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水电站引水渠道及前池设计规范(SLT205-97).pdf

水电站引水渠道及前池设计规范(SLT205-97)

看太阳的小孩 2012-11-02 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《水电站引水渠道及前池设计规范(SLT205-97)pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含中华人民共和国行业标准水电站引水渠道及前池设计规范发布实施中华人民共和国水利部发布网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoservi符等。

中华人民共和国行业标准水电站引水渠道及前池设计规范发布实施中华人民共和国水利部发布网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM中华人民共和国行业标准水电站引水渠道及前池设计规范主编部门电力部水利部北京勘测设计研究院批准部门中华人民共和国水利部施行日期年月日网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM中华人民共和国水利部关于批准发布水电站引水渠道及前池设计规范的通知水科技号根据部水利水电技术标准制定修订计划由水利水电规划设计总院主持以北京勘测设计研究院为主编单位制定的水电站引水渠道及前池设计规范经审查批准为水利行业标准并予以发布标准名称和编号为水电站引水渠道及前池设计规范本标准自年月日起实施在实施过程中各单位应注意总结经验如有问题请函告水利部水利水电规划设计总院并由其负责解释标准文本由中国水利水电出版社出版发行一九九八年三月三十一日前言本规范是根据电力工业部水利部水利水电勘测设计技术标准体系年月中水工部分水力发电编号水电站引水渠道设计规范的安排编制的考虑到前池与引水渠道在工程上紧密相连决定增加前池的设计内容名称定为水电站引水渠道及前池设计规范本规范所包括的内容有引水渠道的布置纵坡及横断面选择前池及调节池的布置设计水力设计结构设计和地基处理用以统一水电站引水渠道及前池的设计原则和技术要求本规范有四个附录以利于应用本规范首次编制其内容反映了我国在水电站引水渠道和前池方面的技术水平本规范解释单位水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位电力工业部水利部北京勘测设计研究院参编单位有四川水利水电勘测设计研究院湖南省水利水电勘测设计研究院水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院本标准主要起草人林可冀韩立罗观育艾克明谢致刚吴季宏麦达铭陶志成沈征明宋友海谢文伯唐进虎吉尔格昌卫安鲍筱斌网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM目次总则引水渠道布置引水渠道纵坡及横断面设计前池及调节池布置设计水力设计结构设计和地基处理附录侧堰水力计算附录前池虹吸式进水口的设计附录引水渠道恒定流水力计算附录引水渠道系统的涌波计算水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM总则为统一水电站引水渠道及前池的设计原则和技术要求确保工程设计质量特制定本规范本规范适用于中小型水电站工程中以发电为主的引水渠道和前池的设计引水渠道和前池的设计应处理好防洪防污防渗漏防泥沙以及防冰等方面的问题引水渠道和前池的设计应具备水电站水能规划以及与建筑物设计有关的水文气象地形地质工程建设条件环保要求运行条件等基本资料资料的精度应满足不同设计阶段的要求引水渠道和前池的设计除应遵守本规范外还应符合我国现行的国家标准行业标准的有关规定引水渠道布置引水渠道型式的选择引水渠道型式的选择应结合地形地质施工运行以及枢纽总体布置等条件经技术经