水电站进水和引水建筑物课件

3.3 无压进水口
二、开敞式进水口的组成及布置
L mB 4 R q B
式中：B——河道水面宽度，m R——河道中心线半径，m m——系数，取0.8 ~ 1.0
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3.3 无压进水口
二、开敞式进水口的组成及布置
孔口尺寸拟定：
❖ 进水口底板顶面高程：
进水闸的底坎高程应高于冲沙闸底板高程（1.0～1.5）m， 防止底沙进人引水道。
设置在平板门上
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3.3 无压进水口
无压进水口
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3.3 无压进水口
无压进水口
1．特征、适用条件、作用
❖ 特征：无压进水口内水流为明流，以引表层水为主。 进水口后一般接无压引水道。
❖ 适用：适用于无压引水式电站。 ❖ 作用：控制水量与水质，并保证使发电所需水量以
3.1 进水口的功用及类型
一、功用
进水口：是水电站水流的进口，按照发电要求将 水引入水电站的引水道。
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3.1 进水口的功用及类型
二、基本要求
要有足够的进水能力。合理安排其位置和高程，水流平 顺并有足够的断面尺寸；一般选在凹岸。
水质要符合要求。要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲 沙设备。
3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
❖ 1）作用：防止有害污物、漂浮物等进入进水口， 影响过水能力。
❖ 2）布置：
拦污栅的立面布置：倾斜或垂直 拦污栅的平面布置：平面或多边形
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
顺畅的条件下，尽可能紧凑。
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3.2 有压进水口
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
3、轮廓尺寸
❖ 2）闸门段
闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭设备在此 段布置。
闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为(1.1~1.25)洞 面积；检修闸门孔口与此相等或稍大。
门宽B 等于洞径D，门高略大于洞径D。
尽可能小的水头损失进入渠道。
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3.3 无压进水口
无压进水口
2.位置
❖ 应布置在河流弯曲段凹岸，利用弯道水流原理取清 水。
3.拦污设施
❖ 一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。
4. 拦沙、沉沙、冲沙设施
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3.3 无压进水口
一、开敞式进水口位置选择
进水口应布置在河流弯曲段凹岸 采用人工弯道
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
1.位置
❖ 原则：水流平顺、对称，不发生回流和漩涡，不出 现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。进水 口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致，要选择 地形、地质及水流条件均较好的位置。
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3.2 有压进水口
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
2.高程
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
移动式清淤机 •水电站进水和引水建筑物
3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
❖ 5）设计
过栅流速：v≯1m/s(人工) v＝1.0～1.2m/s(机械) 栅条间距b：根据水轮机的型式确定。
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3.2 有压进水口
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
3、轮廓尺寸
❖ 3）渐变段
矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。 通常采用圆角过渡，圆角半径r可按直线规律变为隧洞半
径R ； 渐变段的长度：一般为隧洞直径的1.5~2.0倍；侧面收缩
角为6˚~8°为宜，一般不超过10°。
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HL：b=D1/30 ZL: b=D1/20 CJ: b=d/20
通常栅条厚8～12mm，宽100～200mm 拦污栅顶部应高于需要清污的最高水位。 拦污栅与进水口之间的距离不小于D(洞径或管道直径)
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
2.闸门及启闭设备
❖ 1）工作闸门(事故闸门)(emergency gate)
3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
回转式清淤机
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
拦污栅清污机 •水电站进水和引水建筑物
3.2 有压进水口
作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大。 运用要求：动水中快速(1~2min)关闭，静水中开启。 布置方式：一般为平板门。每扇闸门配置一套固定卷扬启
闭机。
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
2.闸门及启闭设备
❖ 2）检修闸门(bulkhead gate)：
作用：设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和及其门槽时 用以堵水。
❖ 1）顶部高程：进水口顶部高程 应低于最低死水位，并有一定的 埋深：
SCV H
❖ 2）底部高程：进水口的底部高 程通常在水库设计淤沙高程以上 0.5~1.0m，当设有冲沙设备时， 应根据排沙情况而定。
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3.2 有压进水口
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
3、轮廓尺寸
❖ 组成：一般由进口段、闸门段、渐变段组成 ❖ 进水口的轮廓应使水流平顺，流速变化均匀，水流
3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
1.洞式进水口
❖ 特征：在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井，井壁一 般要进行衬砌，闸门安置在竖井中，竖井的顶部布 置启闭机及操纵室，渐变段之后接隧洞洞身。
❖ 适用：工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡 度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况
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❖ 弯道半径＝弯道断面平均宽度×（4～8） ❖ 弯道长度＝弯道半径×（1～1.4）
