古学水电站引水发电系统水力计算分析
古学水电站引水隧洞结构设计研究
（ Ｙ ｉ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｎ ａ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｙ ｉ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ４３ ０ ０ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
对隧洞线路 比选 ， 针 对不同洞段的地质情况选用不 同的衬砌和支护形式 ， 对引水隧洞衬砌结构进行 了内力与配筋等 承载 力、 隧洞 开裂等正常使用极限状态计算分析与优化设计 ， 结果表 明， 引水 隧洞衬砌 圆形 过水断 面与洞挖马蹄 形断面 的结
构型式最优 。
关键 词 ： 水工结构； 引水隧洞； 洞线比选； 衬砌结构； 设计优化
古 学 水 电 站 引 水 隧 洞 结 构 设 计 研 究
．
黄 华
４ ４ ３ ０ ０ ２ ）
（ 中国 电建集团 中南勘测设计研究 院有 限公 司宜昌设 计院 ， 湖北 宜 昌
摘要： 古学水电站引水隧洞洞线长、 埋深大、 地质条件较复杂， 洞挖断面与衬砌断面结构型式对工程造价占比大。通过
ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ ， ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｐ —
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｈ ｅ ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｕ ｎ ｎｅ ｌ ｉ ｎ Ｇｕ ｘ ｕ ｅ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｕ ｎ ｎｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ
水电站建筑物,有压引水水力计算说课讲解
水电站建筑物,有压引水水力计算《水电站建筑物》课程设计有压引水系统水力计算设计计算书姓名专业学号指导教师时间目录第一部分设计课题 (3)1.设计内容 (3)2.设计目的 (3)第二部分设计资料及要求 (4)1.设计资料 (4)2.设计要求 (5)第三部分调压井稳定断面计算 (6)1.引水系统水头损失 (6)2.引水道有效断面 (8)3.稳定断面计算 (8)第四部分调压井水位波动计算 (10)1.最高涌波水位 (10)2.最低涌波水位 (13)第五部分调节保证计算 (15)1.水锤计算 (15)2.转速相对升高值 (19)第六部分附录 (21)1.附图 (21)2.参考文献 (21)第一部分设计课题1.1 课程设计内容对某水电站有压引水系统水力计算1.2 课程设计目的通过课程设计进一步巩固所学的理论知识，使理论与工程实际紧密结合。
提高学生分析问题和解决实际问题的能力，计算能力和绘图能力。
第二部分 设计资料及要求2.1 设计资料某电站是MT 河梯级电站的第四级。
坝址以上控制流域面积23622Km ，多年平均流量44.9s m /3，由于河流坡降较大，电站采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高(包括基础拱桥)54.8m 。
水库为日调节，校核洪水位1097.35m ，相应尾水位1041.32m ；正常蓄水位1092.0m ，相应尾水位1028.5m ；死水位1082.0m ，最低尾水位1026.6m 。
总库容m H m p 58,1070734=⨯，m H m H 4.53,4.65,min max ==。
装机容量kw 4105.13⨯⨯，保证出力kw 41007.1⨯，多年平均发电量h kw .1061.18⨯。
该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成，电站平面布置及纵断面图如图所示（指导书图1，图2）隧洞断面采用直径为5.5 m 的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5 m 渐变至5 .0m ，锥管段长5.0m ，下接压力钢管。
以水库为水源自流引水水力计算.