济比较选定自动调节渠道非自动调节渠道或自动与非自动相结合的调节渠道符合下列条件可选择自动调节渠道渠道进水口水位变幅不大渠道长度较短渠底纵坡较缓渠道大都处于挖方内无适宜于修建泄水建筑物的条件运行要求利用渠道积蓄水量作为水电站的调节容量引水渠道线路的选择应避开大溶洞大滑坡泥石流等不良地质地段且不宜在冻胀性湿陷性膨胀性分散性松散坡积物以及可溶盐土壤上布置渠线若无法避免时则应采取相应的工程措施宜少占或不占耕地避免穿过集中居民点高压线塔重点保护文物军用通讯线路油气地下管网以及重要的铁路公路等山区渠道宜沿等高线布置渠线采用明渠与明流隧洞或暗渠渡槽倒虹吸相结合的布置以避免深挖高填引水渠道的弯曲半径衬砌渠道宜不小于渠道水面宽度的倍不衬砌土渠宜不小于水面宽度的倍寒冷地区渠道线路的选择应符合有关专业技术规范的规定引水渠道进水口的闸门设置非自动调节渠道应在进水口设置工作闸门和检修闸门自动调节渠道宜在进水口设置事故检修闸门具备下列条件的自动调节渠道可不设事故检修闸门渠道长度短且渠堤高度能满足进水口水位变幅要求进水口的水位能够降低从而为渠道检修提供条件者水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM引水渠道及渠系建筑物的防洪引水渠道及渠道上建筑物的防洪标准应根据水工建筑物级别按表确定如果建筑物失事会影响厂房安全则其防洪标准应与水电站厂房的相同对靠近进水口的渠段其堤外坡的防洪应根据泄洪情况确定防护范围和相应的工程措施表引水渠道及渠系建筑物的防洪标准水工建筑物级别防洪标准重现期年设计校核对傍山渠道的坡面暴雨径流应合理布设坡面截排水沟使水流经排洪建筑物泄走引水渠道上建筑物布置泄水建筑物宜采用侧堰或虹吸式泄水道等型式侧堰宜布置在前池内或距前池较近处或渠道跨冲沟处可布置单侧溢流侧堰或根据需要布置两岸对称的双侧溢流侧堰根据需要可在堰上设置闸门当有超过电站引用流量的多余水量进入渠道时经水力计算分析论证可在适当部位增设一道侧堰侧堰水力设计应满足下列要求引水渠道在设计流量下电站正常运行时侧堰的堰顶高程应高于过境水流的水面高程堰顶长度堰上平均水头需经计算比较确定过堰水流应保持自由出流堰后应因地制宜布置侧槽或陡槽泄水和必要的消能防冲设施堰型采用实用断面堰或梯形堰也可采用真空剖面堰侧堰两侧导墙满足使水流保持平顺的要求侧堰水力计算按附录进行重要建筑物和难工险段之前应设置退水建筑物在多泥沙条件下宜与排沙设施相结合为满足渠道检修要求应设置放水孔放水孔宜与排沙或灌溉供水等设施相结合当渠道较长且沿途有较多污物进入渠道时宜在适当部位增设拦污清污设施对进入渠道的泥沙主要是推移质宜在渠道内设置排沙涡管等有效的排沙设施引水渠道沿线应设置必要的安全交通等设施引水渠道纵坡及横断面设计水电站引水渠道的纵坡及横断面设计应根据渠道沿线的地形地质条件以及环境施工运行管理等要求通过水力计算和技术经济比较确定引水渠道纵坡宜按下列条件选择中低水头大流量引水渠道自动调节渠道清水渠道土渠采用较缓的纵坡高水头电站的引水渠道多泥沙渠道傍山衬砌渠道不衬砌的岩石渠道以及输冰运行渠道采用较陡的纵坡当渠线长时可根据地形地质条件分段选用不同纵坡多泥沙和输冰运行渠道的分段纵坡宜沿程增大水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM引水渠道横断面型式宜按下列条件选择地面坡降陡且起伏大地下水位低的山丘地区采用窄深式断面地势平坦地下水位高基土冻胀性较强以及有综合利用要求的渠道采用宽浅式断面易受洪水泥石流等危害以及穿越村镇工矿区的渠道采用城门洞形箱形等暗渠形式的断面引水渠道在设计流量下的平均流速应小于护面的允许流速在多泥沙条件下应满足不冲不淤的要求渠道的不冲不淤流速各种护面材料的允许流速按渠道防渗工程技术规范和灌溉排水渠系设计规范确定中型水电站和低水头大流量的小型水电站引水渠道的设计流速应经技术经济比较确定小型水电站引水渠道的设计流速的选择范围衬砌渠道宜选用土渠宜选用输冰和结冰盖运行的引水渠道的流速按有关专业技术规范确定水电站引水渠道应因地制宜就地取材选用耐久防渗性