(整理)压力前池水位计算.
引水式水电站隧洞压力前池社会效益和经济效益

浅谈引水式水电站隧洞压力前池社会效益和经济效益摘要:压力前池多见于引水式电站,形式多为露天式。
本文论在临沧沧源某水电站的设计实施中的社会效益和经济效益。
利用无压隧洞末端的一部分作为压力前池。
从经济效益看上减少了开挖了工程量,节约了大量的资金。
从社会效益看减少了占地、植被破坏、水土流失。
更有利于环境保护。
关键词:隧洞;前池;压力管道;连接abstract: pool before pressure found in water diversion type power station, form is more outdoor type. this article theory in lincang cangyuan design and implementation of a hydropower station in social benefits and economic benefits. use of non-pressure tunnel at the end of the part as the pressure before the pool. from economic benefits have a liking for to reduce the excavation quantities, saving a lot of money. from social benefits reduced covering, vegetation destruction, soil and water loss. more conducive to environmental protection.key words: tunnel; before the pool; pressure pipeline; connection.中图分类号:tv672+.1文献标识码:a文章编号:2095-2104(2013)引言引水式水电站是自河流坡降较陡、落差比较集中的河段,以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方,利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。
水电站沉沙池及压力前池设计

・ 2 3 1 .
水 电站沉 沙池及压力前 池设 计
雷 雨
( 阿克 苏河水利管理处 , 新疆 阿克苏 8 4 3 0 0 0 )
摘 要: 为解决水电站 水轮机组发 电引水的泥沙问题 , 结合 引水 系统的地形条件 , 将常规布 置与取 水 口的沉砂 池主语渠道末端 , 通过 适 当加大 渠道流速解决 明渠淤积 问题 。在渠末布置沉沙及 冲沙设施 , 将沉砂池与压力前池结合布置 , 压力前池 由沉沙池取 用表层 清水 , 结 合布置设计有效解决 了发 电引水的泥 沙问题 , 增 大了压 力前池 的有效容积。
关键词: 高水 头 ; 沉沙池 ; 压 力前 池 ; 结合布置 ; 水 电站
1设 置 沉 沙 池 的 必 要 性
面。
2 . 3 . 3 返 回值计算 沉淀水 中大于规定粒径 的有害泥沙 , 使水 的含 沙量符合水质要 求并与下游渠道挟沙 能力相适应 的水池 。 其 断面远大 于引水渠道断 反悔 2 . 3 . 1 、 2 . 3 . 2 . 计算 , 直 到完成运用周期为止。 面, 水流至其内流速骤减 , 挟 沙能力降低 , 泥 沙遂沉于池 中。进 出口 2 . 3 . 4输 出结果 常设 闸门。 应在池 中沉 淀泥沙的最小粒径及沉 于池 中泥沙 的沉 降百 输出结果包括袖 呛断面水位 、 平均流速 . b . 个断面泥沙分组含 分 比, 由用水性质确定。沉沙池按位置分为 渠首沉沙池和渠系 内沉 沙量 、 颗分情况 . c . 端面 间淤积量 、 淤积总量及断面变化情况 。 2 . 3 . 5验证计算 . 。 。 沙池 ;按 冲洗设备分为水力 冲洗 式沉沙池和机械清淤式沉沙 池 , 前 者又分为定期 冲洗式 ( 沉沙与冲洗交替进行 ) 和连续 冲洗式 ( 供水和 根据 实测资料 , 就影响泥沙 运行 的主要水利 因素( 流速 ) 、 泥沙 冲沙 同时进行 , 多用于含沙量较大 , 颗粒较粗 , 且 不允 许中止供水 的 要素 ( 出 口含沙量和分组粒配 ) 进行验证分析作 图。经过验证 , 流速 情况 ) ; 按沉沙池 的数 目分为单 室式和多室式 ; 按 平面布置分为直线 和含沙 量验证结果较 好 , 粒 配资料符合性相对 较差 , 原因是计算 出 形沉沙池和 曲线形沉沙池 。 此外 , 黄河下游引黄灌区 , 常结合放淤改 断面资料符合性相对较差 , 原 因是计算 出 口端面资料 是借 用了进 口 土使用条渠形沉沙池 , 淤满后即用于耕种。 断面 的颗分 资料及 分组挟沙力 ,但仍有 9 0 %以上的 电子分布在 4 5 2沉 沙 池布 置 方 案选 择 度线附近 。 2 . 1 定期冲洗式沉沙池 3结 合 布 置 设 计 压力前池 山坡 高程为 2 1 1 0 — 2 1 4 0 m, 地形平缓 , 总覆盖层 为第 四 由进 口连接段 、 沉淀室 、 出 口连接段 、 冲沙设 备等部分组成 。其 工作特点是沉沙与 冲洗交替进行 , 供水时 , 有害泥沙不断沉积 , 沉淀 系残坡积 , 地形坡度 为八度 。 铅直厚度为 1 . 5 - 3 . O m。 下伏基岩为石英 室过水断面逐渐减小, 流速不 断增加, 当有害泥沙 开始 进入下游渠道 砂岩夹 板岩 , 赤 身下不鸡翅地板 均位于强风化 基岩上 , 岩层倾 向山 支持不存在抗滑稳定 问题 , 地基 承载力满足建筑物持力要求 。 时, 则停水 冲洗 。根 据引水流量 的大小 , 沉淀室可设计 成单室 或多 内, 室 。单室沉沙池在池 的末端设有 冲沙底孔( 或 冲沙闸 ) ; 使沉淀 的泥 采用 单 向第七 冲沙式 , 沉 沙池所需 长度 为 8 8 m, 为使 沉沙效果 沙从 冲沙底孔排走 , 沉淀后的清水流人干渠 。用 这种 形式沉沙池冲 好且便于排沙泄水 , 沉沙池呈直线 布置 , 采用正宵进水 、 正向冲沙的 沙时须停 止供水 ; 如采 用带有侧渠 的单室沉沙池 , 则 可使供水 不 中 方式 。 根据该处的地形条件 , 将沉沙池与压力前池并列 布置 , 中间设 断, 但 可供 的水是未经澄清的。供水流量大于 1 5 ~2 0 m3 / s 时, 可采用 隔墙 , 压力 强持有沉沙池尾部 的隔墙顶测堰取水 。 沉沙池采用单厢定期 冲沙式 。根据该处 的地形条件 , 将沉 沙池 多室沉 沙池 , 池 中每个沉 淀室通过 的流量 , 可按 沉淀室 数 目平 均分 配。 