第三章 水电站进口和引水建筑物
水利水电工程导论第三章..
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
枢纽布置中将泄洪、发电、航运三类建筑物作 为主体，整体协调统筹规划，解决好排漂、冲沙、 防淤等复杂的技术问题。为了防止航道淤积，在大 江电厂和 1 号船闸右侧设 9 孔冲沙闸；在三江航道 2 、3号船闸设6孔冲沙闸，并在二江厂房及大江厂房 与船闸之间建有防淤堤，利用三江航道“静水通航 ，动水冲砂”，为船闸和电厂的防淤、冲沙起积极 作用。即平时冲砂闸关闭，引航道内为静水，以利 于船只航行。在需要冲砂时，关闭船闸，开启冲砂 闸，利用洪水期的多余洪水通过引航道，使引航道 内淤积的泥沙在较大的流速作用下带向下游。
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
永久通航建筑物设于左岸，包括双线 5 级连续 梯级船闸及单线单级垂直升船机。每级船闸闸室的 有效尺寸为 280m34m5m，可通过万吨级船队。垂直 升船机的乘船厢有效尺寸为 120m18m3.5m，一次可 通过 3000t 级船舶。永久通航建筑物年单向通过能 力5000万t。工程建成后可改善航道约660km。经水 库调蓄后，宜昌下游枯水期最小流量从3000m3/s提 高到5000m3/s。洪水期万吨级船队可由汉口直达重 庆。
第三章 水库、水利枢纽及水工建筑物
第一节 第一节 水 水库 库
3.1 水库
一、水库及其作用
凡是拦蓄一定水量，并能起径流调节作用的蓄 水水域，就称为水库。一般指在河流上建筑物拦河 坝（闸）造成的人工湖。湖泊、池、淀等有拦蓄水 量作用的，有时亦称“天然水库”。 众所周知，天然情况下，河流来水在各年间都 有较大的变化，在一年内也是分配不均匀的，它与 人们用水在时间和水量分配上往往存在着矛盾，解 决矛盾的主要措施是兴建水库。
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
泄洪表孔和泄洪深孔相间布置，组成泄洪坝段 ，布置在河床中部偏右岸的位置。泄洪排漂孔布置 在泄洪坝段的两侧。 水电站为坝后式厂房，分置于溢洪坝段两侧坝 后。左侧厂房安装14台水轮发电机组，厂房全长 643.6m；右侧厂房安装12台机组，厂房全长584.2m 。26台机组的单机容量均为700MW，总装机容量 18200MW。年均发电847亿kW·h，主要供电华中、华 东地区，部分送到重庆市。续建的右岸地下厂房， 总装机容量4200MW（6700MW）。
水电站》综合练习
ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE水电站综合练习题班级：学号：姓名:浙江水利水电专科学校第一部分绪论思考题1.按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为几种基本方式？各种水电站有何特点及适用条件？2.水电站有哪些组成建筑物？其主要作用是什么？二、填空题1.水电站的基本布置形式有_______、__________、__________ 三种，其中坝式水电站分__________、__________、__________等形式。
2.水电站建筑物包括：_________________、_________________、______________、______________、______________、______________、______________组成。
3.有压引水式水电站由_________________、_________________、______________、______________、______________等组成；而无压引水式水电站由_____________、_____________、______________、______________、______________等组成。
4.抽水蓄能电站的作用是___________________________________，包括_________________和_________________两个过程。
5.按其调节性能水电站可分为____________和______________两类6.我国第一个水电站是1912年建成的_________ ___。
第二部分水轮机一、单项选择题1.水轮机的工作水头是（）。
（A）水电站上、下游水位差（B）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差2.水轮机的效率是（）。
（A）水轮发电机出力与水流出力之（B）水轮机出力与水流出力之比3.反击式水轮机是靠（）做功的。
第三章 水电站进口和引水建筑物
一、压力前池的作用 (1) 平稳水压、平衡水量 (2) 均匀分配流量。
(3) 宣泄多余水量。
(4) 拦阻污物和泥沙。
二、压力前池的组成建筑物