以水库为水源自流引水水力计算1. 确定计算公式 水力计算简图（图1）H 0=▽1－(▽2+ H 1) 式中H 0—作用水头（m ）；H 1—水厂需要的自由水头（m ）； ▽1—水库水位（m ）；▽2—水厂进水点地面标高（m ）； 长管出流的两种计算方法： ● 按比阻计算，计算公式为： H 0=ALQ 2 式中H 0—作用水头（m ）； A —比阻（s 2/m 6）据管材不同查比阻计算表确定；L —管长（m ）；Q —流量（m 3/s ）； ● 按水力坡度计算，计算公式为： J=LH 0式中J —水力坡度； H 0—作用水头（m ）； L —管长（m ）；对于不同的管材，流量与水力坡度的关系式各不相同，本例为钢筋混凝土管，采用谢才公式：J=RC 22V 式中V —流速（m/s ）；C —谢才系数；按曼宁公式C=n1R 1/6 (适用范围：n ＜0.020 ，R ＜0.5m ；)n —粗糙系数；R —水力半径，对于圆管R=4d（m ）；二泵房扬程HH=（▽4－▽3）＋∑d h ＋∑s h 2. 计算列表比较根据以上公式，按冬季枯水位，结合该镇实际地形和用水户分布情况，选择几个不同平面位置、不同高程厂址，进行水力比较计算和经济技术比较计算，计算结果如下表所示：自流管水力计算表1⑥=③－②－⑤注：1、配水管水头损失差异是由于供水管网差异造成的。
水厂位置不同，供水管网的规划布置也不尽相同。
本实例因用水户比较分散，根据三个不同的厂址管网规划布置略有不同。
2、二泵房水泵全年运行电费按下式计算：E=∑QiHiTiγa (元)式中Q i—一年中泵站随季节变化的平均日输水量（l/s）H i—相应于Q i的泵站输水扬程（m）T i—一年中平均泵站工作小时数（h）γ—水的容重取γ=1kg/lηp—水泵效率（%）ηm—电机效率（%）ηn—电网效率（%）a—每1千瓦·小时电的价格（本实例每1千瓦·小时电的价格为0.7元）结论经以上计算比较可知，本实例在相同工艺流程下。
水利资源计算水电站水能计算
水利资源计算水电站水能计算水电站水能计算是指根据水流量和水头的大小，计算水电站所能利用的水能。
水能是指水流具有的动能和重力势能，可以转化为机械能和电能。
水电站水能计算主要包括两个方面，一是水流量计算，二是水头计算。
水流量计算是指计算单位时间内通过水电站的水的流量。
水流量的计算常采用测流仪器进行实测或间接推算。
常用的方法有流速-断面法、闸门耐用法、容量法等。
流速-断面法是通过测量水流速度和流过断面的横截面积，计算出水流量。
测量时，通常采用流速仪器，如流速计或超声波流速仪。
流量计算公式为：Q=V×A，其中Q为单位时间内通过的水流量，V为水流速度，A为横截面积。
闸门耐用法是通过测量闸门的开启时间和闸门的开度，再结合实测的闸门流速，计算出单位时间内通过的水流量。
计算公式为：Q=K×h×B×T，其中Q为单位时间内通过的水流量，K为闸门流速系数，h为闸门水头，B为闸门的宽度，T为闸门的开启时间。
容量法是根据水库库容和泄洪量来计算水流量。
它首先要计算库容曲线，即根据水位-库容关系，确定各个水位对应的库容。
然后通过监测库容变化，来计算单位时间内的泄洪量。
计算公式为：Q=∆V/∆t，其中Q为单位时间内通过的水流量，∆V为单位时间内库容的变化量，∆t为时间。
水头计算是指计算水电站的水头，即水位能和水压能的总和。
水头的计算方式有两种，一种是通过水位差计算，一种是通过水压计算。
水位差计算是根据上游水位和下游水位的差值，计算水头。
计算公式为：H=H1-H2，其中H为水头，H1为上游水位，H2为下游水位。
水压计算是通过测量上游水位和下游水位之间的水压差，计算水头。
计算公式为：H=K×h，其中H为水头，K为水压系数，h为水压差。
水电站水能计算对于水电站的设计、建设和运行管理非常重要，它能够帮助确定水电站的装机容量和发电能力，并对水资源进行合理规划和利用。