当其 中一个沉淀 室冲洗 时 , 其余沉淀室应通过全部流量。 多室沉 与压力前池并列布置 , 中间设 隔墙 , 压力前池 由沉沙池尾部 的隔墙 。 1 . 8 8 m。由井 口控制 闸、 首部扩散段 、 池 身段 、 溢流侧 沙池不仅可连续供水 , 而且冲沙时所需流量较少 。定 期冲洗式沉沙 沉沙池总长为 9 池的主要优点是结构简单 , 运用可靠 , 不易发生故障 ; 缺点是流速不 堰 、 冲沙闸室, 冲杀 泄水道等部分组成 。 沉沙池 进 口设一 道 1 . 5 mX 1 . 5 m 的控 制闸 门 ,首部扩 散段长 为 均匀 , 当含 沙量较 大时 , 冲洗频繁 , 管理复杂。 1 5 . 8 8 m,断面 由 1 . 5宽 的经 双侧 扩散为 5 . 4 m快底板高程 为 2 7 2 4 m 2 . 2连续 冲洗 式沉沙池 7 2 0 . 0 3 m,低 坡 i = 1 : 4 。池 身 长 为 7 0 m,宽 为 5 . 4 m,身 为 设计上可用单室或多室 。其特点是压 力水流冲洗 , 供 水与冲沙 将 至 2 同时进行 , 多用于含沙量较大, 颗粒较粗 , 且 不允许 中止供水 的情况 。 6 . 0 2 ~ 6 . 7 2 m。 齿顶高程为 2 7 2 6 . 0 5 m正常水位为 2 7 2 5 . 0 3 m, 冲砂 流量 . 8 立方米 每秒 , 工作水深为两米 , 池内平均流速为 0 . 1 2米每秒 , 连续 冲洗 式沉沙池 按平面形状 又可分为直线 形沉沙 池和 曲线 形沉 为 0 用 沙池 。后一种常布置在 由山区或丘 陵区河 流引水的渠首 , 在中 国新 低坡为百分之一。沉砂池尾部 水流左边墙设 置有一道溢流侧堰 , 于险些多余 的渠道来水及 电站甩负荷时候的废弃水。 侧堰长为是私 疆维吾尔 自治 区修建较多 , 运行 良好 。 堰顶高程为 2 7 2 5 . 1 3 m, 为实用堰下泄流量为 3 . 8 米每秒 。 在渠道 在 中国黄河下 游引黄灌 区, 常采用条渠形 沉沙池 。这种沉 沙池 密 , 以控制渠道来进沉沙池后再 由隔墙堰进入压力 般 利用渠首附近天然洼地作为沉沙 区 , 在沉沙 区内用 围堤和格堤 末设置两到控制闸 , 分为若干条渠 , 其 平面形状 近似 于菱形 , 各条渠可轮流使用。 每一条 前池。阴沉奢侈流量 较小 , 在正常运用情况下冲砂效果不大理想。 结束语 , 渠淤满后 , 即可用来耕 种。 电站沉沙池按常规 大都 布置在枢 纽首部,由于地形地质条件 限 2 . 3 模 型 的建 立 边界条件 包括地 面坡降 , 断面高程 、 断面底 部宽度 、 断面间距 、 制, 可 对沉沙池 的布置位置及结构设计 进行研究, 通过对结构安 全 、 验证沉沙池 布置在引水隧洞末端 的 围堤边坡 ; 水 沙资料包 括进 口水 位 、 量程 、 水温 、 含沙量 、 泥沙颗分资 功能实现及经济性 的综合 比较 , 料、 泥沙 干容 重和阻力 系数模 型运行模 型运行分 四步进行 。 可行性 , 经水力 计算后 能满足工 程布置需要 , 同时兼 做压力前 池, 运 行条件更为合理, 最大限度的实现了沉沙池功能 。 2 . 3 . 1 水流计算 根据不 同运用时段 的流量 、 进 口水位 、 断面资料 , 采用 二分法试 参考 文献 [ 1 】 黎运菜 . 水 利水 电工程 沉沙 池动床 泥 沙运动 计 算[ J ] . 电力学报 , 算推求各断面水位 、 流苏 、 水力半径 、 流量模数 等。
浅析水电站压力前池容积研究

浅析水电站压力前池容积研究压力前池是引水渠道和压力水管之间的连接建筑物。
只有对其特点与功用进行充分了解,才能根据实际需要进行设计与布置。
本文通过具体实例分析压力前池的布置设计。
标签:压力前池;设计和布置一、前言水电站压力前池主要起到引水渠道和压力管道间水流连接和水流平稳调节过渡作用。
压力前池的布置设计合理与否,前池的布置设计合理与否,对保证水电站正常运行至关重要。
二、压力前池的位置选择和布置方式1.位置的选择压力前池是连接渠道和压力水管的中间物,因此首先要根据这两个建筑物的位置进行选择,同时还要综合水电站的整体地形以及当地的地质条件进行位置的选择。
要做到整体的设计和谐紧凑,不会出现断接的现象,不会因为设计的原因出现安全事故,同时在水进行流通的时候要通畅、平稳。
2.压力前池的布置(1)布置原则。
如果是在陡峻的山坡上面进行布置,其位置低下的地基应该是天然的地基,而不是填方的,因为填方的很容易出现不稳定或者是渗漏的问题,同时压力前池的前池要尽量的与厂房靠近,这样是为了将压力水管的长度进行缩短。
(2)布置形式。
根据压力前池的进水方向进行分为正向进水和侧向以及斜向进水三种,正向进水中的渠道、压力前池、压力水管是在一条轴线上建立的,这样就可以保证水在进行流通的时候是平稳的状态,而不会因为地势的原因产生水流速度的变化,从而造成水量分配不均匀造成水头损失的结果。
但是正是因为这种要求三者建立在一条轴线上面,因此如果在有山坡的地方进行建立的话为了保证轴线一致会采用挖方的形式进行布置,从而产生更大的工程量。
另外一种侧向进水的渠道轴线与压力水管的相垂直,这就使得连接两者的前池处于偏侧的方向,在水进行流通的时候,水流在交汇处很容易产生漩涡,从而使得水头出现损失的现象。
而且由于三者不在一条轴线上,必定出产生转角,而转角又会集聚很多的泥沙,这样会严重的影响到水力条件,使得水力条件很差。
侧向进水的优势就是可以较好的适应条件而建设,将等高线作为渠道轴线和压力水管轴线的中间转择点,使得渠道轴线与等高线平行,使得压力水管轴线与等高线垂直,这样就可以很好的减少工程量,而且为了减少污物,可以采用正堰作为泄水道,这样可以很少的进行排水、排冰以及排污。
某水电站引水系统水力计算
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4.860m 取b 进=5.000m 取B 进=7.500m 取B 前=21.000m 取L 前= (2)参考资料:《水电站建筑物》(王树人 董毓新主编)、《水电站》(成都水力发电学校主编)2 设计基本资料 机组台数 …………………………………………………n 1=2台压力前池计算书1 设计依据及参考资料 (1)设计依据:《水电站引水渠道及前池设计规范》(DL/T 5079—1997)、《小型水力发电站设计规范》((GB 50071—2002)、《水电站进水口设计规范》(SD 303—88)。