(1) (2) (3) (4) (5) 前室(池身及扩散段) 进水室及其设备。 泄水建筑物 放水和冲沙设备 拦冰和排冰设备
水电站压力前池
压力前池组成部分相对位置
4．引水渠道水力计算
渠道的水力计算主要任务：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：确定底坡、横断面尺寸。（详见水力学） (2) 非恒定流计算 1) 计算水电站丢弃负荷时渠道涌浪（最高水位）确定堤顶高程。 2) 计算水电站增加负荷时渠道波（最低水位），确定压力管道进口高程（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。
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。 排沙方法：水流冲沙、机械排沙。 连续冲沙：由底部冲沙廊道进行。 定期冲沙：关闭池后闸门，降低池中水位，向原河道冲沙。 机械排沙：挖沙船。
制。
三、压力前池的布置
检修闸门 位置： 作用： 运用： 型式：
启闭设备
启闭 机台
闸门和启闭机
3．通气孔及充水阀
（1）通气孔 作用：充水排气 位置： 设计:5%
（2）充水阀。 作用：减小启闭力 位置：
关闭补气
3.3
无压进水口
•特征：
引水建筑物水电站
引水建筑物水电站水电站是一种将水能转换为电能的重要设施，是我国能源产业中的重要组成部分。
而引水建筑物则是水电站的重要组成部分，关键在于将水汇聚、调度和输送到水轮发电机组。
在水电站工程开发设计过程中，引水建筑物被认为是工程项目的“命脉”，对水电站的运营及效益起着至关重要的作用。
引水建筑物的定义引水建筑物主要包括水库大坝、沟渠、隧洞、明渠和水电站厂房等一系列与之相关的建筑。
其中，水库大坝是水电站最主要的引水建筑物之一。
大坝建筑形式多样，大致可以分为重力坝、拱坝、重力拱坝和土石坝等，由于瀑布式水电站的落差较大，所以选址较高的山区多采用大坝的形式。
沟渠则是将水库中初级处理对水库的流出水进行调度后带出的引水渠道，沟渠的设计和建设关系到水库与水电站之间的水流输送。
隧洞是利用山体和岩层地质结构建成的方便水流流动的输水隧道。
明渠是指对水库中的水直接进行处理后带出的渠道，主要采用于中小型水电站工程。
水电站厂房是水电站机组、调度和控制设备的重要场所。
引水建筑物的重要性引水建筑物是水电站建设中很重要的组成部分，首先，它是集中式水电站水资源控制的重要场所。
由于集中式水电站一般功能复杂，有多种水利用和开发功能，所以需要较复杂的水资源调度、控制和利用设施。
其次，强制性要求其建筑的稳定性和安全性。
水电站是为了发电，因此开发水电市场至关重要，而水电市场的核心在于电站的稳定ness和安全性。
最后，水电站建设过程中引水建筑物的建设周期和工程成本都很高。
每一项工程的精细设计，建造和安装都需要成本支持，所以引水建筑物控制水电站运行成本的一个主要手段。
引水建筑物的建设要求•引水建筑物设计中要考虑到水力性、力学性、结构性、工艺性和环保等多个方面的要求，特别是对于大坝的设计和施工，要求比较严格。
•在设计和运行过程中，需要对引水建筑物的水流及水流分布进行系列检测，从而确保引水建筑物结构、设备的正常工作和安全稳定。
•在施工过程中，应做好与环境和气候变化的协调工作，以减少对环境的影响和减少劳动力活动带来的构造破坏和工作安全问题。
大工14秋《水电站建筑物》辅导资料8
水电站建筑物辅导资料八主题：第三章水电站引水建筑物学习时间：2014年11月17日－11月23日内容：我们这周主要学习第二部分水电站建筑物第三章的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对水电站引水建筑物相关知识的理解。
一、学习要求1. 掌握引水建筑物的功用类型，掌握引水渠道和明流隧洞的类型、布臵，了解相应水力计算，掌握各渠道建筑物的特点和适用情况；2. 掌握压力前池和日调节池的作用和布臵，掌握日调节池的调节方式；3. 掌握压力引水隧洞的特点和布臵原则，了解相应水力计算，掌握引水隧洞断面尺寸计算，掌握引水线路的选择。
二、主要内容重要知识点：引水建筑物的功用类型，引水渠道和明流隧洞的类型、布臵，各渠道建筑物的特点和适用情况；压力前池和日调节池的作用和布臵，日调节池的调节方式；压力引水隧洞的特点和布臵原则，引水隧洞断面尺寸计算，引水线路的选择。
第三章水电站引水建筑物1. 定义：连接水电站进水口到水轮机进口之间的水道，称为水电站上游水道或引水道，连接水轮机尾水管出口到下游河道之间水道称下游水道或尾水道。
2. 功用：集中落差，形成水头，输送水量到水轮机。
也用作尾水渠，将发电以后的水排到下游河道。
3. 类型（两个重要名词解释）无压引水道：渠道、无压隧洞。
具有自由水面，引水道承受的水压力不大。
适用于无压引水电站。
有压引水道：有压隧洞。
洞中水流为压力流，隧洞承受内水压力很大。
适用有压引水电站第一节引水渠道和明流隧洞（一）引水渠道1. 渠道的要求（各要求常见选择题）水电站的引水渠道称为动力渠道。