能好的材料进行衬砌衬砌设计按渠道防渗工程技术规范进行引水渠道的边坡和堤顶宽度可按灌溉排水渠系设计规范确定渠顶超高对于中型工程应按渠道通过设计流量水电站正常运行条件下突然丢弃全部负荷产生的最大涌波高度再加安全超高来确定对小型工程可按小型水力发电站设计规范的规定执行对兼有通航要求的引水渠道应计入船行波的影响对傍山开挖的引水渠道所形成的高边坡其稳定坡度应根据地质条件边坡高度和施工条件等进行工程类比和稳定分析确定为便于施工和监测维护宜分级设置马道对易于失水干裂卸荷松弛风化掉块和可能失稳的边坡应根据工程的重要性边坡高度与坡度影响边坡稳定的主要因素施工和技术经济条件确定综合防护和处理措施对于需要加固处理的边坡可根据地质条件通过技术经济比较采用削坡锚喷灌浆做抗滑挡墙打抗滑桩塞打锚洞以及预应力锚索锚固等措施应分层设置排水设施和可靠的排水通道对高陡边坡及地质条件复杂的边坡应加强施工期和运行期的监测以保证工程安全边坡开挖及处理设计可参照有关专业技术规范的规定进行前池及调节池布置设计前池的布置设计前池的布置应能引导和控制水流从引水渠道向压力管道平稳过渡和均匀配水考虑电站正常运行和事故情况下的安全前池的设计包括连接段池身和水电站进水口根据需要可设置泄水排沙排冰放空等建筑物并应布置适当的观测设备前池应布置在稳定的地基上避开滑坡和顺坡裂隙发育地段充分注意前池建成后水文地质条件变化对建筑物及高边坡稳定的不利影响确保前池和下游厂房的安全引水渠道与池身间的连接段在平面上应两边对称扩展其扩展角不宜超过底部纵坡宜小于或等于前池的长宽深度应根据地形地质条件压力水管的直径根数间距过栅流速水电站进水口的最小淹没深度排沙设施布置电站运行条件等要求确定水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM前池的平面布置宜优先采用电站进水口中心线与引水渠道中心线相重合的正面进水方式应避免布置在弯道或紧靠弯道的末端如难以避免时则宜在弯道终点与前池入口间设直线调整段或加设分流导向设施重要工程或布置条件复杂的前池其体型应通过水工模型试验确定受地形条件限制的小型工程可布置地下洞室式前池前池应设爬梯踏步栏杆照明等设施以及运行管理用的观测设备电站进水口应采用有闸门控制的布置形式条件适宜时也可采用虹吸式进水口有闸门控制的电站进水口应设拦污栅检修闸门工作闸门和相应的启闭设备按水电站进水口设计规范有关规定进行设计当小型水电站前池内的水位变幅在左右时可采用虹吸式进水口但前池最低水位至虹吸喉道断面顶点间的高差应小于当地海拔高程的容许吸入高度其横断面型式可采用矩形或圆形可用钢筋混凝土钢筋混凝土加钢板内衬或钢板制作应保证其气密性虹吸式进水口的拦污栅可与进水口分开设置也可设于进水口处视具体条件经论证确定虹吸进水口的设计和水力计算按附录进行电站进水口上缘淹没于最低水位以下的深度应按水电站进水口设计规范确定前池内设置侧堰应根据地形地质条件布置并满足本规范条有关水力设计的规定前池内设排沙设施时其设计应符合下列要求排沙设施的布置形式以及冲沙方式和冲沙流量大小应考虑水源条件泥沙特性及运行方式等因素合理选定宜采用正面排沙当冲沙底孔布置在电站进水口底槛内或前池底部时其尺寸应便于检修并应设控制闸门当采用非正面排沙时宜辅以导沙设施寒冷地区的导冰排冰设施的设计按有关专业技术规范进行调节池的布置设计调节池的位置应结合地形地质条件根据所需的调节容积和消落深度利用天然洼地或人工围堤修建调节池布置设计可因地制宜采用下列方式之一与引水渠道结合或相连通与前池结合或相连通调节池通过连接管渠直接向压力管道或前池供水调节池位置确定后应做好连接渠旁通渠管连接建筑物泄水建筑物等的布置设计并通过水力计算确定水流衔接关系调节池应做好防渗设计可选用沥青混凝土预制混凝土板现浇的钢筋混凝土或适宜的当地材料做表面衬护防渗对多泥沙渠道应采取有效的泥水控制措施防止调节池淤积寒冷地区的调节池防冰冻设计按有关专业技术规范进行水力设计水力设计应完成下列各项任务水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM引水渠道前池系统的恒定流和非恒定流的水力计算泄水建筑物的水力设计及消能防冲排沙设施的水力设计和计算其他过水建筑物的水力计算引水渠道的设计流量应包括水电站的最大引水发电流量以及计入渠道的渗漏蒸发等损失的流量下列情况下可加大相应渠段的设计流量引水渠道兼有灌溉航运工业和民用取水用途的流量考虑专门用于排沙排冰的流量当经过论证有大于设计流量的多余流量进入引水渠道或有区间入流时可作为校核工况应以设计流量下电站正常运行时的水位作为前池的正常水位此时引水渠道系统应以均匀流或接近均匀流状态工作前池和引水渠道内的最高水位应按照设计流量下正常运行时电站突然丢弃全部负荷时的最高涌波水位确定前池和引水渠道的最低水位可按下列情况之一来确定设计频率枯水期的最小引水发电流量渠道正常运行冬季有排冰运行要求根据电站运行要求的其他情况最低运行水位应保证满足所要求的淹没深度引水渠道前池系统恒定流的水力设计和计算应完成下列各项任务从渠道进水口至电站进水口在渠道进水口前为正常水位下引用设计流量确定引水渠道的基本尺寸和前池特征水位给出各部位的水深流速和水面高程通过水力计算确定渠道进水口来流与引水渠道的水流衔接关系对于通常布置一道侧堰的非自动调节渠道应计算机组关闭后全部设计流量从侧堰下泄时的水面线对于渠道沿程上设置两道侧堰的情况当存在入渠流量时应分别计算机组正常引水发电以及机组关闭时全部流量由侧堰宣泄系统在恒定流状况下的水面线根据需要计算其他情况下的水面线电站在设计流量正常运行条件下对棱柱体渠道应按明渠均匀流进行计算对非棱柱体渠道应按明渠恒定缓变流进行计算水头损失包括沿程摩擦损失以及断面变化弯道桥墩拦污栅门槽等局部损失计算时应同时算出相应于各项水头损失的水位变化量恒定流水力计算按附录进行水电站引水渠道前池系统应进行电站突然丢弃负荷引起的最高涌波和突然增荷时的最低涌波计算涌波计算按本规范附录进行电站突然丢弃负荷时的涌波计算宜采用下列计算条件初始条件为渠道进水口前为正常水位在设计流量下引水渠道前池系统为恒定流电站满负荷运行假定电站各机组均突然由满发流量减至零当采用涌波控制措施时可按实际的流量变化进行计算电站突然增负荷时的负涌波计算宜针对孤立运行的电站或在电力系统中担负事故备用水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM任务的电站进行其突然增荷的容量机组数应根据负荷特性或电力系统的要求确定结构设计和地基处理结构设计的一般规定建筑物的结构设计应满足稳定强度变形抗裂抗渗及抗冻等方面的要求建筑物的结构设计应包括下列内容结构形式布置及材料的选择荷载计算及其组合稳定计算强度计算细部结构设计荷载及其组合作用在建筑物上的荷载分为基本荷载和特殊荷载两类基本荷载包括结构自重及其上的永久设备重量设计水位时的静水压力设计水位时的扬压力包括渗透压力和浮托力泄流时的动水压力只在泄水建筑物结构计算时考虑土压力泥沙压力冰压力冻胀力其它出现机会较多的荷载特殊荷载包括最高水位时的静水压力最高水位时的扬压力最高水位时的波浪压力最高水位时的动水压力只在泄水建筑物结构计算时考虑地震荷载其他出现机会很少的荷载荷载计算方法和公式应按混凝土重力坝设计规范溢洪道设计规范等有关规定执行荷载组合分为基本组合和特殊组合两类基本组合由基本荷载组成特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载所组成根据各种荷载实际同时出现的可能性按表选择最不利的情况进行计算水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM表荷载组合表荷载组合计算情况荷载自重静水压力扬压力波浪压力动水压力土压力泥沙压力冰压力地震荷载其他荷载说明基本组合正常水位冰冻情况按冬季运行水位计算项检修情况前池完全放空特殊组合最高水位地震情况按正常水位计算项注对施工期情况应做必要的核算作为特殊组合在运行期可考虑排水失效的情况作为特殊组合检修情况是考虑前池完全放空作为控制条件如存在降低前池水位检修的工况则应考虑实际情况进行核算稳定计算岩基上的挡