单机引用流量……………………………………………Q 设=12.500m³/s 引渠末端渠底高程………………………………………▽1=1041.000m 单机容量……………………………………………………N=1600kW 引水渠设计引用流量 ……………………………………Q p =25.000m³/s 引渠末端渠道设计水深……………………………………h=2.460m 引渠末端渠道设计流速 …………………………………v 0=2.050m/s 引渠末段渠底宽度…………………………………………b=2.500m 引渠末段渠道边坡…………………………………………m=1 进水室隔墩厚度……………………………………………d=0.000m 进水室拦污栅的允许最大流速 …………………………v 进=0.900m/s 压力钢管根数 ……………………………………………n 2=1根 压力钢管内径………………………………………………D=2.700m3 侧堰布置及水力计算3.1 侧堰堰顶高程的确定 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第4.5.3条的规定,侧堰的堰顶高程应高于设计流量下水电站正常 堰顶与过境水流水面的高差……………………………△h=0.100m 侧堰类型正堰的流量系数 ………………………………m 0=0.427=2100.040m侧堰堰顶高程▽3=▽2 + △h运行时的过境水流水面高程△h(0.1~0.2m),本工程取△h=0.100m过境水流水面高程▽2=渠末渠底高程 + 渠道正常水深 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第A.0.3条,对于设一道侧堰的布置,当水电站在设计流量下正常运行,侧堰不溢水;当水电站突然甩全部负荷待水流稳定后全部流量从侧堰溢出,为控制工况。
压力前池计算书(一)
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压力前池计算书(一)压力前池是供水系统中的一种重要设备,其作用是用来调节进入水泵的水压和稳定供水压力,同时还能缓解管网压力冲击,延长管道使用寿命。
在建设和维护压力前池时,需要进行一系列的计算和设计,其中“压力前池计算书”就是其中重要一环。
一、计算书的作用压力前池计算书是在工程设计和施工中,依据工程实际情况制定的书面文件。
它主要的作用是为压力前池的建设提供参考,由专业人员根据实际情况制定计算书,可以根据算法计算出所需的池体容积、水泵流量和池体的高度。
二、计算书的内容压力前池计算所需的基本参数主要有两个,一个是最小供水流量,另一个是供水所需最大压力。
最小供水流量是指所需的最小流量,有些情况下是用户最小用水量,有些情况下是随工程变化的。
供水所需最大压力是由供水区域、水泵选择以及供水管道压力损失等因素决定的。
根据这些参数,通过材质性能、外界环境和建设要求等因素,可以确定压力前池的体积大小、高度等参数。
在制定计算书的过程中,还要考虑施工工艺,如进出水管道、汇水管道和池体防水等要求。
另外,池体也需要保护,例如设置泄洪管、透水管、防腐、防水等工艺。
三、计算书的应用压力前池计算书是设计施工环节非常重要的一步。
在建设和维护中,压力前池的体积大小、高度等参数的合理性对压力前池的正常运行有很大的影响。
通过压力前池计算书,可以使设计人员、施工人员和使用人员了解压力前池的建设和维护情况,更好地进行运行和维护。
总之,压力前池计算书是现代供水系统中不可或缺的一部分。
通过对参数的分析和计算,可以保证压力前池的正常运行,延长设备使用寿命,更好地满足用户的需求。
在未来的发展中,随着技术和设备的不断更新,压力前池计算书也将不断升级,更好地服务于大众生活的水资源。
压力前池计算书
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堰顶与过境水流水面的高差……………………………△h=0.100m 0.100m3 侧堰布置及水力计算3.1 侧堰堰顶高程的确定 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第4.5.3条的规定,侧堰的堰顶高程应高于设计流量下水电站正常运行时的过境水流水面高程△h(0.1~0.2m),本工程取△h= 压力钢管根数 ……………………………………………n 2= 压力钢管内径………………………………………………D=1根2.000m 进水室隔墩厚度……………………………………………d=0.000m 进水室拦污栅的允许最大流速 …………………………v 进=0.900m/s 引渠末段渠底宽度…………………………………………b= 引渠末段渠道边坡…………………………………………m= 3.500m 0 引渠末端渠道设计水深……………………………………h= 引渠末端渠道设计流速 …………………………………v 0= 2.850m 1.624m/s 2台1600kW 引水渠设计引用流量 ……………………………………Q p = 单机引用流量……………………………………………Q 设= 引渠末端渠底高程………………………………………▽1=16.200m³/s 16.200m³/s 1041.000m 非自动调节渠道压力前池布置计算书1 设计依据及参考资料 (1)设计依据:《水电站引水渠道及前池设计规范》(DL/T 5079—1997)、《小型水力发电站设计规范》((GB 50071—2002)、《水电站进水口设计规范》(SD 303—88)。
(2)参考资料:《水电站建筑物》(王树人 董毓新主编)、《水电站》(成都水力发电学校主编)2 设计基本资料 机组台数 …………………………………………………n 1= 单机容量……………………………………………………N=1043.950m 侧堰类型正堰的流量系数 ………………………………m 0=0.4273.2 侧堰堰顶长度、堰上平均水头的确定过境水流水面高程▽2=渠末渠底高程 + 渠道正常水深=1043.850m侧堰堰顶高程▽3=▽2 + △h= 根据《水电站引水渠道及前池设计规范》第A.0.3条,对于设一道侧堰的布置,当水电站在设计流量下正常3.600m 取b 进=5.000m取B 进=7.500m 取B 前=30.000m取L 前=5.2 前池正常水位Z 正常:Z 正常=渠末渠底高程 + 渠道正常水深=1043.850m正常水位。
第二节 压力前池及日调节池

第二节压力前池及日调节池一、压力前池压力前池是引水渠道和压力管道(或称压力水管)之间的连接结构,见图5-6。
它的作用包括:①加宽和加深渠道以满足压力管道进水口的布置要求;②向各压力管道均匀分配流量并加以必要的控制;③清除水中的污物、泥沙及浮冰;④渲泄多余水量。
此外,当水电站负荷变化因而水轮机引用流量迅速改变时,压力前池的容积可以起一定的调节作用,反射压力水管中的水锤波,同时抑制渠道内水位的过大波动。
正因如此,压力前池是无压引水系统中的平水建筑物。
图12-4为北京模式口水电站压力前池布置图。