要求：有一定的输水能力；水质要符合要求；渠道进口、沿线及渠道末端都要采取拦污、防沙、排沙措施；运行安全可靠，要防冲、防淤和防渗；结构经济合理，便于施工及运行。
2. 渠道的类型（掌握两种渠道类型和适用情况）根据渠道的水力特性分为非自动调节渠道和自动调节渠道。
（1）非自动调节渠道渠道堤顶大致平行渠底，渠道的深度沿途不变，在渠道末端的压力前池中设溢流堰。
水电站各章重点——国家重点规划教材
水电站各章重点——国家重点规划教材第一章水电站进水口建筑物1．位置位于引水系统的首部。
功用：按发电要求将水引入水电站的引水道。
2．应满足的要求：1.流量足：合理的安排高程2.水质好，拦污、排沙3.能控制闸门、阀门4水头损失小，进水口形状合理5满足结构要求-强度，刚度，稳定性3．水电站进水口分为：有压进水口和无压进水口1有压：压力流，取深层水，无自由水面，后接有压引水系统。
2无压：明流，取表层水，有自由水面，后接明渠引水系统。
有压进水口：1．有压进水口的组成：1.进口段2.闸门段3.渐变段2．有压进水口设备和构成：设备1.拦污栅2.启闭机3闸门。
构造：1.通气孔2.旁通管3．各种进水口的适用条件隧洞式进水口布置：整个山体中开挖的隧洞里，闸门布置在开挖的竖井中优点：结构简单，不受风浪和冰冻的影响，地震影响比较小，安全可靠缺点：竖井之前的隧洞段不便检修，竖井开挖困难适合：地质条件好，地形较陡墙式进水口布置：山体之外，紧靠山体的单独墙式建筑物要求：要承受水压力及山岩压力，有足够的强度和稳定性适合：地质条件差，地形较陡，不易开挖竖井塔式进水口布置：进口段，闸门段单独竖立在水库中，独立于岩体之外要求：要承受水浪压力和地震压力较大，稳定性差适合：地质条件差，岸坡较缓坝式进水口布置：在坝体上要求：削弱了坝体，进口段和闸门段合并适合：混凝土重力坝4．有压进水口的位置要求：1水流平顺2无淤泥3无干扰4协调高程(闸门顶)确定原则：低于运行中的可能出现的最低水位，不产生漏斗状吸气漩涡轮廓尺寸确定原则：水头损失小，工程造价低5.拦污设备1作用：防止有害污物进入或堵塞进水口2形式：拦污栅，浮排3布置：平面：一字型：便于清污适合洞式和墙式进水口多边形：适于塔式和坝式进水口竖向：垂直：适于坝式进水口斜放：适合于洞式，墙式，塔式优点：断面比较大，易于清污，便于人工和机械清污4拦污栅的组成：a墩座b横梁c栅片d栅条传力途径：荷载——栅条——横梁——墩座——基础6．闸门及启闭设备：工作闸门：作用：当机组或引水道发生事故时，切断水流，防止事故扩大要求：动水中关，静水中启形式：平板门，配上固定的起闭机放置：吊放在孔口顶检修闸门：作用：当检修事故闸门及其槽时用以挡水要求：静水开闭形式：平板门，可以几个进水口共用一套检修闸门7．通气孔与充水阀通气孔：作用：当引水道充水时用以排气，事故闸门关闭放空引水道时用以补气位置：工作闸门后，顶高程高于最高洪水位充水阀的作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便于静水中开启闸门，减少启闭力8．无压进水口和沉沙池无压进水口：位置：河流弯曲段凹岸拦污设备：双层浮排+拦污栅拦沙：拦沙坝沉沙池：原理：利用扩大的断面，减小水流的流速，减小水流携带泥沙的能力，使有害泥沙沉积在池内第二章水电站引水道建筑物一.引水道：功用：1.引入水流2.集中水头要求：1.流量足2水质好3.水头损失小4.能控制 5.稳定、经济分类：1.有压2.无压二.引水渠道条件：1.水位变化小2.地形平缓3.岸坡稳定4.中小型水电站布置：尽量沿山坡等高线布置三.引水渠道非自动引水渠道：特点：靠渠末的溢流堰来调节水量适用：渠道较长，下游有用水要求自动引水渠道：特点：靠渠道自身水面线的变化来改变输水量的变化适用：渠道较短，下游无用水要求四.引水隧洞的特点（与明渠相比）：1.洞线短2.调节性能好3.受地表影响小4.利用固岩抗力5.对施工的机械化要求高6.造价高，工期长2.分类：有压隧洞和无压隧洞3. 线路选择的原则：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：隧洞进出口地形宜陡2.地质条件：地质构造简单，山岩较完整坚固，山坡稳定区3.施工条件：对于长隧洞应该考虑设支洞，加快施工进度4.洞线尽可能直，少转弯五.压力前池：作用：1.平稳水压平衡水量2.均匀分配流量 3.渲泄多余水量4.拦污物和泥沙5.改变水流流态，从无压到有压组成：1.前池2.进水口3.冲沙、拦沙4.烂污布置：1.水流平顺2.地质条件好，布置在挖方基础上3.尽可能靠近厂房进水方式：1.正向进水2.侧向进水3.斜向进水第三章水电站压力管道一.功用：向水轮机输送并分配流量特点：内水压力大，坡度陡，承受动水压力二.分类1.按材料：刚管，铨管，预应力铨，钢衬铨 2.按结构形式：明管，埋管，混凝土坝身管道三.压力管道规模的判别：HD(m.m)H——管内可承受的最大内水压力D——管子的内径四.压力管道的供水方式：1.单元供水优：1.运行方便2.不设下闸门3.维修方便4.结构简单，便于施工缺：1.工程量大2.造价高3.费钢材适：1.单机流量大2.水头小3.