,调度时间在47 d内,此时流量越大,水位抬升越快,到达警戒调控水位时间越短。c.本文确定最佳调度方案为赣江下游拦河枢纽水位在接近警戒调控水位时运行,既能满足水质要求,又能最大限度地保持过境水资源量,保障了枯水期南昌市供水量和水质安全。参考文献:1 李林娟,邓鹏鑫.三峡工程运行前后长江中游河段水质变化模拟J.人民长江,2 0 1 8,4 9(2 2):5 1-5 6.2 左婕.三峡工程建设对洞庭湖区生态环境的影响D.长沙:湖南师范大学,2 0 1 2.3 方子云,谭培伦.为改善生态环境进行水库调度的初步研究J.人民长江,1 9 8 4(6):6 5-6 7.4 张永勇,夏军,翟晓燕.闸坝的水文水环境效应及其量化方法探讨J.地理科学进展,2 0 1 3,3 2(1):1 0 5-1 1 3.5 S UH S W,K I M J H,HWAN G I T,e t a l.W a t e r q u a l i t y s i m u l a t i o n o n a n a r t i f i c i a l e s t u a r i n e l a k e S h i-w h a h o,K o r e a J.J o u r n a l o f m a r i n e s y s t e m s,2 0 0 4,4 5(3-4):1 4 3-5 8.6 孙娇娇,逄勇,尤佳艺.退圩还湖工程对固城湖取水口的溢油影响J.水电能源科学,2 0 2 0,3 8(1 1):4 0-4 4.7 钱程,逄勇,瞿一清,等.基于洪泽湖(泗洪片区)国考断面超标的入湖河流污染来源影响权重分析J.水电能源科学,2 0 2 0,3 8(1 0):2 1-2 4.(下转第1 9 3页)26水 电 能 源 科 学 2 0 2 3年 第4 1卷第5期张晋寅等:特高压直流穿墙套管故障的振动监测研究果表明,无论是外绝缘硅橡胶筒或内绝缘电容芯子发生损伤,特高压直流穿墙套管的基础特征频率均发生了明显的改变。b.在特高压直流穿墙套管运行监测中可收集其振动信号,然后基于数据实时分析对应的基础特征频率,从而判定套管是否发生故障。参考文献:1 刘杉,宋胜利,卢理成,等.8 0 0 k V特高压直流穿墙套管 故 障 分 析 及 设 计 改 进 J.高 电 压 技 术,2 0 1 9,4 5(9):2 9 2 8-2 9 3 5.2 兰贞波,宋友,邓建钢,等.我国特高压交直流套管研究现状J.电瓷避雷器,2 0 2 1(2):1-6,1 4.3 张启浩,吴德贯,马正霖.8 0 0 k V特高压直流输电工程直流穿墙套管设计缺陷及其改进方法J.高压电器,2 0 1 9,5 5(4):2 3 9-2 4 4.4 周晔,魏俊梅.1 1 0 0 k V硅橡胶套管绝缘结构优化设计J.电气制造,2 0 1 0(1 0):7 2-7 4.5 张晋寅,杨旭,邓军,潘志城.8 0 0 k V柔性直流穿墙套管温升特性研究J.变压器,2 0 2 1,5 8(1 2):3 8-4 1,4 5,7 7.6 黎斌,王日新,于欣,等.超/特高压直流套管的研发新思路 8 0 0 k V电容式复合绝缘穿墙套管结构设计的探讨J.高压电器,2 0 2 1,5 7(7):1-1 1,1 7.7 狄谦,刘之方,李国富.5 5 0 k V S F 6气体绝缘组合电器套管研制J.中国电力,2 0 1 0,4 3(1 0):1 6-1 9.8 WU J R,L I Q S.F i n i t e e l e m e n t m o d e l u p d a t i n g f o r a h i g h-r i s e s t r u c t u r e b a s e d o n a m b i e n t v i b r a t i o n m e a s u r e m e n t sJ.E n g i n e e r i n g s t r u c t u r e s,2 0 0 4,2 6(7):9 7 9-9 9 0.9 Q I N Q,L I H B,Q I AN L Z,e t a l.M o d a l i d e n t i f i-c a t i o n o f T s i n g M a b r i d g e b y u s i n g i m p r o v e d e x i-g e n t s y s t e m r e a l i z a t i o n a l g o r i t h m J.J o u r n a l o f s o u n d a n d v i b r a t i o n,2 0 0 1,2 4 7(2):3 2 5-3 4 1.R e s e a r c h o n V i b r a t i o n M o n i t o r i n g o n U l t r a-v o l t a g e D C W a l l B u s h i n gZ HANG J i n-y i n1,CHE N X i a o-d o n g2,X I E Z h i-c h e n g1,Z ANG C h u n-y a n3,WANG T i n g-t i n g2,YU J i e2,Z HANG S o n g3,L I U Z h i2(1.O v e r h a u l T e s t C e n t e r o f C h i n a S o u t h e r n P o w e r G r i d C o r p o r a t i o n EHV T r a n s m i s s i o n C o m p a n y,G u a n g z h o u 5 1 0 6 6 3,C h i n a;2.X ia n X D H i g h V o l t a g e B u s h i n g C o.,L t d.,X ia n 7 1 0 0 7 7,C h i n a;3.S c h o o l o f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g,H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,Wu h a n 4 3 0 0 7 4,C h i n a)A b s t r a c t:UHV D C w a l l b u s h i n g i s t h e n e c k-j a mm i n g t e c h n o l o g y o f C h i n as p o w e r g r i d.A t p r e s e n t,n o t o n l y i t s c o r e d e s i g n a n d m