由图可见,压力前池由以下几部分组成:(1)池身及扩散段。
它们可以看作是渠道的扩大段。
池身的宽度和深度取决于压力水管进水口的要求。
扩散段的两侧墙及底坡扩散角不宜大于10°,以保证水流平顺,水头损失小,无脱流及漩涡。
(2)压力水管的进水口。
一般为墙式,其布置及设备见第六章。
(3)泄水建筑物。
一般为沿池身一侧布置的侧堰,也可采用虹吸式泄水道。
侧堰简单可靠,但前沿较长、水位变化较大,加设自动控制闸门能提高单宽流量,但必须稳妥可靠。
虹吸泄水道泄流量大,但结构复杂,泄流量变化突然,可能引起水位振荡,不能谊泄漂浮物,易封冻。
泄水建筑物应能在上游最高水位下渲泄进人渠道的最大流量。
(4)排污、排沙、排冰设备。
污物及泥沙可由渠首进人渠道,也可能在渠道沿线进人,必须予以清除,以防进人压力水管。
在严寒地区还要设拦冰及排冰设备。
压为前池一般都布置在靠近厂房的陡坡上,以缩短压力水管的长度。
建筑物和水的重量、水的推力、渠道和前池的渗漏都增加了山坡坍滑的可能性,设计中要特别注意其地基稳定间题。
图12-4 模式口水电站的压力前池(a)平面图;(b)纵剖面图二、日调节池担任峰荷的水电站一日之内的引用流量在零与Qmax之间变化,而引水渠道是按Qmax设计的,这意味着一天内的大部分时伺,渠道的过水能力没有得到充分利用。
如渠道下游沿线有合适的地形建造日调节池,如图11-6所示,则情况可大为改善:日调节池与压力前池之间的渠道仍按Qmax设计,但日调节池上游的渠道可按较小的流量进行设计,当日调节池足够大时(该容量可按水电站的工作方式通过流量调节计算求得),设计流量接近于水电站的平均流量。
浅析水电站压力前池容积研究
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浅析水电站压力前池容积研究水电站是一种利用水能转化为电能的工程,其主要研究内容包括水头高度、流量、尾水流速等参数的测定和优化选择,以提高水电站的发电效率和经济性。
压力前池容积是影响水电站发电效果的一个重要因素。
本文将从理论和实践两个方面对水电站压力前池容积进行浅析。
压力前池容积是指水流通过水电站水轮机前进入压力管道前所需要的空间容积。
对于水电站来说,压力前池容积的大小直接影响到水能的转换效率。
合理选择和控制压力前池容积对于水电站的正常运行至关重要。
从理论上讲,压力前池容积的大小应该根据水电站的流量和流速等参数来确定。
一般来说,水电站的流量越大,流速越快,压力前池容积就应该越大,以确保水能能够充分转换为电能。
而且,压力前池容积还要考虑到水轮机的启动和停止过程中的压力波动,保证水电站的运行稳定性。
在实际操作中,选择和控制合适的压力前池容积并不是一件容易的事情。
这是因为水电站的流量和流速等参数会随着时间和天气的变化而变化,所以压力前池容积也需要不断地进行调整。
一般来说,水电站会根据历史数据和经验来进行初步估算,并结合实际操作情况进行适时的调整。
水电站压力前池容积的研究还需要考虑到水电站与外部环境的相互作用。
水电站建在山区,周围地形复杂,容易受到洪水、震动等自然灾害的影响。
这时,压力前池容积的研究还需要考虑到安全性的问题,以保证水电站的正常运行和防止灾害事故的发生。
水电站压力前池容积是一个重要的研究内容,合理选择和控制压力前池容积对于水电站的发电效果和安全性都具有重要意义。
在研究中需要综合考虑理论与实践、参数与环境等多个因素,在确保水能转化为电能的还要保证水电站的正常运行和安全性。
希望本文能够对水电站压力前池容积的研究有所帮助。
第二节 压力前池及日调节池
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第二节压力前池及日调节池一、压力前池压力前池是引水渠道和压力管道(或称压力水管)之间的连接结构,见图5-6。
它的作用包括:①加宽和加深渠道以满足压力管道进水口的布置要求;②向各压力管道均匀分配流量并加以必要的控制;③清除水中的污物、泥沙及浮冰;④渲泄多余水量。
此外,当水电站负荷变化因而水轮机引用流量迅速改变时,压力前池的容积可以起一定的调节作用,反射压力水管中的水锤波,同时抑制渠道内水位的过大波动。
正因如此,压力前池是无压引水系统中的平水建筑物。
图12-4为北京模式口水电站压力前池布置图。
由图可见,压力前池由以下几部分组成:(1)池身及扩散段。
它们可以看作是渠道的扩大段。
池身的宽度和深度取决于压力水管进水口的要求。
扩散段的两侧墙及底坡扩散角不宜大于10°,以保证水流平顺,水头损失小,无脱流及漩涡。
(2)压力水管的进水口。
一般为墙式,其布置及设备见第六章。
(3)泄水建筑物。
一般为沿池身一侧布置的侧堰,也可采用虹吸式泄水道。
侧堰简单可靠,但前沿较长、水位变化较大,加设自动控制闸门能提高单宽流量,但必须稳妥可靠。
虹吸泄水道泄流量大,但结构复杂,泄流量变化突然,可能引起水位振荡,不能谊泄漂浮物,易封冻。
泄水建筑物应能在上游最高水位下渲泄进人渠道的最大流量。
(4)排污、排沙、排冰设备。
污物及泥沙可由渠首进人渠道,也可能在渠道沿线进人,必须予以清除,以防进人压力水管。
在严寒地区还要设拦冰及排冰设备。
压为前池一般都布置在靠近厂房的陡坡上,以缩短压力水管的长度。
建筑物和水的重量、水的推力、渠道和前池的渗漏都增加了山坡坍滑的可能性,设计中要特别注意其地基稳定间题。
图12-4 模式口水电站的压力前池(a)平面图;(b)纵剖面图二、日调节池担任峰荷的水电站一日之内的引用流量在零与Qmax之间变化,而引水渠道是按Qmax设计的,这意味着一天内的大部分时伺,渠道的过水能力没有得到充分利用。
如渠道下游沿线有合适的地形建造日调节池,如图11-6所示,则情况可大为改善:日调节池与压力前池之间的渠道仍按Qmax设计,但日调节池上游的渠道可按较小的流量进行设计,当日调节池足够大时(该容量可按水电站的工作方式通过流量调节计算求得),设计流量接近于水电站的平均流量。
(整理)压力前池水位计算

第二章水电站引水道建筑物第一节引水道引水道的功用是集中落差,形成水头,将水流输送到水电站厂房,然后将发电后的水流(称为尾水)排到原河道。
引水道分为无压引水道和有压引水道两类。
无压引水道的特点是具有自由水面,引水道承受的水压不大,适用于无压引水式水电站,河道或水库的水位变化不大。
在结构型式上,无压引水道最常用的是渠道和无压隧洞。
渠道常沿山坡等高线布置,受地形及地质条件制约,其长度和开挖工程量较大,且运行期要经常维护、修理,但由于在地表面施工,因而比较方便,中小型电站常采用渠道引水。
某些特殊情况下,如崎岖的山坡等,可能无法沿着不规则的等高线布置引水道,则对较深的峡谷可采用渡槽越过,对较浅的峡谷用倒虹吸穿越,对山岭用无压隧洞穿过。
有压引水道的特点是引水道内为压力流,承受的水压力较大,适用于有压引水式水电站,河道或水库水位变幅较大。