管线短4.坝内管2.联合供水优：1.工程量小2.省钢材缺：1.运行不可靠，干扰大2.下阀门不能省3.分叉管多，加工施工困难适：1.Q单小2.路线长3.有调压室4.埋地下管3.分组供水：适1.线路较长2.Q单大3.机组台数多五．明管引水方式：1．正向引进定义：压力管道的轴线与厂房纵轴线垂直优点：水流方向较好缺点：一旦出事对厂房危害较大适：中低水头电站，地下埋管2. 侧向引进：优点：对厂房影响小缺点：1. 水头损失大2.加工不便3.水流流态不好适：高水头，明钢管的布置3. 斜向引进六、压力管道的线路选择的一般原则：1.线路尽可能短直2.地质条件尽可能好3.施工，运行，可靠，方便1.明管：1.尽可能垂直与等高线布置2.尽量沿山脊布置3.沿线墩座要有坚实的基础4.沿线设排水沟2.隧洞式埋管：1.地质条件好，地下水位低。
3、引水建筑物
水利水电工程建筑物讲稿（水电站建筑物部分）第三章引水建筑物（第七章）§7—1 动力渠道的功能、要求及类型水电站引水渠道用于输送发电流量和集中落差，称为动力渠道。
一、动力渠道的基本要求1）、足够的输水能力2）水质符合要求3）运行安全可靠，满足不冲、不淤、防草、防冻要求4）能防洪、放空和维护检修5）满足经济要求二、类型及适用条件（一）自动调节渠道特点：渠堤顶部高程不变，渠底以一定坡度延伸，渠末不设溢流堰；通过设计流量时，水面线平行于底坡。
水流为恒定流；渠中流量为零时，水位与上游河道水位平齐。
由于该种渠道水位通过自身进行调节，故称为自动调节渠道。
（二）菲自动调节渠道图7-1 P104特点：渠堤顶高程沿渠长降低，与渠低坡度一致，渠道末端压力前池中设有泄水建筑物，如溢流堰等。
当渠道流量中通过最大流量时，渠中水流为恒定均匀流，渠末水位低于堰顶；当机组引用流量小于设计流量时，渠中水面形成壅水曲线，当引用流量进一步减小，道渠末水位超过堰顶时，则开始溢流。
当水电站引用流量为零时，通过渠道的全部流量由溢流堰泄走，如图7-2所示。
这种渠道的堤顶只要最高水位线超过安全超高即可。
为减少弃水，可根据电站负荷变化，运用渠首闸门调节入渠流量。
溢流堰可限制渠末水位，保证下游用水，这种渠道的工程量较小，当渠道较长，上游水位变化范围较大，或者电站停止运行而渠道仍需向下游供水时，宜采用非自动调节渠道。
§7—2 动力渠道的水力计算及断面尺寸一、恒定均匀流二、恒定菲均匀流（了解）三、非恒定流（了解）四、断面尺寸一般按照经济流速1.5~2.0m/s作为基本控制条件确定§7—3 压力前池及日调节池一、压力前池压力前池又称压力池或前池，位于动力渠道的末端，是水电站引水建筑物与水轮机压力管道的连接建筑物（一）作用及组成图7-7 P1111、压力前池的作用（1）分配水流。
（2）平稳水压，平衡水量。
(3) 挡阻污物和泥沙。
小型水力发电站设计规范
小型水力发电站设计规范（试行）GBJ71—84编制说明第一章总则第二章水文、水利及水能第三章工程总体布置及水工建筑物第四章水力机械第五章电气部分第六章闸门、拦污栅和启闭设备附录本规范用词说明第一章总则第1。
0.1条小型水力发电站（以下简称水电站)设计,必须认真执行国家的技术经济政策, 根据国民经济发展的需要, 按照地方水利、电力、航运、木材流送、水产和环境保护等规划的要求,统筹安排, 因地制宜, 合理利用水资源, 做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
第1。
0.2条本规范适用于装机容量2。
5万kW及以下, 机组容量1万kW以下, 其中机电部分, 适用于机组容量为500～6000kw、出线电压不超过35kV的新建水电站的设计。
第1.0.3条水电站的初步设计, 宜在河流（河段或地区)规划和地方电力规划的基础上, 根据经审批的设计任务书进行。
对上、下游有影响的河段的开发, 应征求相邻地区意见.第1.0。
4条水电站设计, 必须认真进行调查、研究、勘测和试验工作, 以便取得水文、气象、地形、地质、地震、建材及地方工农业和淹没、移民以及其他国民经济综合利用要求等项基本资料和数据.第1.0。
5条水电站设计, 除应符合本规范的规定外, 尚应符合现行的有关标准和规范的规定.第二章水文、水利及水能第一节水文第2。
1。
1条水电站设计, 应收集流域自然地理特性、气象、水文资料, 并应进行整理分析, 或进行必要的复查和修正.整理分析的主要内容如下:一、流域和河道特征值；二、实测水文资料中的水尺位置、水尺零点高程、水准基面的变动、水位和流量观测情况、浮标系数的采用、测流断面的冲刷和淤积变化、水位流量关系曲线高、低水部分的延长方法等；三、受水利工程或分洪、决口等因素影响的径流和洪水资料；四、历史洪水、枯水资料.第2。
1。
2条水电站的水文计算,应根据工程特点和设计要求, 提供下列各项成果的全部或部分内容:一、径流取水口或坝址历年各月（旬、日)平均流量的系列表,年平均流量、时段（旬、日)平均流量频率曲线, 指定频率的设计年平均流量及其年内各月（旬、日）平均流量.二、洪水（包括分期洪水）设计洪峰流量, 不同时段设计洪水量及设计洪水过程线.三、泥沙悬移质的多年平均年输沙量和月分配,典型年月分配,多年平均颗粒级配曲线。
