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摘 要：
为了研究水岩作用对岩体劣化的影响，针对在pH值较低的溶液中试样浸泡效果不明显、浸泡时间长，且长时间浸泡对结果影响较大等问题，以三峡库区库岸边坡砂岩为研究对象，基于不同pH值的化学溶液对岩石的侵蚀作用，对岩石浸泡时间尺度问题及浸泡损伤后的强度模型展开研究。以H+物质的量为指标，运用高浓度的硫酸溶液在较短时间内对低浓度的反应速度和低浓度溶液在较长时间内的化学侵蚀效果做出模拟。同时，分析了浸泡时间周期对砂岩试样的影响，得到了砂岩腐蚀浸入深度与浸泡时间的关系。结果表明：当拟合次数达到4阶时，拟合曲线已基本和数据点重合，说明采用高浓度硫酸溶液的反应来模拟低浓度酸溶液与岩体的反应是可行的；对于较低的pH值，按小时统计的H+物质的量的变化量的变化显得缺乏规律；随着浸泡时间的增加，H+反应面由表及里逐渐深入，浸入路径也不断拉长，导致腐蚀浸入速率也逐渐放缓。砂岩的强度参数对岩石劣化损伤模型的准确性验证分析表明，预测模型能较好地反应岩体劣化后强度的变化趋势。
关键词：
劣化作用;化学溶液;浸泡;时间尺度;损伤模型;
作者简介：
周济芳(1980—),男，高级工程师，博士，主要从事水利水电和岩土工程研究。E-mail:;
基金：
国家自然科学基金资助项目(U1765206);
引用：
周济芳． 酸性溶液作用下岩石浸泡时间尺度及劣化预测模型研究［J］. 水利水电技术( 中英文) ，2021，52( 8) : 162-171.
ZHOU Jifang． Study on prediction model for rock immersion time scale and deterioration under effect of acidic solution［J］. Water Resources and Hydropower Engineering，2021，52( 8) : 162-171.
地表或地下水及其他化学溶液在运移过程中与其周围的岩体不断发生物理力学及化学作用，削弱了围岩体矿物颗粒间的黏结能力，改变了物质组成及孔隙结构，在这种长时间的水岩作用下岩体内部缺陷进一步扩大，导致岩石的物理力学性质逐渐劣化，给围岩、边坡的长期稳定性带来巨大的隐患。
近年来，国内外许多学者从化学机理上对环境对岩石浸泡损伤展开了一系列研究。KUVA等采用化学溶液对岩石进行不同时间浸泡，并结合X射线层析成像和SEM电镜扫描找出了岩石微小孔隙结构，为进一步分析岩石细微观浸泡损伤提供基础；TIWARI等利用不同溶液的流体渗透土体，得出了劣化后的土体抗剪残余强度与化学成分、塑性变形之间的关系，研究方法可为岩石试样的浸泡损伤提供参考。许多学者对岩石浸泡后的物理力学性质及响应机制也进行了大量的浸泡损伤研究,诸多成果为岩石力学的发展提供重要的研究基础。其中：傅晏、刘新荣等采用单轴、三轴压缩及电镜扫描等技术手段对酸性干湿循环的砂岩进行分析，得出酸性干湿循环作用对黏聚力c的劣化影响要大于对内摩擦角ϕ的劣化影响，此结果为边坡治理提供了理论依据；王鲁男、俞缙等通过对不同化学溶液浸泡和冻融循环处理后的粉砂岩进行物理性质与细观结构测试，得出了化学腐蚀与冻胀荷载耦合作用下粉砂岩强度的长期衰减规律，并建立了能反映出粉砂岩强度的非线性衰减特征的预测模型；王思敬等采用水-岩反应的大模式与小模式理论，解释了自然界中岩体的剧烈变形及破坏往往发生在暴雨或人类工程活动时的原因。前人通过电镜扫描和力学等方法研究了浸泡后的岩石在微观和宏观上的变化，其结果具有重要的研究价值，为岩石浸泡损伤研究提供有效手段。
在化学损伤模型研究方面，李宁等采用不同pH值溶液对钙质胶结长石砂岩进行了浸泡损伤，研究了含钙质胶结物的砂岩在酸性环境下力学性质的弱化问题，并从化学动力学的角度建立了砂岩损伤模型。霍润科等通过室内长期加速腐蚀，研究受酸腐蚀砂岩的物理化学性质，建立了酸岩反应动力学模型，为酸性环境下的工程耐久性评价提供参考。王伟等通过对损伤后的红砂岩进行三轴蠕变，基于Kelvin模型提出了考虑水化学作用的砂岩流变损伤本构模型，利用该模型很好地解释了岩石流变过程中的线性及非线性特性。邓华锋[21]根据水岩作用过程中砂岩三轴压缩应力-应变曲线的特点，分段建立了砂岩损伤本构模型，描述了不同阶段的砂岩力学性质，研究成果对库岸边坡长期变形稳定分析提供了参考。目前，尽管关于化学溶液浸泡对岩石力学特性的影响以及相关研究已有不少的成果，但大部分主要集中在化学溶液浸泡损伤对岩石力学特性影响，以及损伤本构模型的研究。而浸泡损伤的时间效应对过程与结果的干扰问题研究较少，不能全面地反映不同浓度的化学溶液浸泡的时间尺度对岩石劣化的影响，尤其是浸泡时间的长短对数据准确性的影响。