土墙堰闸等重力式建筑物沿基底面的抗滑稳定安全系数应按抗剪断强度公式计算式中按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数混凝土与基岩接触面的抗剪断粘聚力建筑物与基岩接触面的面积作用在结构物上的全部荷载对计算滑动面的法向分量包括扬压力作用在结构物上的全部荷载对计算滑动面的切向分量包括扬压力对中小型工程若无条件进行抗剪试验取得值时也可按抗剪强度公式计算沿基底面的抗滑稳定安全系数式中按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数混凝土与基岩接触面的抗剪摩擦系数其余符号同前采用公式或公式计算的抗滑稳定安全系数应不小于表规定的数值当岩石地基内存在不利的软弱构造时其抗滑稳定需作专门研究土基上重力式建筑物沿基础底面的抗滑稳定和地层整体稳定按水闸设计规水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM范进行设计表抗滑稳定安全系数荷载组合建筑物级别基本组合特殊组合挡水土堤设计应按碾压式土石坝设计规范中有关规定进行强度计算各种荷载组合情况下建筑物基底面上的最大垂直正应力应小于地基容许压应力最小垂直正应力应大于零必要时应复核地基深层应力应力分析可用材料力学方法闸室底板可用弹性地基梁法或用有限元法计算地基处理设计地基处理设计应结合建筑物结构和运用特点满足各部位对承载能力抗滑稳定地基变形渗流控制以及耐久性等方面的要求保证运行安全当地基为软岩或存在规模较大性状差的断层破碎带软弱夹层岩溶等不良地质构造时应进行专门的处理设计处理方案应根据工程的重要性和部位地质条件施工条件和运用要求等因素经技术经济比较确定土质地基的处理设计按水闸设计规范有关规定进行地基的渗流控制应采用防排并重的设计原则根据工程地质和水文地质条件建筑物的重要性和部位作用水头的大小等确定采用相应的措施建筑物建基面及边坡坡面开挖应按设计要求成型其开挖深度应根据要求结合地质条件施工条件及处理措施等因素综合研究确定前池闸室挡水建筑物的地基宜开挖至弱风化岩层中部或经技术经济比较确定对易风化易泥化的基岩应提出相应的施工保护措施地基处理措施的设计应参照有关专业技术规范进行水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM附录侧堰水力计算本附录适用于侧堰段为矩形断面棱柱体渠道且渠内水流为缓流的条件图明渠侧堰溢流示图如图所示描述侧堰段恒定变量流的基本微分方程为公式对于沿程减量流的侧堰其单宽流量为当把堰上水头用侧堰首末端的平均值来表示即且其流量系数用表示时侧堰的泄流能力公式为以上各式中渠道底部纵坡侧堰段的水力摩阻坡降用谢才公式计算动量改正系数可取侧堰段任一断面的渠道流量分别为侧堰上游和下游的渠道流量侧向出流速度在渠道流速方向上的分量侧堰段渠道任一断面的平均流速侧向出流影响系数侧堰堰高侧堰段任一段面的渠道中线水深相应于的断面积与和相对应的水面宽侧堰长度重力加速度式可用数值计算求解按式求解计算水面线时对本规范所论的以发电为主的引水渠道水流为缓流其水流弗劳德数大多在范围内其值的大体范围是且侧堰分流比大值小时取大值作为一种简化处理应用时宜在此范围内选取这里要指出的是尽管侧堰段前后流量的平衡关系是但堰后渠道内与相适水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM应的水深却只能是在动态平衡条件下的水深而不是相应于均匀流动时的水深对于通常设一道侧堰的布置当电站在设计流量下正常水位运行侧堰不溢水当电站突然丢弃全部负荷待水流稳定后全部流量从侧堰溢出时为控制工况此时侧堰下游引水渠道流量为零侧堰泄流能力可按式确定根据试验资料这种情况下其可近似看作其流量系数宜取而为正堰的流量系数对于渠道沿程上设两道侧堰的布置当确认存在电站正常运行两道侧堰也同时过水的工况时则应利用上述公式和渠道水面线计算公式通过试算求得在渠道进水口流量第一道侧堰泄流量第二道侧堰泄流量机组引水流量的条件下的动态平衡并且