水电站引水建筑物—引水建筑物功用与类型
需的流量。
8.1.2 引水建筑物的类型
➢ 分为无压引水建筑物和有压引水建筑物两大类。 ➢ 无压引水建筑物的特点是具有自由水面，适用于无压引水式水
电站以及河道或水库的水位变化不大，沿线地形平缓、岸坡稳 定的情况。最常用的有引水渠道或无压隧洞。 ➢ 有压引水建筑物的特点是引水道水流为压力流，承受的水压力 较大，适用于有压引水式水电站以及河道或水库水位变幅较大 的情况。最常用的结构形式是有压隧洞。
项目8 引水建筑物
Байду номын сангаас
1
引水建筑物的功用与类型
2
引水渠道
3
引水隧洞
4
压力前池
项目8 引水建筑物
8.1引水建筑物的功用与类型
8.1.1 引水建筑物的功用
➢ 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 水建筑物引水并与天然水面形成符合要求的落差(水头)进行发 电的水电站。
水电站教学大纲
《水电站》教学大纲(附: 说明书)河海大学水电系水电站教研室《水电站》教学大纲课程名称：水电站，４个学分预修课程：水力学，结构力学水利水电规划水电站电气设备教授对象：水利水电建筑工程专业本科班水电站教研室编１９９５. ５印一、课程内容第一章水轮机类型及组成部分水轮机主要类型(反击式、冲击式、混流式、轴流式、可逆式等)及其特点。
水轮机工作参数：水头、流量、出力、效率、力矩和转速等。
混流式水轮机主要组成部分：转轮、导水机构、蜗壳、尾水管。
轴流式水轮机主要组成部分：转轮(轮毂、叶片、泄水锥)、导水机构、蜗壳、尾水管。
水斗式水轮机主要组成部分：转轮、喷嘴、折流板。
蜗壳的功用和型式：蜗壳主要参数(包角、进口流速)选择。
蜗壳主要尺寸的确定。
尾水管的功用、类型和主要尺寸的确定。
第二章水轮机工作原理水流在转轮中的运动。
水轮机基本方程。
水轮机能量损失及效率：水力损失及水力效率，机械损失及机械效率，流量损失及流量效率。
水轮机汽蚀的物理过程及类型、翼型汽蚀的特性。
水轮机的汽蚀系数、吸出高度及安装高程。
第三章水轮机的特性及选型水轮机的相似条件：几何相似、运动相似和动力相似。
水轮机的相似定律及相似公式：单位转速、单位流量、比转速。
混流式水轮机主要综合特性曲线：等开度线、等效率线、出力限制线、等汽蚀系数线；轴流式水轮机主要综合特性曲线。
水轮机运转特性曲线、运转特性曲线的绘制、效率修正、飞逸转速。
水轮机台数和型号的确定，用图表选择水轮机主要参数的方法，水轮机选型中方案比较概念。
第四章水轮机调速设备水轮机调节的任务、水轮机调速器的基本原理、调速器的动特性和静特性、调速器的类型。
第五章水电站的典型布置及组成建筑物水电站的典型布置：坝式、河床式、引水式。
水电站的组成建筑物：挡水建筑物、泄水建筑物、水电站进水建筑物、水电站引水建筑物、水电站平水建筑物、发电、受电和配电建筑物、其它建筑物。
第六章水电站的进水建筑物水电站的进水建筑物的功用和要求。
水利工程概论复习
《水利工程概论》复习资料（参考河海大学教材）第一章绪论一、地球上及我国水资源的总量地球上138.6×108亿m³；我国2.77万亿m³二、我国水资源的特点1、水资源总量丰富，人均占有量低2、水资源在空间上分布不平衡3、水资源在时间上分布不平衡4、水资源分布与人口、耕地布局不相适应三、水利工程的分类河道整治与防洪工程；农田水利工程；水力发电工程；供水和排水工程；航运工程四、水力发电工程的两个基本要素落差、流量第二章水库、水利枢纽、水工建筑物一、水库的概念及分类（按库容，径流调节周期）水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。
按库容大小水库分为：大（1）型水库<库容不小于10×108m3>；大（2）型水库<库容为（1.0~10）×108m3>；中型水库<库容为（0.10~1.0）×108m3>；小（1）型水库<库容为（0.01~0.10）×108m3>；小（2）型水库<库容为（0.001~0.01）×108m3>。
按径流调节周期长短分为：无调节、日调节、周调节、年调节和多年调节水库。
二、水库的径流调节水库的径流调节是指利用水库的蓄泄功能有计划地对河川径流在时间上和数量上进行控制和分配。
三、水库的特征水位和特征库容的概念特征水位：水库工程为完成不同任务，在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容：相应于水库的特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
四、水工建筑物的分类1、挡水建筑物2、泄水建筑物3、输水建筑物4、取水建筑物5、整治建筑物6、专门性水工建筑物五、水利枢纽布置水利枢纽布置是水利工程设计研究首要的主要内容。