为解决pH值较低的溶液中试样浸泡效果不明显、长时间浸泡中对结果影响较大等问题，本文通过对砂岩在不同pH值的硫酸溶液浸泡下，研究较短时间内对低浓度硫酸溶液的反应速度(用H+物质的量的变化量表征)以及低浓度溶液在较长时间内的化学侵蚀效果，并验证了该方法的可行性，总结酸性溶液作用下岩石浸泡时间尺度效应，建立砂岩腐蚀浸入深度与浸泡时间的函数关系，以及砂岩浸泡损伤后一时间段内弹性模量与浸泡时间的相互关系模型，并通过砂岩的强度参数对该模型的准确性进行验证分析。
1.1 仪器
以中国科学院武汉岩土力学研究所研制的RMT-150C岩石力学系统为主要平台(见 图1 ),该设备可进行单轴压缩、三轴压缩、直接剪切和间接拉伸(巴西法),过程控制均采用伺服控制，本文主要利用该平台进行单轴压缩。采用LC-pHB-1M数显pH计(如 图2 )对岩石浸泡前后的4种酸性溶液pH值进行测量，是一台由单片机控制的具有温度及pH双显示pH计，适用于工矿、研究院所的化验室取样测定水溶液的酸度(pH)值和测量电极电位(mV)值。
1.2 岩样性质和溶液制备
以三峡库区巴东部分库岸边坡采集的砂岩为研究对象，岩石试样沿同一个方向加工成54 mm 100 mm的圆柱体，岩样直径误差 0.3 mm, 端面不平整度误差 0.05 mm, 岩石较为致密，接触式胶结(颗粒含量较高，胶结物含量较低)。岩石中碎屑物主要为石英、白云石、长石、岩屑和黑云母。粒度在0.1 0.3 mm之间，砂粒以0.15 0.2 mm为主，属于中-细粒砂岩，其单偏光和正交偏光如 图3 所示。
为缩短时间和排除其他因素的干扰，采用pH值较低硫酸溶液进行岩石浸泡，初始溶液酸碱度分别取pH=1、2、3、4,浸泡期以1 h和12 h为周期进行测量，测量值包括溶液即时pH值和试样直径。浸泡期间以12 h为周期的主要原因为：(1)测量周期较小时，测数据相差不明显，难以对比分析出有效数据；(2)以12 h为周期的数据密度已足以反应H+物质的量随时间的变化规律。
三峡库区水岩化学作用主要是以化学溶蚀改变边坡岩石表面特征，所采用的浸泡溶液是以pH值较低的硫酸溶液，通过以消耗的H+物质的量作为换算标准，建立两者之间的对应关系，就可以利用时间尺度进行两者之间的转化，即，在消耗同样的H+物质的量的条件下，各自所需的时间。同时，浸泡可有效地缩短所需的时间，在短时间内得到覆盖pH=0 7的曲线，通过短时模拟长时，在节省时间的同时，还可有效地减少过程中的温度变化、震动扰动等外界因素对试验结果的影响，使结果更准确可靠。
2.1 量测思路
(1)列出一个相对的时间比尺。在pH=1的溶液中一天消耗氢离子物质的量为 γPH=1,在pH=4的溶液中一天消耗氢离子物质的量为 γPH=4。两者的时间比尺λ= γPH=1/ γPH=4,即岩样在pH=1的溶液中浸泡一天的反应效果，等同于岩样在pH=4的溶液中浸泡λ天的反应效果。
(2)在同一反应曲线中对比不同pH值处在不同H+物质的量的改变量，不同H+物质的量的改变量的比值即为其时间尺度比。测量时段的选择和测点数目的确定是关键。
2.2 测量时段的选择和测点数目的确定
2.2.1 以1 h为测量周期
如 图4 所示，每两个数据点之间的量测间隔为1 h, 采用多项式拟合。从图4可见：(1)当拟合次数达到4阶时，拟合曲线已基本和数据点重合，拟合的决定系数R2达到0.95,该拟合可靠性很高，说明采用高浓度的酸溶液的反应来模拟低浓度酸溶液与岩体的反应是可行的；(2)对于较低的pH值，按小时统计的H+物质的量的变化量的变化显得缺乏规律，当反应物质由表及里逐渐深入，浓度较高的硫酸溶液与砂岩试样中的白云石、方解石等物质发生反应生成水，浓度较高的硫酸溶液电离后，与水形成稳定的水合H+,在短时间内导致较低pH值的H+物质的量的变化量缺乏规律。
因此，须根据实际条件来选取测量的时间段和测量周期，下面将考虑增长测量的时间段，使其他因素引起的扰动不至于掩盖在不同pH值下H+物质的量随时间的变化量的演变规律。
2.2.2 以12 h为测量周期
在拟合的过程中，首先去除大于0的值，根据对拟合曲线的观察，为了满足客观规律：随着pH值的升高，即在溶液中H+浓度降低的同时，H+物质的量的改变量会随之降低。
多项式拟合—数值太大，拟合时舍入误差太大，所以下面采用多项式拟合和先取对数再线性拟合(见 图5 和 图6 ),对比两者的分析效果。