有压隧洞是最常用的结构型式,它可以利用岩体承受内水压力和防止渗漏。
在很特殊的情况下,有压引水道可采用压力管道。
一、引水渠道(一) 水电站引水渠道的要求水电站的引水渠道与一般灌溉和供水渠道不同。
电网中一天负荷变化很大,水电站一般起调峰作用,引用流量随负荷变化而变化,通常将水电站的引水渠道称为动力渠道。
水电站引水渠道应满足以下基本要求:(1) 有足够的输水能力。
当电站负荷发生变化时,机组的引用流量也随之变化。
为使引水渠道能适应由于负荷变化而引起的流量变化要求,渠道必须有合理的纵坡和过水断面。
一般按水电站的最大引用流量Q max设计。
(2) 水质要符合要求。
防止有害污物和泥沙进入渠道,渠道进口、沿线及渠末都要采取拦污、防沙、排沙措施。
(3) 运行安全可靠。
应尽可能减少输水过程中的水量和水头损失,因此渠道要有防冲、防淤、防渗漏、防草、防凌等功能。
渠道内水流速度要小于不冲流速而大于不淤流速。
渠道的渗漏要限制在一定范围内,过大的渗漏不仅造成水量损失,而且会危及渠道安全。
渠道中长草会增大水头损失,降低过水能力,在易长草季节,维持渠道中的水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可拟制水草的生长。
水处理常用计算公式汇总
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水处理常用计算公式汇总水处理公式是我们在工作中经常要使用到的东西,在这里我总结了几个常常用到的计算公式,按顺序分别为格栅、污泥池、风机、MBR、AAO进出水系统以及芬顿的计算,大家可有目的性的观看。
格栅的设计计算一、格栅设计一般规定1、栅隙(1)水泵前格栅栅条间隙应根据水泵要求确定。
(2)废水处理系统前格栅栅条间隙,应符合下列要求:最大间隙40mm,其中人工清除25~40mm,机械清除16~25mm。
废水处理厂亦可设置粗、细两道格栅,粗格栅栅条间隙50~100mm。
(3)大型废水处理厂可设置粗、中、细三道格栅。
(4)如泵前格栅间隙不大于25mm,废水处理系统前可不再设置格栅。
2、栅渣(1)栅渣量与多种因素有关,在无当地运行资料时,可以采用以下资料。
格栅间隙16~25mm;0.10~0.05m3/103m3(栅渣/废水)。
格栅间隙30~50mm;0.03~0.01m3/103m3(栅渣/废水)。
(2)栅渣的含水率一般为80%,容重约为960kg/m3。
(3)在大型废水处理厂或泵站前的大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。
3、其他参数(1)过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。
(2)格栅前渠道内水流速度一般采用0.4~0.9m/s。
(3)格栅倾角一般采用45°~75°,小角度较省力,但占地面积大。
(4)机械格栅的动力装置一般宜设在室内,或采取其他保护设备的措施。
(5)设置格栅装置的构筑物,必须考虑设有良好的通风设施。
(6)大中型格栅间内应安装吊运设备,以进行设备的检修和栅渣的日常清除。
二、格栅的设计计算1、平面格栅设计计算(1)栅槽宽度B式中,S为栅条宽度,m;n为栅条间隙数,个;b为栅条间隙,m;为最大设计流量,m3/s;a为格栅倾角,(°);h为栅前水深,m,不能高于来水管(渠)水深;v为过栅流速,m/s。
(2)过栅水头损失如式中,h0为计箅水头损失,m;k为系数,格栅堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3;ζ为阻力系数,与栅条断而形状有关,按表2-1-1阻力系数ζ计箅公式计算;g为重力加速度,m/s2。
乌龟石水电站工程蓄水及机组启动阶段验收冲放水方案
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安安宁乌龟石电站下下闸蓄及及机组启动阶段验收备查资料之五四川省安宁河乌龟石水电站工程蓄水及机组启动阶段验收引水系统充水放水方案项目法人:米易县石峡水电开发有限公司米易县石峡水电开发有限公司乌龟石电厂运行单位:二O—O年五月批准:刘华审定:韩安富审查:陈军龙编写:李清毅目录1 概述 (4)1.1工程概况 (4)1.2引水系统布置 (4)2 充水流量计算 (5)2.1压力前池及流道充水流量计算 (5)3 充水前形象面貌要求 (9)4 充水前的准备 (9)5 压力前池充水程序 (10)5.1 水位监测 (10)5.2充水试验 (10)6 前池放水程序 (11)6.1 压力前池放水 .......................................................... 1..1.6.2流道放水.............................................................. 1..1..7 安全监测 (12)8 注意事项 (12)附录充(放)水试验记录表 (12)附录A 乌龟石电站充水试验泄洪闸开度记录表 (12)附录B 乌龟石电站充(放)水试验压力前池水尺读数记录表 (13)附录C 乌龟石电站充(放)水试验流道压力表读数记录表 (13)附录D 乌龟石电站充(放)水试验巡视检查记录表 (13)1 概述1.1 工程概况乌龟石水电站为安宁河流域水资源开发中干流规划20 个梯级中的第16 级电站,也是米易县境内安宁河段第一级水电站。
乌龟石水电站为河床式电站,上游与规划三锅庄水电站厂房尾水相连。
电站正常蓄水位1161.00m,汛限水位1160.00m,发电引用流量427.6m3/s,尾水渠长706m 装机容量3X II.OMV y额定水头8m本电站保证出力为5.799MW电站装机容量为33MW时,多年平均年发电量为15010.00万KW h。
水电站防洪挡水坝(含溢流坝段及非溢流坝段)、输水隧洞及明渠、压力前池..
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1概述1.1项目背景X镇位于X县东北部,距县城28公里,面积61平方公里,人口2万。
乡政府驻荷叶。
有公路通县城。
辖松溪、四门、赤溪、荷叶、柳林、星光、坪头、向家珑、柳溪、两峰、清谭、双庄、王剑溪、匣龙、田庄、罩溪、白竹17个村委会。
盛产油茶、葡萄、柑橘。
.渠江总流域面积851km2,干流全长99km,干流平均坡降3.64%。