在选择水利枢纽布置方案时，既要满足枢纽的各项任务和功能要求，又要适应枢纽工程区的自然条件，还要便于施工布置，有利于节省投资和缩短工期，因此应在保证运行方便和安全可靠地前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期。
水电站综合练习及答案
第一部分绪论一、填空题1.水电站按类型分有：常规、抽水蓄能、潮汐式。
2。
水电站的基本布置形式有__坝式__、__引水式_____、___混合_______ 三种,其中坝式水电站分_____河床式_____、___坝后式____、___坝内式__等形式.3.水电站有组成建筑物包括:(1）枢纽建筑物：挡水建筑物:坝、闸泄水建筑物：溢洪道、泄水洞、溢流坝过坝建筑物：过船、过木、过鱼（2）发电建筑物进水建筑物：进水口、沉沙池引水建筑物 :引水道、压力管道、尾水道平水建筑物：前池、调压室厂区枢纽:主厂房、副厂房、变电站、开关站4。
有压引水式水电站由低坝、有压进水口、有压隧洞、调压室、压力水管、厂房，尾水渠.而无压引水式水电站由__低坝、无压进水口、渠道（无压隧洞）、(日调节池)、压力水管、厂房，尾水渠等组成。
5。
抽水蓄能电站的作用是_利用水能储存电网多余电能___，包括___抽水蓄能__和_放水发电__两个过程.6.按其调节性能水电站可分为___无调节能力电站__和____有调节能力电站___两类7。
我国第一个水电站是1912年建成的____石龙坝水电站 ___。
二、多项选择题：1.坝式水电站,其特点有：A.水头取决于坝高。
B.引用流量较大,电站的规模也大，水能利用较充分，综合利用效益高。
C.投资大,工期长。
D.适用:河道坡降较缓，流量较大,并有筑坝建库的条件。
2.河床式电站，其特点有：A.一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上建低坝或闸。
B.适用水头：大中型：25米以下，小型：8～10米以下。
C.厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房也有抗滑稳定问题；D.厂房高度取决于水头的高低。
E.引用流量大、水头低。
F.厂房本身起挡水作用.3.坝后式水电站,其特点有：A.当水头较大时,厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。
B.坝后式水电站一般修建在河流的中上游。
C.库容较大，调节性能好。
D.如为土坝,可修建河岸式电站。
水电站进水和引水建筑物
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
湖北水利水电职业技术学院
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°。
湖北水利水电职业技术学院
3.2 有压进水口
三、有压进水口的主要设备
湖北水利水电职业技术学院
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
湖北水利水电职业技术学院
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
湖北水利水电职业技术学院
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。 – 适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓
第三章 水电站进水和引水建筑物
3.1 进水口的功用及类型 3.2 有压进水口 3.3 无压进水口 3.4 引水建筑物
3.5 压力前池与日调节池来自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。
湖北水利水电职业技术学院
第二章进水口及引水建筑物-水电站
第六章水电站进水口建筑物第一节进水口的功用和要求水电站进水口位于引水系统的首部。
其功用是按照发电要求将水引入水电站的引水道。
进水口应满足下述基本要求：(1) 要有足够的进水能力在任何工作水位下，进水口都能引进必须的流量。
因此在枢纽布置中必须合理安排进水口的位置和高程；进水口要求水流平顺并有足够的断面尺寸，一般按水电站的最大引用流量Q max设计。
(2) 水质要符合要求不允许有害泥沙和各种有害污物进入引水道和水轮机。
因此进水口要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙等设备。
(3) 水头损失要小进水口位置要合理，进口轮廓平顺，流速较小，尽可能减小水头损失。
(4) 可控制流量进水口须设置闸门，以便在事故时紧急关闭，截断水流，避免事故扩大，也为引水系统的检修创造条件。
对于无压引水式电站，引用流量的大小也由进口闸门控制。
(5) 满足水工建筑物的一般要求进水口要有足够的强度、刚度和稳定性，结构简单，施工方便，造型美观，便于运行、维护和检修。
由于进水口后连接的引水方式、水流流态和所处位置的不同，进水口的型式也不相同。
按水流条件分，水电站进水口分为有压进水口和无压进水口两大类。