由图5和图6中可知：(1)若以小时作测量周期，宜采用pH=4或pH值更高的溶液，pH= 3时的拟合曲线在对pH>5的溶液进行预测时，得到的H+物质的量的变化量与实际(已定性的规律)相反，当pH更低时，难以通过拟合来获取一条与已定性的规律相符的曲线。(2)用较高的浓度可以在较短时间内对低浓度的反应速度(用H+物质的量的变化量表征)和低浓度溶液在较长时间内的化学侵蚀效果做出模拟。浓度越接近的两种溶液模拟的效果越好，浓度相差越大的模拟时会带来一定的误差，这与反应中的其余因素扰动和这种模拟的前提假设有关。
2.3 不同pH值计算预测综合对比分析
根据上述时间尺度方法，对4种不同pH值的实测值分别求取对应pH预测值，并进行综合对比分析(见 图7 )。由图7可知：该预测方法在一定条件下是可靠合理的，pH为2、3、4时预测值和实测值吻合得较好，其中pH=4的实测值与pH=3对应的预测值两者差值仅为0.14,即较低浓度下该方法预测的准确性很高；但pH=1时的预测值与实测值偏离较大，最大相差为1.59,说明高浓度酸溶液下该方法预测的准确性降低。这也印证了浓度相差越大，预测偏差越大的结论。
假设在反应中产生的次生矿物黏粒不会对已有的贯通孔洞进行堵塞，从而降低反应的速度。实际反应中，这种堵塞造成的反应面减小量dS相对于较大的试件表面积S而言很小，即
所以该假定成立。通过上述内容的分析，可得出：在所取的时间段内反应速度消耗H+物质的量与时间成正比，即
式中，t表示时间；C为常数。
上述时间尺度的关系不仅能在酸溶液中应用，在做一些近似处理后，还可运用于碱溶液或其余化学试剂对岩体的浸泡中。对酸溶液而言，该方法适用于岩体在化学溶液浸泡过程中岩质劣化的主要因素是该岩体的矿物与溶液中氢离子发生反应的情况。
3.1 浸泡现象分析
试验中所采用的砂岩属于中-细粒砂岩，浸泡过程中与硫酸溶液发生反应的物质主要为方解石和白云石，反应式如下
砂岩与硫酸溶液反应后，其生成物附着在表面起到了减缓反应速度的作用，由于其反应生成物多为“孔状”和“层片状”(见 图8 和 图9 ),使得溶液仍能与内部岩体发生进一步的反应，随着反应的进行，溶液的pH值也逐渐降低，说明该反应是由表及里逐渐进行，而且反应速度是逐渐衰减的。
酸性浸泡的过程中，通常通过潜蚀作用来改变矿物颗粒之间的连接状态。某些矿物颗粒尤其是胶结物若是碳酸盐为主要成分的话，上述胶结类型将出现由填充胶结式向接触胶结式的变化或出现胶结物劣化或消失现象。若岩体矿物成分以碳酸盐为主或极易溶于水(如钙质砂岩),浸泡侵蚀之后会出现试件的整体崩塌和颗粒化，实现由岩向土的快速转化。
3.2 砂岩腐蚀浸入深度计算
试验过程中定期用游标卡尺对浸泡试样直径D进行测量，每次测量时选取3 4个测点进行量测，然后求取平均值： D为4次测量的直径和， D/4即为4次测量时段对应的腐蚀浸入深度，通过对数据的拟合分析可以发现，腐蚀浸入深度随时间的变化符合以下公式
式中，a、b为系数，是由岩石性质、温度等因素共同决定的参数，本试样取a = 0.391、b=0.154。
图10 为腐蚀浸入深度随时间的变化曲线，可以看出：在浸泡的初期腐蚀深度增长较快，随浸泡时间的延长，腐蚀浸入深度增长逐渐变缓。这是由于：(1)随着浸泡时间的增加溶液中H+物质的量逐渐减少，溶液pH值则逐渐增大，导致腐蚀浸入速率也逐渐放缓；(2)在化学反应结束之前，反应面由表及里逐渐深入，H+浸入路径也不断拉长，使得腐蚀浸入深度逐渐变缓。
4.1 化学损伤模型的分区
根据现象的分析，将岩体分为三个区域(见 图11 )。
4.1.1 脱落区
脱落区为试件表面层，侵蚀后与试件脱离(自动脱离或受轻微外力后剥离),不再充当承力骨架。假设该区域中可与氢离子反应的物质均已发生反应。
脱落的岩样体积的测定：对应单位时间的pH值测试，用游标卡尺对试件直径进行测量，测得试件直径改变量 ϕ随时间的变化规律，换算后即得到岩样脱落体积随时间的变化规律。
4.1.2 渐进损伤区
渐进损伤区和脱落区相邻，但其胶结物只是发生部分溶解。该区可以作为承力骨架的一部分。若试件较小，孔洞较多，与表面连通的损伤率较大，认为该试件的渐进损伤区域贯穿试件核心，试件只由脱落区和渐进损伤区两部分组成。该区域的化学损伤是渐变的，越远离反应面，损伤越小。该区域的氢离子消耗量为
式中，H0+为试件浸泡反应前用pH计测量并计算得到的溶液所含氢离子数目；Ht+为试件浸泡时间为t时，用pH计测量并计算得到的溶液所含氢离子数目。
该区域溶解的胶结物体积为
4.1.3 无损区
无损区域没有产生任何的化学损伤，是承力骨架的组成部分之一。若试件足够大或试件表面生成物结构致密(如灰岩试件),可阻止氢离子与内部岩体发生进一步的反应，那试件内部就可能存在一个不受酸溶液侵蚀的区域，称为无损区。
4.2 浸泡后模型弹性模量预测