x 水电站位于渠江下游,距资水入河口15km,坝址以上控制集雨面积620km2,占总流域面积的72.9%o拟建x水电站位于梧桐水电站下游1.6km处,为径流式电站,装机容量为2xl000kW,设计引用流量38.46m3/so为开发利用x县渠江流域水力资源,促进当地经济发展,受业主委托,2006年9月由益阳市水利电力勘测设计研究院编制了《X省x县x 水电站可行性研究报告》,基于各方面的原因,受业主委托,2010年10月,由x县水利水电勘察设计室编制了《X县x水电站可研调整方案报告》。
本次防洪评价以《X水电站可研调整方案报告》为基本依据。
1.2评价依据1. 2.1法律法规和政策依据(1)《中华人民共和国水法》;(2)《中华人民共和国防洪法》;(3)《中华人民共和国河道管理条例》;(4)水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项日管理的有关规定》;(5)x省实施《中华人民共和国河道管理条例》办法。
1. 2.2防洪评价技术标准依据(1)中华人民共和国国家标准《防洪标准》GB50201-94;(2)中华人民共和国国家标准《水位观测标准》;(3)中华人民共和国国家标准《河流流量测验规范》SL58-93;(4)《水利工程水利计算规范》SL104-95;(5)《水利计算手册》;(6)《水利水电工程设计洪水计算规程》SL144-93;(7)《水电工程水库淹没处理规划设计规范》DL/T5064-1996;(8)水利部《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则(试行)》(水利部办公厅文件办建管[2004]109号)。
水位压力计算公式

水位压力计算公式好的,以下是为您生成的关于“水位压力计算公式”的文章:咱先来说说啥是水位压力。
比如说你去游泳,潜到水下,是不是感觉水好像在把你往上面推?这就是水给你的压力。
那怎么算这个压力呢?这就得提到水位压力计算公式啦!其实水位压力计算公式挺简单的,就是P = ρgh 。
这里的 P 就是压力,ρ 是水的密度,g 是重力加速度,h 是水深。
给您讲个事儿,我之前带着我家小侄子去水上乐园玩。
他特别好奇为啥在浅水区感觉轻松,一到深水区就觉得行动有点困难。
我就趁机给他讲了这个水位压力的知识。
在浅水区的时候,水比较浅,h 值小,根据公式算出来的压力也就小,所以他能轻松地跑来跑去。
可到了深水区,h 值变大了,算出来的压力也就跟着变大,就好像有一双无形的大手在轻轻地按着他,让他行动没那么自如。
您看啊,这公式在生活里用处可大了。
像水库大坝的设计就得靠它。
要是不把水位压力算清楚,大坝可就危险啦!工程师们得根据水深、水的密度还有重力加速度,精确地算出压力有多大,才能保证大坝建得结结实实的,不会被水给冲垮。
再比如说,潜水员在水下工作的时候,也得清楚水位压力。
不然下潜得太深,压力太大,身体可受不了。
他们得根据这个公式来决定自己能安全下潜到多深的地方。
还有啊,一些水下的设备,比如海底管道,也得考虑水位压力。
要是不考虑清楚,管道可能就会被压坏,那可就麻烦大了。
其实咱们学习这个水位压力计算公式,不只是为了应付考试,更是为了能在生活里派上用场,解决实际问题。
就像我给小侄子解释的那样,知识就在身边,只要咱们留心,就能发现它的用处。
总之,这个水位压力计算公式虽然看起来简单,但其背后的意义和应用可广泛着呢!希望大家都能掌握它,让它为我们的生活和工作带来便利。
水压计算公式

⽔压计算公式三、⽔量及⽔压1、⽔量本⼯程根据《煤矿安全规程》,《煤炭⼯业矿井设计规范》(GB50215-2005),《煤炭⼯业给⽔排⽔设计规范》(MT/T5014-96)、《煤矿井下消防、洒⽔设计规范》(MT/T 5032-2003)等规范进⾏设计。
矿井最⾼消防洒⽔及绿化⽤⽔量为236.6m3/d,其中井下消防洒⽔等⽤⽔量为207.4m3/d。
2、⽔压矿井井下消防洒⽔系统和净化⽔幕等,均取⾃地⾯⽣产、消防⽔池,由⾼⽔位⾃然压头给⽔⽅式。
地⾯静压⽔池的标⾼为+182m,⽽矿井移交投产时的标⾼为+10m,最终⽣产⽔平标⾼为-280m。
其⽔压达到1.6MPa~4.6 MPa。
设计根据井下消防洒⽔系统管路的长度,对井下最远点的⽤⽔压⼒进⾏计算。
依据下⾯公式 P=Pnp+∑Pi+0.1 =0.5+0.056+0.1 =0.656 kg/cm2P —最远地点⽤⽔设备所压⼒估算值,Mp a ;Pnp —该设备的额定压⼒,以消防⽔管为例,0.5Mp a ; ∑Pi —输⽔管路各部分压⼒损失之和。
包括直线管和各种管件的局部损失。
设计时通常按每公⾥管道长度取λ=30~40KP a /Km ,并按下式计算:∑Pi=1000λ×L ×10-3=100035 ×1600×10-3=0.056 Mp a式中L —地⾯静压⽔池出⼝⾄最远地点⽤⽔设备的管道全长,m ;经计算最远地点⽤⽔设备所需压⼒为0.656 Mpa ,⽽矿井采⽤的是⾼⽔位⾃然压头给⽔⽅式,其⽔压达到1.6MPa ~4.6 MPa,要远⼤于井下⼯作⾯地点所需要的压⼒。
3、管路的选者计算(1)给⽔管路直径 d 排=3600V 4Q排π=36005.114.394×103=46 mmQ ——井下消防洒⽔系统最⼤⼩时⽤⽔量,9m 3/h 。
(2)管壁厚度计算δ=0.50L 内(压许压许P 3.1R P 4.0R -+-1)+a 附=0.5×8(12.463.18002.464.0800-?-?+)+0.15=0.35cm选取Ф89×4.0⽆缝钢管作为矿井井下消防洒⽔系统的给⽔管路,由混合斜井进⼊车场、采区顺槽及回风巷。
压力换水水位公式单位

压力换水水位公式单位在物理学中,压力是一个非常重要的概念。
它是指单位面积上的力的大小。
在液体中,压力可以通过液体的深度来计算。
而换水水位公式单位则是用来计算液体的压力和水位之间的关系的公式。
我们来了解一下压力的概念。
压力是指单位面积上的力的大小,单位通常使用帕斯卡(Pa)来表示。
当液体静止时,液体的每一点都受到来自上方液体的压力。
这个压力是由液体的重力引起的,即液体的质量和重力加速度的乘积。
换水水位公式单位是用来计算液体压力和水位之间关系的公式。
这个公式是根据液体的密度、重力加速度和液体的高度来推导得出的。
换水水位公式单位可以用来计算液体的压力,进而推断液体的水位。
换水水位公式单位的表达式为:P = ρgh,其中P表示压力,ρ表示液体的密度,g表示重力加速度,h表示液体的高度或者水位。
通过这个公式,我们可以很方便地计算出液体的压力。
当液体的密度、重力加速度和高度都已知的情况下,只需要将这些数据带入公式中,就可以得到液体的压力了。
这个公式的单位是帕斯卡(Pa),也可以用其他单位表示,比如用毫米水柱(mmH2O)来表示。
例如,如果我们知道某个液体的密度为1000千克/立方米,重力加速度为9.8米/秒^2,液体的高度为10米,那么我们可以通过换水水位公式单位来计算出这个液体的压力。
将这些数据带入公式中:P = 1000 * 9.8 * 10 = 98000帕斯卡(Pa)。