通过准确计算水能，可以提高水电站的发电效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。
固滴水电站引水系统设计的相关介绍
固滴水电站引水系统设计的相关介绍引水系统是水电站的重要组成部分，它起到将水源引入水电站的作用。
固滴水电站引水系统设计是为了保证水源的稳定供应和最大限度地提高发电效率而进行的。
本文将从引水系统的设计原则、设计步骤和设计要点等方面进行介绍。
一、设计原则1.可靠性：引水系统应具备良好的可靠性，能够在各种工况下正常运行，保证水源的稳定供应。
2.经济性：引水系统设计应尽量降低建设和运行成本，同时保证其正常运行和维护。
3.高效性：引水系统设计应考虑最大限度地提高发电效率，减少能源损失和浪费。
二、设计步骤1.确定水源：首先需要确定水源的位置和水量，通过水文数据和现场勘测等方式获取相关信息。
2.确定引水方式：根据水源的位置和水量，选择合适的引水方式，包括重力引水、抽水引水、压力引水等。
3.设计引水渠道：根据引水方式和水源的地形条件，设计引水渠道的线路、断面和坡度等参数，确保水流稳定、流速适宜。
4.设计水闸和泵站：根据引水系统的需要，设计水闸和泵站的位置、规模和工艺参数等，以保证水流的控制和调节。
5.设计沉砂池和水库：为了防止水中的泥沙对引水系统造成堵塞和损害，需要设计沉砂池和水库等设施，对泥沙进行沉淀和处理。
6.进行水力计算：根据引水系统的参数和水力学原理，进行水力计算，包括水流速度、水头损失、水力坡降等参数的计算和分析。
7.进行结构设计：根据引水系统的参数和水力计算结果，进行引水渠道、水闸和泵站等结构的设计，包括选材、强度计算和施工方案等。
8.进行安全评估：对引水系统进行安全评估，包括水灾风险评估、设备可靠性评估和施工安全评估等，确保引水系统的安全运行。
三、设计要点1.合理选择引水方式：根据水源的条件和工程要求，选择合适的引水方式，以降低成本和提高效率。
2.合理布置引水渠道：引水渠道的线路应尽量避免过高或过低的地形，以减少水力损失和防止泄漏。
3.合理配置水闸和泵站：根据引水系统的需要，合理配置水闸和泵站，以满足对水流的控制和调节。
水利工程中的水力计算方法
水利工程中的水力计算方法水力计算是水利工程设计与建设中非常重要的环节之一。
水力计算方法的准确性和合理性对于工程的安全和效益具有直接的影响。
本文将介绍水利工程中常用的水力计算方法，包括流量计算、水头计算和水力特性计算。
一、流量计算流量是水力计算的基本参数，常用的流量计算方法有以下几种。
1. 雨量-径流关系法雨量-径流关系法是通过分析雨量和径流之间的关系，来估计流量的一种方法。
通过历史雨量与径流数据的统计分析，可以建立不同降雨强度和流量之间的经验关系，从而预测未来的流量。
2. 集水面积法集水面积法是通过测量水流汇合的面积，来计算流量的方法。
流域面积的大小和形状对流量有很大的影响，通过测量流域面积并结合流域特征参数，可以计算出流域的平均流量。
3. 水位-流量关系法水位-流量关系法是通过观测水位和流量之间的关系，来计算流量的方法。
通过在水利工程中设置水位计和流量计，可以实时监测水位和流量，并建立水位-流量曲线，从而可以根据水位来推算流量。
二、水头计算水头是水利工程中常用的参数，常用的水头计算方法有以下几种。
1. 均匀流速公式均匀流速公式是计算水头损失的常用方法之一。
根据流体力学原理，通过流速、管径和摩阻系数可以计算出单位长度上的水头损失。
2. 白肋公式白肋公式是计算水头损失的另一种常用方法。
该方法是根据流体在曲线管道中的流动特点，通过曲率半径和流速来计算水头损失。
3. 安培公式安培公式是计算水头转换效率的一种方法。
该方法通过计算水轮机的出力和输入水头之间的比值，来评估水轮机的性能。