岩体弹性模量与岩体组分、内部结构及所处应力状态密切相关。假设：岩石试样被视为两相物质，由岩石基质和孔隙组成；试样的弹性模量与基质承载面积成正相关性；化学腐蚀结果导致基质承载面积的减小和试样孔隙率的增加，因此试样的弹性模量会随着孔隙率的增大而变小。
定义剩余损伤模量百分比为岩石浸泡损伤前后的弹性模量相对值，即
式中，Et为砂岩损伤后的弹模；E0为砂岩未损伤的弹模。
赵阳将岩石等效为具有不同性质部分的组合体，经过理论推导，得出弹模相对值与孔隙率的关系为
式中，nρ为砂岩孔隙率砂岩试样；χ为相对弹性模量。
浸泡在有一定浓度的硫酸溶液中，溶液中H+与试样中的胶结物发生反应，导致砂岩试样的孔隙率增大；同时，随着浸泡时间的增加，砂岩试样的浸入腐蚀过程由表及里逐渐加深(见 图12 ),则腐蚀区对应的承载截面积随时间变化关系如下
式中，R(0)为砂岩试样未损伤前半径；R(t)为砂岩试样腐蚀浸入深度。
因为浸泡后试样的孔隙体积与酸液的腐蚀脱落区体积hA(t)成正比，其中h为试样高度，则有
式中，γ为一比例常数与试件高度h的乘积，通过得到的数据，采用回归方程拟合求得。
将式(8)带入式(6),得
式(15)近似表达了在硫酸溶液作用下，试样弹性模量与时间关系。
算例：对于pH=2的硫酸溶液来说，砂岩试样高度h=100 mm, R(0)=27 mm, γ=10,初始弹模E0=41.5 GPa, 求得a1=5.75 10-6、a2=-7.94 10-4、a3=-3.13 10-5、b1=3.13 10-5、b2=-4.33 10-3、b3=-1.71 10-4,将以上系数和浸泡时间代入式(15)计算可得相应的劣化Et值，相应的计算预测成果与实测数据比较如 图13 所示。
由图13可知：计算值普遍高于实测值，实测最终值越低，高出比例越大，这主要是由于计算公式中没有考虑水对岩体的劣化作用。但变化趋势大致相同，说明该模型具有一定的合理性和适用性。在浸泡腐蚀初期，砂岩试样强度下降较快，随着浸泡时间的延长，砂岩强度逐渐保持稳定。
5 结 论
(1)提出利用H+物质的量的变化量表征岩体化学反应时间尺度的量测方法，并验证了用较高的浓度可以在较短时间内对低浓度的反应速度和低浓度溶液在较长时间内的化学侵蚀效果做出模拟的可行性。
(2)通过时间尺度λ= γPH=1/ γPH=4的方法，对不同浓度的溶液进行相互预测，对比分析预测值和实测值得出：浓度越接近的两种溶液模拟的效果越好，相差越大的模拟时会带来一定的误差，这与反应中的其余因素扰动和这种模拟的前提假设有关。
(3)对浸泡后砂岩表面的形态进行分析，指出砂岩与硫酸溶液的反应生成物多为“孔状”和“层片状”结构，其生成物附着在表面可起到了减缓反应速度的作用，为岩样化学损伤中反应分区和方程式的建立提供依据。
(4)对损伤后的岩样进行了分区—脱落区、渐进损伤区和无损区，建立了浸泡后弹性模量预测模型，通过预测模型计算分析得出：在浸泡腐蚀初期，砂岩试样强度下降较快，随着浸泡时间的延长，砂岩强度逐渐保持稳定。
水利水电技术（中英文）
水利部《水利水电技术（中英文）》杂志是中国水利水电行业的综合性技术期刊（月刊），为全国中文核心期刊，面向国内外公开发行。本刊以介绍我国水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护，以及水利水电工程的勘测、设计、施工、运行管理和科学研究等方面的技术经验为主，同时也报道国外的先进技术。期刊主要栏目有:水文水资源、水工建筑、工程施工、工程基础、水力学、机电技术、泥沙研究、水环境与水生态、运行管理、试验研究、工程地质、金属结构、水利经济、水利规划、防汛抗旱、建设管理、新能源、城市水利、农村水利、水土保持、水库移民、水利现代化、国际水利等。
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1.我国水电站对过速保护系统的使用历史
我国在发展基础工业的初期阶段，绝大多数的技术和机器都来自前苏联。水力发电从解放以来很长一段时间都是全套引进得前苏联水轮发电机组设计技术，并且同步使用JSX型机械转速讯号器作为水轮发电机组的过速保护监控。但由于当时技术的局限性，该型机械转速讯号器只能发出过速保护讯号，而不能根据讯号作出相应的保护措施，也就是说只有报警而机械不能相应的执行保护操作;另一局限性表现在该型机械转速讯号器在长时间的工作后会出现误传讯号或者作业失灵的现象。直到八十年代中期，研究者针对前者只报告讯号不操作的局限性，增加了带执行操作部分的机械液压过速保护装置，但该由于当时电子资讯科技尚不完善，在作业过程中经常发生读卡不成功导致拒绝执行操作现象。