受地形限制必须设置凸岸时，应将进水口设在凸 岸中点偏上游处，必要时对岸设丁坝将河流主流 逼向凸岸，以利引水
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3.3 无压进水口
一、开敞式进水口位置选择
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3.3 无压进水口
2.工作原理：加大过水断面，减小水流的流速及 其挟沙能力，使其有害泥沙沉淀在沉沙池内，将 清水引入引水道。
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补充：沉沙池
沉沙池
3.设计要点：
❖ 面积：取决于池中水流平均流速(0.25-0.7m/s),视沙 粒径而定。
❖ 长度：考虑沉沙效果及工程造价。
❖ 进口采取分流墙、格栅等措施，使池中水流流速分 布均匀，否则池中将在局部地区沉淀泥沙，而大量 有害泥沙将在高速区通过沉沙池。
二、开敞式进水口的组成及布置
组成：
❖ 拦河坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸及沉沙池等
布置：
❖ 进水闸与冲沙闸的相对位置应以“正面进水、侧面 排沙”的原则进行布置。
❖ 进水闸轴线与冲沙闸轴线交角宜在35º～45º之间。 ❖ 进水口位置应设在弯道顶点以下水最深、单宽流量
最大、环流作用最强的地方
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
1.洞式进水口
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
2.墙式进水口
❖ 特征：进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之 外，形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物，承 受水压及山岩压力。要有足够的稳定性和强度。
❖ 适用：地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况
运用要求：静水中启闭。 布置方式：平板闸门，几个进水口共用一套检修闸门，启
闭可用移动式或临时启闭设备，平时检修闸门存放在储门 室内。
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
2.闸门及启闭设备
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
3.通气孔及充水阀
❖ 1）通气孔(air hole)
位置：有压进水口的事故闸门之后 作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引
水道时，用以补气以防出现有害真空。 面积=最大进气流量/允许进气流速Va
露天式管道进水口，Va一般取30~50m/s，坝内管道和隧洞： Va取70~80m/s。
规范：通气孔面积可取管道面积的5%左右。
❖ 适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较 平缓
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
3.塔式进水口
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
3.塔式进水口
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
水头损失小。位置合理，轮廓平顺、流速较小，尽可能 减小水头损失。
可控制流量。进水口须设置闸门，闸门一般采用平面闸 门，工作闸门前设检修闸门。
满足水工建筑物的一般要求。
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3.1 进水口的功用及类型
三、分类(按水流条件分)
无压进水口：
❖ 主要特征是：表层水 无压流 ❖ 适用于从天然河道或水位变化不大的水库中取水。无压引水
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
2.墙式进水口
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一、有压进水口的类型及适用条件
2.墙式进水口
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
3.塔式进水口
❖ 特征：进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式 结构，耸立在水库中，塔顶设操纵平台和启闭机室， 用工作桥与岸边或坝顶相连。塔式进水口可一边或 四周进水。
4.坝式进水口
❖ 特征：进水口依附在坝体的上游面上，并与坝内压 力管道连接。进口段和闸门段常合二为一，布置紧 凑。
❖ 适用：混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和 河床式厂房。
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
4.坝式进水口
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3.2 有压进水口
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
3.通气孔及充水阀
❖ 2）充水阀(filling valve)
作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以 便在静水中开启闸门，从而减小启门力。
尺寸：根据充水容积、下游漏水量及要求的充水时间来确 定。
位置：
设置在坝内廊道。坝式进口设旁通管，管的上 游通至上游坝面，下游至事故闸门之后，旁通 管穿过坝体廊道，并在廊道内设充水阀。
冲沙闸底坎高程应高出河床（0.5～1.0）m。 进水口后接总干渠底部高程相同或稍高
❖ 进水口孔口尺寸：
确定过闸流量、上下游水位、闸孔型式以及闸底板高程、 孔口总宽度、闸孔数、孔口尺寸
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补充：沉沙池
沉沙池•水电站进水和引水建筑物补充：沉沙池沉沙池
1.位置：位于无压进水口之后，引水道之前。
与四周侧壁之间无负压及涡流。 ❖ 进口流速不宜太大，一般控制在1.5m/s左右
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3.2 有压进水口
二、有压进水口的位置、高程及尺寸
3、轮廓尺寸
❖ 1）进口段
作用是连接拦污栅与闸门段，矩形断面。 隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之一圆弧或双曲
线，上唇收缩曲线一般为四分之一椭圆。 进口段的长度没有一定标准，在满足工程结构布置与水流
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
❖ 3）结构
支承结构：一般金属框架或钢筋混凝土结构； 栅片结构：由若干栅片组成，栅片放在支承结构的栅槽中。
式水电站的进水口一般为无压进水口。
有压进水口：
❖ 主要特征是：深层水 有压流 ❖ 适用于从水位变化幅度较大的水库中取水。有压进水口也称
深式进水口或潜没式进水口。
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3.2 有压进水口
一、有压进水口的类型及适用条件
洞式进水口 墙式进水口 塔式进水口 坝式进水口
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尺寸为4.5×2.5m(高×宽)
❖ 4）清污及防冻
定期清污（人工、机械） 注：拦污栅框架顶部应高出需要清污时的相应水库水位
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3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
1.拦污设备(trash rack或trash screen)
VR6型拦污栅清污机 •水电站进水和引水建筑物