a n u f a c t u r i n g t e c h n o l o g y s t i l l h a v e m a n y d i f f i c u l t i e s t o b e o v e r c o m e,b u t a l s o t h e s t a t e m o n i t o r i n g t e c h-n o l o g y o f i t s e q u i p m e n t o p e r a t i o n i s a l s o a h o t i s s u e.T h i s p a p e r e x p l o r e s t h e a p p l i c a t i o n o f a n o n-l i n e m o n i t o r i n g t e c h n o l-o g y b a s e d o n v i b r a t i o n s i g n a l s i n UHV D C w a l l b u s h i n g s.O n t h e b a s i s o f a n a l y z i n g t h e s t r u c t u r e a n d c o mm o n f a u l t s o f UHV D C w a l l b u s h i n g s,t h e o r e t i c a l s i m u l a t i o n r e s e a r c h i s c a r r i e d o u t.I t i s f o u n d t h a t w h e n t h e o u t d o o r i n s u l a t i o n o r i n-n e r i n s u l a t i o n o f t h e UHV D C w a l l b u s h i n g i s d a m a g e d,t h e f u n d a m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c f r e q u e n c y o f t h e b u s h i n g c h a n g e s s i g n i f i c a n t l y.A f t e r w a r d s,t h i s p a p e r c a r r i e d o u t f a u l t s i m u l a t i o n a n d v i b r a t i o n t e s t s o n t h e c r a c k i n g o f c a p a c i t o r c o r e a n d t h e r u p t u r e o f s i l i c o n e r u b b e r s h e d o f t h e 8 0 0 k V UHV D C w a l l b u s h i n g.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e f u n d a m e n t a l c h a r a c-t e r i s t i c f r e q u e n c i e s o f t h e b u s h i n g u n d e r d i f f e r e n t f a u l t c o n d i t i o n s a r e q u i t e d i f f e r e n t.T h e r e f o r e,t h e u s e o f v i b r a t i o n m o-n i t o r i n g t e c h n o l o g y c a n e f f e c t i v e l y i d e n t i f y t h e f a u l t s o f UHV D C w a l l b u s h i n g s,w h i c h c a n p r o v i d e t e c h n i c a l r e f e r e n c e f o r UHV e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n a n d o p e r a t i o n a n d m a i n t e n a n c e p e r s o n n e l.K e y w o r d s:UHV D C w a l l b u s h i n g;o u t d o o r i n s u l a t i o n;i n n e r i n s u l a t i o n;v i b r a t i o n m e t h o d;c h a r a c t e r i s t i c f r e q u e n c y(上接第6 2页)S t u d y o n A d v e r s e I m p a c t o f R i v e r B l o c k i n g P r o j e c t o n W a t e r E n v i r o n m e n t a n d O p t i m a l O p e r a t i o n o f t h e P r o j e c tP ANG M i n1 a,Z HANG P e n g2,YOU J i a-y i1 b,Z HANG Q i a n1 b,CHE N Z h i-q i3(1 a.C o l l e g e o f H y d r o l o g y a n d W a t e r R e s o u r c e s;1 b.C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t,H o h a i U n i v e r s i t y,N a n j i n g 2 1 0 0 9 8,C h i n a;2.S c h o o l o f E n v i r o n m e n t a l a n d M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g,N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f W a t e r R e s o u r c e s a n d E l e c t r i c P o w e r,Z h e n g z h o u 4 5 0 0 4 6,C h i n a;3.J i a n g s u A c a d e