改革开放之后，大量的国外的产品和技术被引进到国内，有几种国外厂商提供的纯机械液压过速保护装置被一些水电站使用，但是又出现了新的问题：国外的纯机械液压过速保护装置与水轮发电机大轴连线的卡环设计有瑕疵，在安装的时候还需要增加一道在水轮机大轴上加工齿口的工序之后，才能保证该装置不在水轮机大轴上做轴向位移，即才能保证装置在轴上的稳固性。我们知道轴承的材质和大小、粗细、长短的规格，都是经过严格计算的，在水轮机大轴上再加工齿口必然会对大轴的强度产生影响，会产生很大的安全隐患。另外对于经济建设来说，拿货时间、购买预算、花费的人力、物力，以及对国外产品技术的掌握和其产品的售后维修服务都在重点考虑之列，故使用国产的、效能可靠地、能解决上述局限性的过速保护系统装置是势在必行。
2.新型机械液压过速保护装置的优势
2.1通过技术知识的积累和以往现场作业反馈给我们的经验可以了解到：机械液压过速保护装置的优点就在于获得的转速讯号不是来自于机组的转速测量装置，而是由于装置本身的离心探测器通过机组转速上升而增大的离心力带动柱塞作径向位移而直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，完全是同一机组上的另外一套测速方法和感应、操作的装置，避免了因为电器测速系统出现故障之后可能发生的机器损坏和飞逸事故的发生，可以确保水轮发电机组的安全执行。新型机械液压过速保护装置国内就已经拥有极高的技术力量去生产，机器维护简单方便，相对于昂贵的国外产品，可靠性高、经济预算少、适合国情，对于关系到国家大中小城市、村镇的水电站作业可以达到广泛应用。
2.2新型机械液压过速保护装置的技术要点和设想
2.2.1在调速器失灵的情况下，新型机械液压过速保护装置能实现“零时间”无缝连结，直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，从而实现紧急安全关机。
2.2.2新型机械液压过速保护装置与电子调速器的有机结合，实际上就是完成了两套过速保护装置系统的安装，新型机械液压过速保护装置本质上是一套在电器测速系统发生故障、电源系统和调速器同时失控的情况下的备用保护装置，完善了过速保护装置的工作系统。
2.2.3鉴于机械运动必然产生的高温和轴承的变形，以及在作业的应用范围，比如应用到水电站的地下深层取水，应用到石油工业的地下深层取油过程中，必然要遇到高温和高压的问题，新型机械液压过速保护装置必须要克服高压和高温德难关。。
2.2.4标准液压元件已经在水电市场的大量应用，将标准液压元件应用于新型机械液压过速保护装置，不仅能大量节省制造时间，提高水电辅机产品的标准化程度，并且降低了操作难度和维护的难度。
3.装置工作原理
3.1机械原理
新型机械液压过速保护装置为两级控制的切换阀。离心探测器由两个半法兰圆环、弹簧以及配重块组成。法兰环安装在大轴承上，当轴承旋转的时候，法兰环也随之旋转，而旋转产生的离心力则由探测器中弹簧产生的弹力作用在轴承柱塞上消除力的作用，使其保持径向的相对静止状态，而法兰圆环上配置的配重块，则加强了两个半法兰圆环运动的平稳性。而当机组处于过速状态且其他过速保护装置不能正常控制速度时，当机组转速达到了设定的上限17.8r/min时，则离心探测器中的柱塞产生的离心力大于弹簧的弹力，从而使柱塞产生径向位移，离心力增大产生的径向位移直接的结果就是增大了柱塞的旋转半径，径向位移增加到一定的值时，则柱塞可以直接撞击到切换阀的撞块，使得切换阀开始动作，通过与其串联的电磁先导阀作用于事故配压阀，然后通过压力油推动事故配压阀来切换油路，从而实现快速关机的操作。同时电气接点导通，发出事故停机警报。
3.2液压系统工作原理
机组正常执行时，过速保护装置内的切换阀处于开的状态，事故配压阀上的电磁先导阀不动作，此时事故配压阀只作为主配压阀操作导叶接力器管路中的一个通道，使得压力油经过主配压阀和事故配压阀通道进入导叶接力器。当机组过速运转且调速器调速失灵，急停电磁换向阀和事故配压阀上的电磁先导阀等过速保护装置未能正常启动时，一旦达到设定的临界值117.8r/min时，由于离心力的作用使得离心探测器中的柱塞旋转半径加大撞击到切换阀撞块，使得切换阀进入动作程式，使得事故配压阀左侧油汇入到漏油箱，而排出油，其另一侧压力油则导致了两侧管道的压力差，由于右侧油压力产生的压强，右侧的压力油便将事故配压阀活塞向左推动，使得压力油通过事故配压阀的内腔直接进入到导叶接力器的关腔，并同时切断经过主配压阀的压力油回路，并通过导叶接力器关闭电气阀门。在此执行过程中压力油不经主配压阀而直接通过事故配压阀的内腔操作来关闭导叶接力器，缩短了压力油的作用路线，既缩短了导叶操作的反应时间，也减少了油耗。还有一点要补充说明的是，在启动紧急事故停机流程来关闭机组进口快速闸门的时候，也同时启动了事故停机流程来关闭导叶，双管齐下保证了停机的安全性和可靠性。