水轮机导叶按推得的前池水位来操作计算方可成立鉴于侧堰段的水流为复杂的三维流动用一维流水力学方法进行计算只能得到近似的结果对重要工程或条件复杂的布置宜进行水工模型试验水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM附录前池虹吸式进水口的设计对于图所示的矩形断面虹吸式进水口其特点是断面由高矩形进水口等宽过渡到矩形喉道断面再由适当长度的渐变段变到圆形其主要参数可在下面的范围内选择图矩形断面虹吸式进水口示意图喉道断面的宽高比喉道中心半径与喉道高之比进口断面积与喉道断面积比喉道断面积与压力管道面积比喉道断面底部高程点在前池正常水位以上的超高值进口断面和喉道断面间的水平距离与其高度之比当断面和间的上肢段采用圆形断面时其主要特点是或略大于弯管采用分节焊接时每节中心角宜为左右进水口断面后的圆锥形收缩段长度宜大于或等于进水口直径的倍或根据布置需要合理确定最大负压值出现在喉道断面顶点处点的最大负压值按下式确定式中前池内正常水位与最低水位间的高差喉道断面高度从进水口断面至喉道断面间的水头损失因法向加速度所产生的附加压强水头附加压强水头按式计算水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM式中喉道断面中心半径计算结果须满足式的条件式中计算断面处的大气压强水柱高对不同海拔高程按估算水的汽化压强水柱高可由表按水温查取式中的项在体型拟定后可参照一般水力计算确定一般情况下可依简化公式近似计算表水温与水的汽化压强水柱高关系表水温最小淹没深度图可按式估算式中喉道断面的水流弗劳德数虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现用真空泵抽气发动可根据设计条件和工况做设备选型自发动水力真空装置水箱抽气装置断流装置常采用真空破坏阀在已知值时真空破坏时的瞬间最大进气量可按式估算式中真空破坏阀系统的流量系数真空破坏阀的断面积水的相对密度空气的相对密度可根据式合理选择真空破坏阀的形式和直径对于虹吸发动和断流的装置和方式设计时应因地制宜参照已建工程的经验经论证比较后合理选择应用水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM附录引水渠道恒定流水力计算明渠恒定均匀流的基本公式流速公式流量公式流量模数满宁公式式中谢才系数对于平方摩阻区宜按满宁公式确定水力半径渠道纵坡过水断面面积满宁粗糙系数其值按渠道防渗工程技术规范确定水电站引水渠道中的水流为缓流水面线以型壅水曲线和型落水曲线最为常见求解明渠恒定缓变流水面曲线宜采用逐段试算法对棱柱体和非棱柱渠道均可应用逐段试算法的基本公式为式中流段长度重力加速度和分别为流段上游和下游断面的水深和分别为流段上游和下游断面的平均流速和分别为流段上游和下游断面的动能修正系数流段的平均水力坡降一般可采用或式中段的水头损失和分别为上下游断面的满宁粗糙系数当壁面条件相同时则和分别为上下游断面的水力半径和分别为上下游断面的过水断面面积水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM计算时将整个明渠分成若干段一般落水曲线变化大分段宜短壅水曲线水面变化小分段可长些计算段内的断面形状粗糙系数和纵坡应尽可能一致如有变化宜作为分段的位置水面线示意图关系曲线未缩窄渠道断面临界水深桥墩间断面处的临界水深水位变化量收缩前后渠道断面的水深桥墩总宽度渠道断面总宽度图水位变化量求解图各项水头损失的计算如下沿程水头损失的计算公式为式矩形断面明渠内桥墩的水位变化量可按图确定求解时按已知的值作水平线和图内已知曲线相交由交点向下作直线即可定出值求通过桥墩的水位差时对于圆头桥墩由无桥墩缩窄时渠道临界水深乘以就得对于图中示出的其它墩形有联结隔板的双圆柱墩无隔板的双圆柱墩等则以临界水深乘以得其中值由图的右上角小图按值查取渐变段的水头损失当断面渐缩变化时水头损失计算公式为式相应的水位变化量按式计算式中渐变段的水头损失断面渐缩或渐扩引起的局部水