三、水力特性计算水力特性是指水流在水利工程中的特殊性质，常用的水力特性计算方法有以下几种。
1. 流量流速关系法流量流速关系法是通过观测流量和流速之间的关系，来计算水流的特性。
通过不同位置的流速测量，可以揭示出水流的速度分布和变化规律，从而分析水流的特性。
2. 水马力计算法水马力计算法是计算水轮机水力特性的一种方法。
通过测量水轮机的进口流量、进口水头和出口水头，可以计算出水轮机的水马力，从而评估水轮机的性能。
某水电站引水系统水力计算
某水电站引水系统水力计算水力计算是指通过对水流的速度、压力、流量和水力特性等参数进行计算和分析来确定水力设备的性能和运行状况的过程。
在水电站引水系统中，水力计算是非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解水流在系统中的运动状态、压力损失以及水力机械设备的性能等信息，进而为系统的设计和优化提供依据。
首先，水力计算需要确定水流的速度和流量。
水电站引水系统中的水流会经过引水渠道、闸门、管道等各种水力设备，因此需要根据实际情况确定每一段水流的水力特性。
一般来说，流速越高，单位时间内通过的水量越大。
在计算中，可以通过流量计等设备直接测量流量，或者通过流速和流道截面积的乘积来计算。
需要注意的是，水流的速度和流量在不同的段落可能会有变化，因此需要逐段地进行计算。
其次，水力计算需要考虑水流的压力损失。
在水电站引水系统中，水流经过管道、弯头、阀门等水力设备时，会产生摩擦力、冲击力和扩散力等，从而导致水流速度的减小和压力的降低。
这些压力损失通常被称为水力损失，是判断水力设备性能和系统运行状况的重要指标之一、在计算中，可以根据水流的速度和流量、管道材料和尺寸、管道长度和水力特性等参数来计算各段的压力损失。
通常，压力损失与管道长度的平方成正比，与流量的平方成正比，与管道直径的倒数成正比，与摩擦系数成正比。
同时，水力计算还需要考虑水力机械设备的性能。
在水电站引水系统中，常见的水力机械设备包括涡轮水轮机、发电机、水泵、液压启闭机等。
这些设备的性能参数包括效率、输出功率、扬程、转速等，可以通过实测或者选型手册等方法进行确定。
在计算中，可以根据水流的速度、压力和流量等参数，结合水力机械设备的性能曲线来计算各段的能量转换效率和电功率输出。
总的来说，水电站引水系统的水力计算是一个综合性的工作，需要考虑水流的速度、压力、流量和水力特性等参数，并结合水力机械设备的性能来进行分析和计算。
通过合理地进行水力计算，可以为系统的设计、改造和优化提供科学的依据，确保系统安全、可靠地运行。
古水水电站可行性研究报告
古水水电站可行性研究报告1. 研究背景随着对清洁能源需求的不断增加，水电站作为一种可再生能源发电方式，备受关注。
古水水电站位于某省某市，建设该水电站有望提高电力供应能力，促进经济发展和环境保护。
本报告旨在进行对古水水电站可行性的深入研究，分析其技术、经济和环境方面的可行性，为决策者提供决策依据。
2. 技术可行性2.1 水资源和水位调查在进行水电站建设前，需要对水资源和水位进行调查。
通过对古水流域的水文数据进行分析，得出全年径流量、水位变化规律等重要参数。
同时，还需要考虑水库的容积和调节能力，以及水库与坝址的距离和高差等因素。
2.2 坝址选址坝址选址是水电站建设的重要环节，对于古水水电站也是如此。
需要考虑地质条件、地震活动、工程建设条件等因素。
通过对地质勘探和地质灾害风险评估，确定最合适的坝址。
2.3 水电机组选型根据古水水电站的规模和水资源条件，需要对水电机组进行合理的选型。
选择合适的水轮机和发电机组合，以提高发电效率和稳定性。
3. 经济可行性3.1 建设投资对古水水电站的建设投资进行评估。
包括土地征用费用、水库建设费用、水电机组设备费用、输电线路建设费用等。