4.机械液压过速保护装置在水电站作业中的可用机组型别
目前广泛采用的是由标准化耐高油压事故配压阀为主体构成的新型机械液压过速保护装置符合各项大工业时代对机械产品的需求：标准化程度高、耐高油压、结构简单、维护方便、经济实用。机械液压过速保护系统在水电站作业中可用于额定转速为2500r/min以内，轴承直径在100mm~2500mm内的轴流式、混流式、贯流式、冲击式水轮发电机组，目前在国内大中小城市和广大农村水电站已经得到了较广泛的应用，并且在运作中已经避免了数起事故的发生，反响极佳。需要指出的是，在实际的应用中，为了配合新型机械液压过速保护装置的使用，水电站需要在引水管道上加装一道检修闸门，以方便水轮机的使用和维护，此项装置需要增加一笔费用，不过其总体费用与传统过速保护装置所需要的总体费用相比仍然较少，符合经济实用的需求。
5.结束语
随着资讯时代的飞速发展，社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求，对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求，机械操作智慧化已经是大势所趋。机械液压过速保护系统目前在电气测速系统发生故障或者电源和调速器调速同时发生故障的情况下，已经成为过速保护的最后一套保障装置，能基本满足生产的需要，但是随着生产力的发展，研究人员还要顺应生产需求，进行进一步的技术革新，设计出更安全的甚至是完全智慧化的过速保护装置。
参考文献
1、2005年江西省水利科技人才预测与规划陈云翔江西水利科技2000-09-30
2、以节水灌溉为中心的农村水利科技发展趋势与研究重点刘钰,许迪,吴景社水利水电技术2001-01-20
摘要：水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。
关键词：淮安水利;科技
1多措并举、精心组织，水利科技工作有序推进
近年来，我们采取多种形式，积极搭建各类水利科技服务平台，为创新水利发展提供有力支撑。一是增加了对农水科研试验站的投入。淮安市有涟水、淮阴、盱眙三个水利科学试验站，其中涟水试验站是水利部批准确立的全国100所农水科研重点试验站之一，共有职工15人，试验用地123亩，兴建了试验基础、试验大棚以及水土保持测试示范区，为进一步研究淮安市水利科技推广与应用创造了条件。二是搭建创新技术服务新平台。淮安市水利局与水利部科技推广中心签订水利科技全面合作框架协议，标志著淮安市科技兴水、提高科技贡献率进入到一个新层次。三是建立了雄厚的技术人才。淮安市水利系统除了局机关及相关直属机构外，还有甲级设计单位1个，一级施工企业1个，二级施工企业6个，水利系统职工总数约4000人。其中技术人才总量占在岗职工队伍总数约50%，为淮安市水利科技推广工作提供了人才支撑。
2投入不足、人员结构老化，水利科技工作仍有问题
“十一五”以来，水利科技取得了显著的成绩，但就从水利当前发展的力量上分析，水利发展还没有转移到依靠科技进步的轨道上来。目前水利科技工作还面临一些问题。
2.1科技资金投入仍显不足
随着水利服务领域的拓宽，科研成本的提高，当前的科技经费投入仍不能满足水利科技发展在深度和广度上的需求。未设定专项科研基金和奖励基金。
2.2水利前期工作中必要的研究工作开展不够
主要体现在工程规划设计中科技创新意识不强，缺乏创新内在动力，设计方案及技术支援储备上准备不足，尤其农村水利工程面广量大，先进技术的推广应用没有跟得上。
2.3水环境保护对策措施研究需进一步加强
淮安市水体允许纳污量、地下水回灌技术、水环境管理模式等研究进度跟不上经济社会发展需求，尤其水花生打捞处置一体化技术、生态清淤技术等研究有待创新突破。
2.4智慧水利发展提出的新问题
在全球物联网技术发展前提下，淮安市水利资讯化建设中各系统资讯交换编码体系和技术规范、中心资料库动态维护、主要应用系统实现智慧功能等要求，将是今后较长一段时期内面临的重大挑战。
2.5水利科研基础设施老化
三个水利科研站长期资金缺乏，配套设施没有及时到位，加之装置在执行过程中，得不到正常的维修更新，在长期的执行中严重老化，加之资料采集手段原始，精度难保证。
2.6水利科研人员结构老化
人员年龄偏大、学业偏低、专业人员偏少。
2.7各县区发展很不平衡
少数县区和单位对水利科技工作重视不够，技术创新和推广意识淡薄，科技优先发展的措施没有得到很好落实，缺乏必要的激励措施。
3构建体系、建立机制，让水利工作插上科技翅膀