除了液体的压力,换水水位公式单位还可以用来推断液体的水位。
当我们已知液体的压力、密度和重力加速度时,可以通过换水水位公式单位来计算出液体的高度或者水位。
例如,如果我们已知某个液体的压力为50000帕斯卡(Pa),密度为800千克/立方米,重力加速度为9.8米/秒^2,那么我们可以通过换水水位公式单位来计算出这个液体的水位。
将这些数据带入公式中:50000 = 800 * 9.8 * h,解方程得到h = 6.38米。
通过这个例子,我们可以看到换水水位公式单位的实际应用。
压力和液位的关系计算公式

压力和液位的关系计算公式在工程和物理学中,压力和液位之间存在着密切的关系,这种关系可以通过一定的计算公式来描述。
压力是指单位面积上的力的大小,通常用帕斯卡(Pa)作为单位,而液位则是指液体表面上的高度,通常用米(m)作为单位。
在液体静压力的情况下,液位和压力之间的关系可以用以下的计算公式来描述:P = ρgh。
其中,P表示液体的压力,ρ表示液体的密度,g表示重力加速度,h表示液体的高度。
这个公式被称为液体静压力的计算公式,它描述了液体的压力与液位之间的关系。
液体的压力与液位之间的关系可以通过一个简单的实验来验证。
首先,我们需要准备一个透明的容器,并在容器中注入一定量的液体,然后在容器的侧面标出不同液位的高度。
接下来,我们可以在不同液位处测量液体的压力,通过实验数据的分析,我们可以得出液体的压力与液位之间的关系,验证液体静压力的计算公式的正确性。
液体的压力与液位之间的关系在工程和物理学中具有重要的应用价值。
首先,在液体的输送和储存过程中,我们需要考虑液体的压力与液位之间的关系,以确保输送和储存的安全可靠。
其次,在水利工程和水资源管理中,我们也需要考虑液体的压力与液位之间的关系,以合理地设计和利用水资源。
此外,在建筑工程和土木工程中,我们也需要考虑液体的压力与液位之间的关系,以确保建筑物和结构的安全可靠。
除了液体静压力的计算公式之外,液体的压力与液位之间的关系还可以通过其他的计算公式来描述。
例如,在液体动压力的情况下,液体的压力与液位之间的关系可以用以下的计算公式来描述:P = 0.5ρv^2 + ρgh。
其中,P表示液体的压力,ρ表示液体的密度,v表示液体的流速,g表示重力加速度,h表示液体的高度。
这个公式被称为液体动压力的计算公式,它描述了液体的压力与液位之间的关系。
液体的压力与液位之间的关系是工程和物理学中一个重要的研究课题,它不仅具有理论研究的意义,还具有广泛的应用价值。
通过对液体的压力与液位之间的关系的研究,我们可以更好地理解和应用液体的性质,为工程和物理学的发展提供重要的理论和实践支持。
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第二章水电站引水道建筑物第一节引水道引水道的功用是集中落差,形成水头,将水流输送到水电站厂房,然后将发电后的水流(称为尾水)排到原河道。
引水道分为无压引水道和有压引水道两类。
无压引水道的特点是具有自由水面,引水道承受的水压不大,适用于无压引水式水电站,河道或水库的水位变化不大。
在结构型式上,无压引水道最常用的是渠道和无压隧洞。
渠道常沿山坡等高线布置,受地形及地质条件制约,其长度和开挖工程量较大,且运行期要经常维护、修理,但由于在地表面施工,因而比较方便,中小型电站常采用渠道引水。
某些特殊情况下,如崎岖的山坡等,可能无法沿着不规则的等高线布置引水道,则对较深的峡谷可采用渡槽越过,对较浅的峡谷用倒虹吸穿越,对山岭用无压隧洞穿过。
有压引水道的特点是引水道内为压力流,承受的水压力较大,适用于有压引水式水电站,河道或水库水位变幅较大。
有压隧洞是最常用的结构型式,它可以利用岩体承受内水压力和防止渗漏。
在很特殊的情况下,有压引水道可采用压力管道。
一、引水渠道(一) 水电站引水渠道的要求水电站的引水渠道与一般灌溉和供水渠道不同。
电网中一天负荷变化很大,水电站一般起调峰作用,引用流量随负荷变化而变化,通常将水电站的引水渠道称为动力渠道。
水电站引水渠道应满足以下基本要求:(1) 有足够的输水能力。
当电站负荷发生变化时,机组的引用流量也随之变化。
为使引水渠道能适应由于负荷变化而引起的流量变化要求,渠道必须有合理的纵坡和过水断面。
一般按水电站的最大引用流量Q max设计。
(2) 水质要符合要求。
防止有害污物和泥沙进入渠道,渠道进口、沿线及渠末都要采取拦污、防沙、排沙措施。
(3) 运行安全可靠。
应尽可能减少输水过程中的水量和水头损失,因此渠道要有防冲、防淤、防渗漏、防草、防凌等功能。
渠道内水流速度要小于不冲流速而大于不淤流速。
渠道的渗漏要限制在一定范围内,过大的渗漏不仅造成水量损失,而且会危及渠道安全。
渠道中长草会增大水头损失,降低过水能力,在易长草季节,维持渠道中的水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可拟制水草的生长。
渠道中加设护面既可减小糙率,又可防渗、防冲、防草、有利于维护边坡稳定,保证电站出力,但工程造价增加。
在严寒季节,水流中的冰凌会堵塞进水口的拦污栅。
为了防止冰凌的生成,可暂时降低水电站出力,使渠道流速小于0.45m/s~0.60m/s,并迅速形成冰盖。
为了保护冰盖,渠内流速应限制在1.25m/s以下,并防止过大的水位变动。
在进行线路选择时主要考虑沿线的地质和地形条件。
一般应选择在岩体稳定性较好、渗透性和风化较弱的区域。
在下列情况下不宜选择无压引水渠道方案:(1) 山坡不稳定时;(2) 山坡过陡;(3) 渠道以上的山坡有不稳定的山体,或常有石块滚落下来;(4) 有可能发生雪崩的部位;(5) 气候严寒,冰冻期较长,渠中水流有冰冻的可能。
在遇到这些问题时,可采用相应的工程措施,如将渠道局部封闭等。
(二) 动力渠道的类型1.非自动调节渠道。
渠顶大致平行渠底,渠道的深度沿途不变,在渠道末端的压力前池中设泄水建筑物(溢流堰)。
当水电站的引用流量等于渠道设计流量时,水流处于均匀流状态,水面线平行渠底,渠内为正常水深,压力前池水位低于堰顶;当电站引用流量小于渠道设计流量时,水面线为雍水曲线,水位超过堰顶,开始溢流;当水电站引用流量为零时,通过渠道的全部流量泄向下游。
这种渠道的优点是:渠顶能随地形而变化,当渠道较长,底坡较陡时,工程量比较小。
溢流堰可限制渠末的水位,保证向下游供水。
其缺点是若下游无用水要求而进口闸门又不能及时关闭时,则造成大量无益弃水。
2.自动调节渠道。
渠道首部堤顶和尾部堤顶的高程基本相同,并高出上游最高水位,渠道断面向下游逐渐加大,渠末不设泄水建筑物。
当水电站的引用流量为零时,渠道内水位是水平的,渠道不会发生漫流和弃水现象;当水电站引用流量小于渠道设计流量时,渠道内出现雍水曲线;当水电站引用流量大于渠道设计流量时,渠道内为降水曲线。