同时，需要考虑建设期间的利息支出和管理费用等。
3.2 运营成本分析水电站的日常运营成本，包括人工维护费用、设备维修费用、水库调度费用等。
同时，还需要考虑水电站的运行效率和发电量。
3.3 收益预测通过对水电站的发电量和电价进行预测，计算出水电站的年收益。
同时，还需要考虑电网接入和电量补偿等因素，以保障收益的稳定性。
4. 环境可行性4.1 生态保护在进行水电站建设过程中，需要保护周边生态环境。
对古水水电站进行环境影响评价，制定相应的环境保护措施，减少对生态环境的影响。
4.2 水库运营水库的运营需要合理调度水位，保证下游生态系统的正常运行。
通过合理的水库调度方案，减少对下游水域的影响。
4.3 温室气体减排水电站作为一种清洁能源发电方式，可以减少化石燃料的使用，从而减少温室气体排放。
水能计算及水电站在电力系统的运行方式
1、保证出力
2、多年平均发电量
3、水能计算的主要方法有哪些
4、电力系统日负荷图，年负荷土？日负荷图的特征和三个区域？
5、不同调节性能水电站的水能计算
6、水电站在电力系统中的运行方式
7、年调节水电站的正常蓄水位Z蓄=760m，死水位Z死=720m。
计算所依据的资料有：水库水位容积曲线；水电站下游水位流量关系曲线；设计枯水年入库径流资料；出力系数K取8.2；假设水头损失为定植，取△H=1.0m；无其他用水要求。
本例不计水量损失，故未列出水库面积曲线。
按等流量调节方式，计算设计枯水年水电站的出力和发电量，以及供水期平均出力。
水库水位容积曲线
下游水位流量关系曲线
设计枯水年入库径流资料。
浅谈引水式小型水电站的水能设计
浅谈引水式小型水电站的水能设计摘要：本文从水能计算与电能利用、水电站水能参数选择两个方面对引水式小型水电站的水能设计进行了分析。
1水能计算与电能利用水能计算是针对枢纽设计的不同水能参数的运用规划，计算各种水文情况下水电站的能量指标，即水电站的保证出力和多年平均发电量等。
由于河川径流在年际之间和年内分布存在着季节性差异，它需要通过水库进行径流调节，把丰水时段的多余水量重新分配到枯水季节里去利用，也就是说，旨在加大水电站的保证出力和年发电量。
通常水利计算和水能计算是同时进行的，时历法是应用最为普遍的方法。
所谓水利计算系指运用水库调节径流，确定枢纽下游流量的全部计算工作，解决每一计算时段内的水量平衡方程，具有一般调节性能(季调节)的水电站，计算时段汛期按旬、枯水期按月较为适宜;只是对具有年和多年调节能力的水电站，计算时段才全部按月可取得较好的结果;对仅有日调节水库的水电站，也就是径流利用率低的水电站，才有必要将计算时段按日进行。
水能计算旨在求得:(l)在枢纽不同参数条件下水电站各项水能指标;(2)经过技术经济计算最终参数条件，反映水电站的多年运行特性。
1.1水电站的基本水能指标1.1.1保证出力水电站的保证出力是指相应于设计保证率(可靠性)枯水时段的最小日、旬、月平均或年平均的出力(按不同调节性能采用)。
采用多年径流系列进行水利水能计算，确定保证出力是最普遍应用的方法。
水电站的保证出力计算:N保二AQ保H净式中N保——水电站保证出力;A——出力系数，一般大中型水电站可以取8.0-8.5；Q保——设计保证流量；H净——净水头。
保证出力的大小决定于河川天然流量、正常蓄水位、死水位，以及相应的水头变化，并且与设计保证率有关。
取决于这一出力按年数或时间的保证率一般采用80%一95%，同时也取决于保证率以外的时间，即允许这一出力的降低程度。
时间，即允许这一出力的降低程度。
1.1.2多年平均发电量水电站多年平均发电量是指选用的径流系列历年发电量的平均值。
引水系统水力计算(0.017)
出口回升 Z2 0.02
隧洞底坡 I
0.001
隧洞长度 l
2360
2、上下游 各部位高程 计算
（1）隧洞 进口底部高 程