头损失渐变段长度的沿程水头损失断面渐缩或渐扩的局部损失系数渐缩或渐扩前的断面平均流速渐缩或渐扩后的断面平均流速渐变段长度范围内水力坡度的平均值和分别为渐变段前后的水力坡度当断面渐扩变化时其计算公式的形式与式和式相同只需将右边括号中的和互相换位即可对于倒虹吸隧洞暗渠进出水口渐变段的值可按照图和表选用水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM图渐变段形状图对明渠各种形式的渐缩或渐扩的值参照图和表选用表渐变段的局部损失系数渐变段形状变化情况渐缩的渐扩的矩形断面宽度对称渐变在其末端与矩形的进口相连接图矩形断面宽度对称渐变其末端与圆形的进口平顺连接图梯形与矩形断面间用扭曲面连接图梯形与矩形断面间用扭曲面连接其末端与圆形进水口平顺连接图八字墙梯形与矩形断面间用折线八字墙连接其末端与矩形进口相接图八字墙梯形与矩形断面间用折线八字墙连接其末端与圆形进口相接图注表中局部损失系数是在两边壁与渠道中心线间的夹角为的实验条件下做出的故其明渠渐变段的长度须按此角度推算弯道段的总水头损失可按式计算其中损失系数表明渠渐变段局部损失系数渐变段形状变化情况渐缩的渐扩的扭曲面图的直立圆柱面图八字斜墙图式中按中心线水面高程算得的水面宽度弯道中心线长度舍齐系数水力半径弯道中心线半径水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM断面平均流速弯道横向水面超高可按式推求式中超高系数对于梯形和矩形明渠的简单圆曲线式弯道可取当弯道中心半径与水面宽度之比值大于时弯曲损失可以不计扭曲面直立圆柱面八字斜墙图渐缩段与渐扩段的型式门槽拦污栅的水头损失计算参照水电站进水口设计规范进行水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM附录引水渠道系统的涌波计算按明渠非恒定流的基本方程圣维南方程进行涌波计算对任一形状断面棱柱体明渠其运动方程和连续方程为式中横断面积流量平均流速水深渠底纵坡摩擦坡度时间沿渠底度量的距离向下游为正重力加速度横向进流量入流为正出流为负因次为横向进流流速沿下游方向的分量对于求解的水电站引水渠道中的涌波属于弱解其差分格式应满足相容性收敛性稳定性及幅度耗散性计算的初始条件为渠道恒定流时的流速和水深上游边界条件一般假定上游水位为常数对于自动调节渠道是适宜的对非自动调节渠道通常设有侧堰或有调节池布置的情况时宜按实际情况建立其上游边界条件下游边界条件一般为出流量变化条件此时忽略压力管道中的水弹性现象假定机组过流量的变化就是前池出流量的变化水电站突然丢弃负荷或增荷时在引水渠道系统中所产生的正涌波或负涌波也可用行进波方法来计算行进波所携带的流量波流量可用式确定波的传播速度的公式为式中涌波高度过水断面在半波处的顶宽梯形断面的边坡系数断面处初始的水面宽度断面处初始的过水断面面积水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM断面处初始的平均流速脚标代表断面序号例如为时代表起点断面对起点断面式中的各参数应写成和式中的号对于逆行波根号外取号顺行波外取号对正涌波根号内取号对负涌波取号电站突然丢弃负荷在引水渠道系统中产生逆行正涌波而突然增荷时产生逆行负涌波如图所示初始条件为电站正常运行时的水面线和相应的水力要素当电站突图水电站突然甩负荷时涌波分析示意图然丢弃负荷时流量从原来的减至于是有式当丢弃全部负荷时则波流量这时在前池引水渠道系统内将产生逆行正涌波随着涌波向上游行进渠中水位逐渐升高一直持续到反射波这反射波是在渠首断面当逆行正涌波抵达时所产生的回到渠道系统的末端断面为止这个时候就相当于末端断面处的最高水位最高水位的计算可分为三个阶段进行第一阶段计算逆行正涌波由水电站断面传播到渠首断面所需的时间先要由式和式联立求解找出起点断面相应于丢弃负荷时刻的初始波高和波速见图把全部渠道分为若干段例如距渠道末端为的断面和距渠道末端断面为的断面就组成一个渠段其长度为进行逆行正涌波计算要利用波额到达断面与起点断面间的