第二节进水口的防沙、防污和防冰一、防沙所需的泥沙资料：推移质和悬移质的含量，颗粒硬度，容重及其运动规律。
防沙设计应恰当估计治理泥沙来源措施的实效，充分考虑上下游梯级电站的相互影响，以及统筹规划水库防淤和进水口防沙问题。
防沙措施有：导(将泥沙导离进水口)、拦(将泥沙阻拦在进水口前缘)、排(将进水口前的泥沙排往下游)、沉(将越过进水口的泥沙沉淀在沉沙池内)和冲(将沉沙池内的泥沙冲往下游)。
开敞式和浅孔式进水口防沙问题比较突出，在选择枢纽位置、进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时，都应把防沙问题放在重要地位予以考虑。
深孔式进水口应根据水库地形、库区淤积形态和进水口底板高程等因素考虑排沙设施。
如需设置排沙底孔时，其位置和高程的选定应使排沙漏斗足以控制进水口，以满足“门前清”的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、压力前池的作用 (1) 平稳水压、平衡水量 (2) 均匀分配流量。
(3) 宣泄多余水量。
(4) 拦阻污物和泥沙。
二、压力前池的组成建筑物
(1) (2) (3) (4) (5) 前室(池身及扩散段) 进水室及其设备。 泄水建筑物 放水和冲沙设备 拦冰和排冰设备
水电站压力前池
压力前池组成部分相对位置
拦污栅
渠底
闸门槽 压力墙
前室 进水口
通气孔
压力水管
① 前室(池身及扩散段)。 其作用是将渠道断面扩大并过渡到进水室所
需的宽度和深度，减缓流速，便于沉沙，并
形成一定容积。
前室末端底板高程应比进水室底板高程低
(0.5～1.0)m，形成拦沙槛。 为了缩短前室渐变段长度，可在前室首部中 间设分流墩。 当渠道轴线与压力管道轴线不一致时，可用
6－旁通阀操作室
坝式进水口
有压进水口的适用条件
1.砼重力坝坝后式厂房
2.山坡较陡，地质较差
隧洞式
3.砼重力坝坝内式厂房
4.地形平缓，地质较差 5.砼重力坝河床式厂房 6.当地材料坝 7.坡度适宜，岩体完整
压力墙式
塔式
坝式
3.2.2 有压进水口的布置
1．有压进水口的位置及高程 （1）有压进水口的位置。 （2）有压进水口的高程。 顶部高程
平缓的连接曲线和加设导流墙。
① 前室(池身及扩散段)。
平面扩散角β不宜大于10°～15° 在立面上 渠道末
端渠底应以1：3～1：5的斜坡向下延伸
β角不宜过大，也不宜过小 扩散角的立面与平面布置 都可以确定其长度
分流墩与导流墙
② 进水室及其设备
通常指压力管道进水口部分，常采用压力墙式进水口。
进水口处应设闸门及控制设备、拦污栅、通气孔等设
施。其布置与有压进水口相似。
③ 泄水建筑物
渲泄多余水量，防止前池水位漫过堤顶，并保证向下 游供水。 泄水建筑物一般包括溢流堰、陡槽和消能设施。
溢流堰应紧靠前池布置，形式为正堰或侧堰。
堰顶一般不设闸门，水位超过堰顶时自动溢流。
④ 放水和冲沙设备。
2）栅条的厚度、宽度及净距
3）拦污栅与进水口的距离 4）拦污栅的高度 5）拦污栅的清污及防冻
拦污栅的立面布置:倾斜或垂直
拦污栅的平面布置：多边形
拦污栅栅片结构
拦污栅栅片
拦污栅施工
清污机
VR6型拦污栅清污机
回转式清淤机
拦污栅清污机
移动式清淤机
2．闸门及启闭设备 工作闸门也称事故闸门 作用： 运用：
3.3
无压进水口
组成：拦河坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸及沉沙池
等 冲 拦 沉 排
1－闸墩；2－边墩；3－上游翼墙；4－下游翼墙； 5－闸底板；6－拦沙槛；7－截水墙；8－消力池； 9－护坦；10－穿孔混凝土板；11－乱石海漫； 12－齿墙；13－胸墙；14－工作桥；15－拦污栅； 16－检修闸门；17－工作闸门；18－下游检修闸门； 19－下游闸板存放槽；20－启闭机；21－进水闸； 22－冲沙闸；23－冲沙槽；24－分水墙；25－铺盖
从引水渠道带入的泥沙将在前池底部沉积，需
在前池的最低处设置冲沙道，并在其末端设有
控制闸门，以便定期将泥沙排至下游。 冲沙道可布置在前室的一侧或在进水室底板下 设冲沙廊道。尺寸一般不小于1m2 。
⑤ 拦冰和排冰设备。
排冰道只在北方严寒地区才设置，排冰道的底 板应在前池正常水位以下，并用叠梁门进行控
4．引水渠道水力计算
渠道的水力计算主要任务：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：确定底坡、横断面尺寸。（详见水力学） (2) 非恒定流计算 1) 计算水电站丢弃负荷时渠道涌浪（最高水位），确定堤顶高程。 2) 计算水电站增加负荷时渠道波（最低水位），确定压力管道进口高程（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。
② 自动调节渠道
渠道首部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。 适用：渠道不长，底坡较缓，上游水位变化不 大的情况。