“十三五”期间，将针对工作的热点、难点开展一批专案研究;引进、推广、应用一批先进水利科技成果，建设一批水利科技示范区;建设一支结构合理、高素质的水利科技人才队伍;建成水利科技知识普及基地;建立和完善以 *** 为主导、企业和社会力量等共同参与的水利科技创新投入体制和机制，不断提高投入强度。
3.1完善四个推广体系
科技推广是一项促进水利科技成果向现实生产力转化，促进水利行业科技进步，为实现传统水利向现代水利转变服务的一项重点科技工作，必须加强推广体系建设，具体在四个方面进行完善。一是勘测设计技术推广，在工程设计过程中推广成熟的技术产品、优化工程布局和结构型式等工作;二是以水建公司为代表的水利施工企业，在工程实施过程中，推广新产品、新工艺、新技术，提高产品的质量和施工效率;三是三个水利科研试验站，淮阴区、涟水县、盱眙县水利科学试验站，在工作中运用科学的方法、先进的装置开展水利基础技术推广工作;四是以乡镇水利站为基础的水利科技推广体系，包括村组水管员，在工程日常执行、维护等工作推广成熟的科学技术，充分发挥工程效益。
3.2建立四项研究机制
科技研究平台，在水利科技研究、开发和成果转化过程中具有重要的支撑作用。我们紧紧围绕淮安市水利发展大局，深入开展水利现代化、水利发展体制机制、小型农村水利工程管护等课题研究和技术攻关，加快提升淮安市水利建设与管理的科技含量和服务全面小康社会、苏北重要中心城市建设的能力。一是合作机制，在淮安水利系统内广泛开展与扬州大学、河海大学、科学研究所等单位的合作，由这些单位每年提供3～5个科研课题，与市县水利局进行对接，开展课题研究。二是奖惩机制，建立水利科技奖励基金，激励广大科技人员创新、创造的积极性。设立水利课题配套研究基金，对部、省立项的专案给予经费配套;设立科研成果奖励基金，对获得上级奖励的专案，按获得奖金的不同比例给予配套奖励;设立水利学术论文奖励基金，年底组织优秀论文评比，主要作者在水利初、中级职称评审中给予加分。三是引进机制。与水利部科技推广中心、省水利厅密切联络，争取在推介的技术指南中优先安排最新的水利科技成果在淮安水利工作中推广应用，引进推广“948”专案等。四是创新机制。针对水利工作热点、难点问题，引导和激励系统部门单位大胆运用新思路、新举措创造性地开展工作，突破重点、化解难题、提升效能、激发活力，不断提高创新能力和工作水平，推动水利创新创优工作上层次、出精品。
3.3建立多个科普平台
“十三五”期间，我们将积极开展水利科学知识普及工作，重点抓好五个交流平台，并以樱花园等一批区域内水利工程为基础，探索建立淮安市水利科普教育基地;在“淮安水利”网站上设立专栏，办好网上水利科普园地，让广大水利科技工作者能在水利建设、农村水利、城市水利等各方面参与交流;建立QQ交流群，为淮安水利科技工作者建立的一个即时通讯平台，能够实现科技资讯共享，广泛快速传递水利科技资讯，解决在工作中的遇到的问题;拍摄制作水利科普宣传片;办好《淮安水利》杂志，编发水利科普读物，加大科普宣传工作。
4精心挑选、科学布局，积极推进水利科技示范区建设
水利科技示范区是将水利科技成果进行试验示范，整合配套，发挥推广示范效应的水利科技成果推广示范区域。能够充分发挥水利科技成果在开发、转化、推广、产业化中的示范作用，促进水利科技发展和技术进步，推动区域水资源的可持续利用，支撑当地经济社会的可持续发展。我们着重开展了以下水利科技示范区建设。
4.1科学发展的现代化生态灌区示范区
紧紧围绕水利工程生态化、科学用水节约化、配套工程标准化、科学设计人性化、建筑形象景观化、用水排程科学化、工程管理资讯化、管理队伍组织化等八个方面积极推广科技知识，建设现代化灌区，更好地为地方经济发展发挥作用。
4.2节水高效的管道灌溉示范区
结合专案区实际情况，运用管道节水灌溉技术对专案区进行节水改造，充分发挥其作用，管道工程可大量节约用水、减少输水渠道占用耕地面积、降低提水费用、节约灌溉用工，促进产业结构调整，减少灌溉矛盾等方面。
4.3生态河道建设示范区
对农村面广量大的河道进行生态治理，实施活水、净水、洁水等工程，从而使河道在满足防洪除涝、灌溉供水、通航等要求的同时，能与周围的生态系统相互和谐、协同发展，保持河道生态平衡，维系良好的生态系统。
4.4长藤结瓜式现代化灌区示范区
在盱眙县，结合灌区改造工程，打造长藤结瓜式的现代化灌区。通过对渠首泵站、输水、配水渠道系统称之为藤和灌区内部的小型水库和池塘称之为瓜进行科学改造，利用科学手段对蓄水、调水、提水、引水等方案进行优化，并采取现代化手段进行管理，使灌区使用效益、效率最大化。
4.5水土保持科技示范园