连续方程例如涌波从断面行进到断面所需时间为的连续方程为式右边即为图中的阴影线部分的体积时间式中断面与断面间的涌波平均传播速度为而水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM其中式中和分别为涌波在断面和断面处的波面积断面初始的水面宽度断面和断面间初始的水面落差任设一个值进行计算直到所设的满足式所求出的值为止依次求出沿程各断面的值和渠首断面的值逆行正涌波传播到渠首断面的总历时式中所分渠段的数目各渠段长度内涌波的行驶时间在时刻渠首断面的水位而前池处有式中断面处初始的水位第二阶段计算反射波顺行负涌波由断面传播到断面所需的时间波流量式中断面在逆行正涌波半波高处的过水断面宽度反射波的传播速度可采用简化了的公式式中和分别为当渠中水位为时任一断面处的过水断面积和断面顶宽将下标换成便可求出相应的仍像计算逆行正涌波那样求出各段的涌波平均传播速度参见式渠段长所需的时间进而求出反射波从断面推进到断图渠末水位随时间变化关系图面所需的时间涌波往返一次的总历时第三阶段绘制关系曲线图从中查取断面处的最高水位图中的为断面处未受扰动的初始水位为突然丢弃负荷后的瞬间升高水位水电站突然增荷时前池引水渠道系统最低水位计算图其方法与相水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM图水电站突然增负荷时涌波分析示意图类似只是应先计算逆行负涌波然后再计算顺行正涌波即反射波在反射波到达该断面时出现最低水位计算仍可分为三个阶段第一阶段仍是用式和式计算出断面相应于电站增加负荷时刻的波高和波速这时如果初始流量则应相当有显然断面在电站突然增加负荷以后的瞬时降低水位高程为图利用简化公式决定水量式中和断面和处初始的水面宽度在断面处相应于时段末的水位下降值为两断面间涌波的平均传播速度参见式依断面和断面间的流量连续条件和缓变流动条件可有式中计算段流量模数的平均值用该段的平均水深来确定坡降断面和断面间自由水面初始的降落差值借助上述方法任设一个值进行计算直到所设的值满足式所求出的值为止并依次求出沿程各断面的值和渠首断面的值逆行负涌波传播到断面的总历时当时刻渠首断面的水位随着逆行负涌波向上游推进在断面处的水位将不断下降绘制曲线在已知总历时条件下可求得断面的水位见图第二阶段计算反射波顺行正涌波而已知断面的最低水位高程包括断面在内将在反射波到达该断面的时刻发生计算时假定正涌波推进时自由水面曲线呈直线状图其坡降由下式决定水电站引水渠道及前池设计规范网易Netease企业应用事业部(IVP)ivpinfoserviceneteasecom中国专业人士的网络家园因为专业所以完美!水利工程网WWWSHUIGONGCOM网易NetEase水利工程网WWWSHUIGONGCOM图渠末水位随时间变化关系图且在正涌波推进的全部时间内波流量保持不变并等于断面在负波到达该断面时的流量即反射波的传播速度仍采用式计算逐段计算出负涌波通过各该渠段所需的时间求出反射波从断面推进到断面的时间见式进而得到涌波往返一次的总历时见式第三阶段绘制关系图图从中查取断面处的最低水位对于自动调节渠道采用圣维南方程的数值解法可求得任一断面的水位瞬变过程采用行进波方法可求得所设断面特别是前池处最高涌波水位或最低涌波水位对设有侧堰的非自动调节渠道涌波通过侧堰段属复杂的三维流动上述任何方法计算都只能取得近似的结果但侧堰作为控制泄流的建筑物对涌波起到控制作用即对引水渠道系统来说控制工况是电站丢弃满负荷水流稳定后涌波已消失全部流量从侧堰溢出时这样将恒定流时的堰上水头乘以的系数把这时的水位定为最高涌波水位对侧堰上游的渠道内的水面线可依恒定缓变流方法以侧堰首端断面水深为起点水深等于堰高加堰上水头向上游推算出水面线将各处水深乘以的系数构成新的水面线在此基础上再加安全超高以确定其所需渠顶高程对于入渠流量电站以流量正常运行而同时侧堰以的流量泄出的条件下突然丢弃全部负荷的情况可视布置情

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