水电站引用流量Q = 0时，渠道水位是水平的，
渠道不会发生漫流和弃水现象；Q<Qmax时为雍水
曲线。Q =Qmax为降水曲线。
检修闸门 位置： 作用： 运用： 型式：
启闭设备
启闭 机台
闸门和启闭机
3．通气孔及充水阀
（1）通气孔 作用：充水排气 位置： 设计:5%
（2）充水阀。 作用：减小启闭力 位置：
关闭补气
3.3
无压进水口
•特征：
•适用：
•作用：
•分类：
表面式进水口： 底部拦污栅进水口：是在过流建筑物的坎中，与水流垂直方向设置引水廊道，上 覆盖拦污栅，水从廊道引入，必要时再经冲沙闸进入引水道
5. 引水渠道的断面尺寸
(1)断面型式： 梯形或窄深式矩形断面 (2) 断面尺寸： 1) 动能经济计算方法
2) 经济流速法：Fe=Qmax/Vc 初估计算时 渠道：1.5～2.0m/s， 隧洞：混凝土衬砌 2.5～4.5m/s 不衬砌 小于2.5m/s，
压力管道：5～7m/s。
3.4.2 水电站引水隧洞
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
沉沙池
作用： 对于多泥沙河流，为避免大颗粒泥沙进入水轮机，减少引水道淤积和对水轮机磨损 设置条件： 当水中有害粒径的泥沙含量小于0.2kg/m3时，可不建沉沙池 位置： 无压进水口之后，引水道之前。 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。 类型： 直线形 曲线形
S CV H
底板高程
2．有压进水口轮廓尺寸的拟定
（1）进口段 底板一般为水平 上唇收缩曲线一般采用1/4椭圆或圆弧 两侧收缩曲线为1/4圆弧 x2 y 2 2 1 2 a b
（2）闸门段
（3）渐变段
进 口 段 施 工
3.2.3 有压进水口的主要设备
1．拦污设备
（1）拦污栅的布置
1）拦污栅的立面布置:倾斜或垂直 2）拦污栅的平面布置：平面或多边形 （2）支承结构 （3）拦污栅片 （4）拦污栅设计 1）过栅流速
平面图 A－A纵剖面图 带冲沙槽的进水口总体布置图
3.3
位置与布置：
无压进水口
进水口应布置在河流弯曲段凹岸 采用人工弯道
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
水电站的引水渠道称为动力渠道(为适应负荷变 化，Q、，渠道的深度沿途不变，在渠
道末端的压力前池中设溢流堰。 适用：引水道较长，对下游有供水要求。
溢流堰作用：限制渠末水位；保证向下游供水。 当水电站引用流量Q =Qmax，压力前池水位低于堰 顶；Q<Qmax, 水位超过堰顶, 开始溢流；Q =0时， 通过渠道的全部流量泄向下游。
3.3
位置与布置：
无压进水口
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
无压进水口布置
1.
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。 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 2. 进水口孔口尺寸：
橡胶坝过水
3.4 引水建筑物
功用：集中落差，形成水头，输送水流进入机组、排走发电用水(尾水渠)。 类型: 无压引水道 特点：自由水面 适用：水位变动不大 形式：引水渠道 有压引水道 特点：压力流 适用：水位变幅较大的情况 形式：有压隧洞 无压隧洞
3.4.1 引水渠道
1. 引水渠道基本要求
（5）满足对水工建筑物的一般要求。
3.1.2 水电站进水口的类型
水电站进水口按水流条件可分为无压进水口和有压进水口两大类。 无压进水口的主要特征是：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。无压引水式水电站的进水口一般为
无压进水口。
有压进水口的主要特征是：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。
1．有足够的输水能力。
2．水质要符合要求。
3．运行安全可靠. (1) 防冲、防淤： V淤〈V设〈V冲；
(2) 对渠道加设护面 减小糙率、防渗、防冲、防草、维护稳定 (3) 防草：H>1.5 v >0.6m/s <1.25m/s
(4) 防凌：<0.45~0.6m/s
4．结构经济合理，便于施工及运行。
2. 动力渠道的类型
非自动调节渠道
自动调节渠道
3．引水渠道线路选择
线路选择一般应遵循以下原则： （1）渠线应尽量短而直，以减小水头损失，降低造价。 需转弯时，有衬砌渠道的转弯半径宜不小于渠道水面宽度的2.5倍 无衬砌的土渠宜不小于水面宽度的5倍。 （2）应选择地质条件较好的地段 （3）渠线应尽量提高，以获得较大的落差。避免深挖高填
(一) 引水隧洞的特点（与明渠比较）
优点： 可避开不利地形 、地质 适应流量及水头的变化 利用岩石承受内水压力 避免污染及冰冻 施工不受外界干扰 缺点： 对施工技术 地质要求高 单价高 工期长