在盱眙县和市废黄河两岸沿线，打造水土保持示范教育基地。市樱花园已建立成全国第三批水土保持科技示范园，形成了完整的平原沙土区城市河道水土流失综合防护体系，起到了城市水土保持示范、引导和辐射的作用。
4.6城市水环境综合整治示范区
按照构建“水畅、水活、水清、水景”的城市水利治水方针，努力打造生态水城。水畅，即建成流的进、排的出的安全水系统;水活，即建成相互补充、相互流动的动态水系统;水清，即建成清澈见底、碧波荡漾的生态水系统;水景，即建成风景优美、独具特色的景观水系统。
4.7水利资讯化示范区
用资讯化技术提升水利工程执行和管理的现代化水平。如3G技术在防汛指挥系统视觉化会商中的应用，推出“防汛快e通”产品，并在全市防汛系统加以应用，有力提高了淮安市防汛指挥系统应急指挥能力，是全省乃至全国资讯化示范专案。
4.8水源地保护示范区
采取在地表饮用水源地和工业集中取水水源地设立保护区，在一级、二级饮用水水源保护区设定明确的地理界标和明显的警示标志及防护设施和禁止任何污染水体或者可能造成水体污染的各类活动，运用现代科学手段进行监视监测，确保水源地安全。水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。
参考文献
1、2000年我国水利科技期刊综合评价李向东,季山黑龙江水专学报2002-12-30
2、科技进步对水利经济增长速度贡献率的测算王博;严冬;吴巨集伟;江焱生;陈真林;中国农村水利水电2006-07-15
记住不同行业、不同地区均有所不同，一般中级相关专业刊物一篇就够了。
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要投就投知名的，这样有影响力的。水利学报 水利水电技术 水力发电 人民黄河 人民长江 中国农村水利水电 河海大学学报 . 自然科学版 水文 武汉大学学报 . 工学版 泥沙研究 岩石力学与工程学报 岩土工程学报 水力发电学报 长江科学院院报 水科学 进展 水利水运工程学报 水动力学研究与进展 .A 辑
《陕西水利》还不错的，其他你可以上中国论文榜咨询一下
水文类有《水文地质工程地质》属于CSCD核心期刊，北大核心，统计源核心。《水文》属于CSCD核心期刊，北大核心。水利类有《中国农村水利水电》属于北大核心，统计源核心。《水利水电技术》属于CSCD核心期刊，北大核心，统计源核心。
水利水电工程培养具有水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的知识，能在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理等方面工作的高级工程技术人才。
水利水电工程专业学生主要学习水利水电工程建设所必需的数学、力学和建筑结构等方面的基本理论和基本知识，使学生得到必要的工程设计方法、施工管理方法和科学研究方法的基本训练，具有水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的基本能力。
扩展资料：
资格证书：土木工程师（水利水电工程）（水利部）（一）具备下列条件之一的，可申请参加基础考试：
取得本专业(指水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程、水土保持与荒漠化防治专业)或相近专业(指港口航道与海岸工程、土木工程、勘查技术与工程等专业)大学本科及以上学历或学位。
取得本专业或相近专业大学专科学历，累计从事水利水电工程勘察、设计工作满1年。取得其他工科专业大学本科及以上学历或学位，累计从事水利水电工程勘察、设计工作满1年。
《水利水电技术》，水利部主管杂志，全国中文核心刊物，介绍我国水利水电工程建设为主的水利水电行业权威杂志，读者对象：水利勘测设计院，水电工程局，水利局，水电开发公司总工和管理层，全国水利大专院校。月发行量3万册。广告联系电话： 于尧尧地址：北京海淀区玉渊潭南路3号（100038）(原先在六部炕，现在随水利部发展研究中心搬到水科院C座了）
水利工程类核心期刊表1、水利学报 2、水科学进展 3、泥沙研究 4、水力发电学报 5、水利水电技术 6、水电能源科学 7、水力发电 8、人民黄河 9、长江科学院院报10、水利水运工程学报 11、中国水利 12、水利水电科技进展 13、人民长江
水利方面的核心期刊都是认定的，《中国农村水利水电》期刊级别： 北大核心期刊 统计源期刊。《水利水电技术》期刊级别： CSCD核心期刊 北大核心期刊 统计源期刊。《水利学报》期刊级别： CSCD核心期刊 北大核心期刊 统计源期刊。这些都是不错的期刊，评职称可以推荐你到学术杂志网发文章，很好的网站！