这种渠道在最高水位和最低之间有一定的容积,从而在一定程度上起到了自动调节的作用,为电站适应负荷变化创造了条件,但工程量较大。
(三) 渠道的断面尺寸引水渠道一般在山坡上采用挖方、回填或半挖半填的方式修建,其断面形状也多种多样,如梯形、矩形等,以梯形最为常见。
边坡坡度取决于地质条件及衬砌的情况。
在岩石中开凿出来的渠道边坡可近于垂直而成为矩形断面。
在选择断面型式时,应尽力满足水力最佳断面,同时要考虑施工、技术方面的要求,确定合理实用断面。
决定断面尺寸时,首先要满足防冲、防淤、防草等技术条件,拟定几个可能的方案,经过动能经济比较,选出最优方案。
经过动能经济计算后,得到的渠道断面F e称为经济断面。
工程实践表明,渠道的经济流速V e大致为1.5~2.0m/s,则F e=Q max/V e,粗略估算渠道尺寸时可做为参考。
(四) 渠道的水力计算特点渠道的水力计算主要任务是根据设计流量,选定断面尺寸、糙率、纵坡和水深。
1.恒定流计算(1) 根据均匀流计算出流量Q、过水断面F、水力半径R、底坡i、糙率n 之间的关系。
当i 、F均已选定,可求出渠道正常水深与流量之间的关系曲线h n~Q。
(2) 根据断面F,假定一系列临界水深h c,可算得与其相对应的流量Q,从而作出h c~Q关系曲线,即曲线②。
(3) 非均匀流计算的目的是决定水面曲线。
对于给定的渠首设计水深h1(即水库为设计低水位、闸门全开下的渠首水深),利用水力学中非均匀流水面曲线的计算方法可求出渠道通过不同流量时渠末水深h2,绘出h2~Q关系曲线,即曲线③。
(4) 根据渠末溢流堰的实际尺寸,按堰流公式可以得出渠末水深h2(等于堰顶至渠底的高度h W,加上堰上水头)与溢流流量Q W的关系曲线h W ~Q W即曲线④。
这几条曲线的关系及意义如下:曲线①与曲线③的交点N表示h1= h2,渠内发生均匀流。
此时的流量相应于渠道的设计流量Q d。
若水电站引用流量大于Q d,h2<h n,渠中出现降水曲线,且随着流量的增加h2迅速减小。
h2的极限值是临界水深h c,即曲线②与曲线③的交点C。
此时的流量Q c为给定渠首水深h1下渠道的极限过水能力。
Q d一般采用水电站的最大引用流量Q max,这是因为:(l) 使渠道经常处于雍水状态工作,以增加发电水头;(2) 避免因流量增加不多而水头显著减小的现象;(3) 使渠道的过水能力留有余地,以防止渠道淤积、长草或实际糙率大于设计采用值时,水电站出力受阻(即发不出额定出力)。
水电站引用流量小于Q max(即Q d)时,渠中出现雍水曲线,渠末水位随流量减小而上升。
当水电站引用流量等于Q A时,即曲线③与堰顶高程线的交点A处,h2 = h W,刚好不溢流。
当水轮机流量Q t在0与Q A之间时,h2 > h W,溢流堰发生溢流,溢流流量为Q W,通过渠道的流量为Q t+Q W。
当水电站停止运行(Q t = 0)时,通过渠道的流量全部由溢流堰溢走,相应于曲线③与曲线④的交点B,这就是溢流堰在恒定流情况下的最大溢流流量Q W max,相应水位为恒定流下渠末最高水位。
当水库水位在一定范围内变化时,渠首水深h1也要发生变化,可取几个典型h1进行非均匀流计算,得出相应的h2~Q曲线,进行综合分析。
2.非恒定流计算非恒定流计算的目的是研究水电站负荷变化时渠道中水位和流速的变化过程。
计算内容包括:(1) 水电站突然丢弃负荷时渠道涌波的计算,求出渠道沿线的最高水位,用以确定堤顶高程;(2) 水电站突然增加负荷时渠道的涌波计算,求得最低水位,以确定压力管道进口高程;在任何情况下,压力管道进口不得露出水面;(3) 水电站按日负荷图工作时渠道中水位及流速变化过程,以研究水电站的工作情况。
二、引水隧洞发电隧洞水电站最常见的输水建筑物之一。
从功用上来分,发电隧洞分为引水隧洞和尾水隧洞;根据隧洞的工作条件,又可分为有压隧洞和无压隧洞,发电引水隧洞多数是有压的,尾水隧洞则以无压洞居多。
(一) 隧洞路线选择隧洞的线路选择是设计中的重要内容,关系到隧洞的造价、施工难易、施工安全、工程进度和运用可靠性等。
隧洞线路选择要和进水口、调压室、压力管道及厂房位置联系起来综合考虑,必须在认真勘测的基础上拟定不同的方案,进行技术经济比较后确定。
在满足水电站枢总体布置的前提下,隧洞线路布置的总原则是:洞线短、弯道少,沿线的工程地质、水文地质条件要好,并便于布置施工平洞。
(1) 地形条件。
隧洞进出口处地形宜陡,进出口段应尽量垂直地形等高线,其洞顶围岩厚度应不小于1.0倍开挖洞径,洞身的埋藏深度应满足洞顶以上围岩重量大于洞内静水压力的要求;拟利用围岩抗力时,围岩厚度不应小于3.0倍开挖洞径;要利用山谷等有利地形布置施工支洞。
(2) 地质条件。
隧洞线路应布置在地质构造简单、山岩比较完整坚固、山坡稳定的地区,尽量避开不利的地质构造,如断层、破碎带和可能发生滑坡的不稳定地段,同时应尽量避开山岩压力很大、渗水量很大的岩层。
当洞线与岩层、构造断裂面及主要较弱带相交时,其夹角应尽量靠近90°。
在整体块状结构的岩体中,其夹角不宜小于30度。
在层状岩体中,特别是层间结合疏松的高倾角薄岩层,其夹角不宜小于45度。
隧洞的进出口在开挖时易于坍方,在运用中也容易受地震破坏,所以应选择覆盖或风化层浅、岩石比较坚固完整的地段,以避免施工和运用中发生塌方、堵塞洞口的事故。
如果无法避开,可以通过结构设计和施工措施加以改善。
(3) 施工条件。
对于长隧洞,洞线选择时还应考虑设置施工支洞问题,以便于增加施工工作面,有利于改善施工条件,加快施工进度。
有压隧洞要设0.3%~0.5%的纵坡,以利施工排水及放空隧洞。
(4) 水力条件。
洞线尽可能直,少转弯;必须转弯时弯曲半径一般大于5倍洞径,转角不宜大于60度,以使水流平顺,减小水头损失。
(二) 隧洞水力计算有压隧洞的水力计算包括恒定流及非恒定流两种。
(1) 恒定流计算。
目的是研究隧洞断面、引用流量及水头损失之间的关系,以便确定隧洞尺寸。
(2) 非恒定流计算。
目的是求出隧洞沿线各点的最大、最小内水压力值,首先求出调压室内的最高及最低水位,水库水位与调压室内的最高水位的连线即为隧洞的最大内水压力坡降线,据此确定隧洞衬砌的设计水头, 水库的低水位与调压室最低水位的连线即为隧洞最小内水压力坡降线,隧洞顶各点高程应在最低压坡线之下,并有1.5~2.0m的压力余幅,以保证洞内不出现负压。
当隧洞末端无调压室时,其非恒定流计算即为水击计算。
要避免在隧洞中出现时而无压时而有压的不稳定工作状态。
(三) 隧洞的断面尺寸常见的隧洞断面型式有圆形、城门洞形、马蹄形及高拱形四类。
有压隧洞常采用圆形断面。
对于无压隧洞,地质条件良好时通常为城门洞形,洞顶和两侧围岩不稳时采用马蹄形,洞顶岩石很不稳定时采用高拱形。