隧进底高程 渠道水位 进口降落 洞内水深
3
2
Z1
h
447.76 450.6
0.06
2.78
上游渠道底 板高程
447.38
（2）隧洞
出口底部高
程
隧进底高
隧出底高程 程
4
3
445.4
9.174
三、出口水
力计算
按与进口水
头降落的关
系计算，近
似按下式计
算Z2=Z1/3
。
水面回升 水面降落
Z2
Z1
0.01982263 0.0594679
经过计算水
面回升值为
0.02米。
四、总水头 损失及上下 游各部位高 程计算
1、总水头 损失公式： Z=Z1+I*l-
Z2 水头总损失
Z 2.4
进口降落 Z1 0.06
17.46599 1.896664
Q=W*C*
(R*I)^(1/
2)
V
16.99606 1.938503
17.07429 1.931402
17.15256 1.924353
17.23086 1.917355
17.3092 1.910408
17.46599 1.896664
447.76
隧洞长 l
2360
底坡 I 0.001
（3）出口
渐变段末端
下游渠道水
位
上渠道水
渐末下水位 位
5
2
448.2
古学电站引水洞控制测量贯通计算方法分析
｝作 为三角点 的起算角度和边长 。洞 口的加密点 １ ｝ ＃一１ １ 、＃
５６９５及引 ４ １ ．２ １ ．２ ＋１６９５设计 布置 了 １ ２＃施工 支洞 ， ＃、 进入
主洞后分别 向上下游施工 。
２ 测 量 控 制 网设 计 方 案
２ １ 设 计 原 则 ．
照设计 图纸进行测量 ， 确保尺寸相互一致 。 ３ 洞外控制点位置不能发生位移 、 ） 变形 ， 要定期观测。 ４ 在进行高程投 影计算 时 ， ） 洞外 控制 点 的高程应 投 影到 隧洞中心线两端 的高 程平均 高程 面上 ， 其导线 边长 均应 投影
２０ｍ， 导 线 边 长 一 般 控 制 在 ７ ０ 副 ０—１０ｍ， 导 线 在 前 ， 导 线 ０ 副 主
等支导线精度的要求。
２ ２ 网型布置及参数 ． １ ＃施工支洞 的网型 布置 ， 用业 主提供 的 Ｇ １ 利 Ｘ ４＃、 Ｘ ３ Ｇ １
在后 ， 在洞 内相 互校 核。洞 内 中线 点 每 隔 １０—１０ｍ采 用 ０ ５
近， 对提高 观测效 率起 了一定 的作用 。高程从 Ｂ ２接 出 ， Ｍ１ 采 用 四等水准 的方 法进行 观测 ， 测站 的读 数是 “ 、 、 、 ” 后 后 前 前 ， 在观测过程 中严格控制前后 视距差 ≤３ ０ｍ， ． 每测 站前后视 距
向贯通中误差 ≤± ５眦ｎ地下控制测量误差 引起 的横 向贯通 中 ４ ， 误差≤ ± ∞啪 。因此， 引水洞的横向贯通中误差 ≤±６ ０眦ｎ 。 ２ ３ 计算方法 ．
水电站引水渠道的水力计算探讨
水电站引水渠道的水力计算探讨王少勇摘要：水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。
文章将从功用、要求和类型入手，对水电站引水渠道的水力计算特点进行探讨。
关键词：引水渠道；自动调节渠道；恒定流水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。
由于尾水渠道通常很短，本文将主要讨论引水渠道。
1 水电站引水渠道的功用及要求1.1 足够的输水能力渠道应能随时向机组输送所需的流量，并有适应流量变化的能力。
1.2 水质符合要求为防止有害的污物及泥沙经渠首或由渠道沿线进入渠道，在渠末水电站压力管道进口处还要再次采取拦污排冰、防沙等措施。
1.3 经济合理的构造结构经济合理，便于施工运行。
1.4 运行安全可靠渠道中既要防冲又要防淤，为此渠内流速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，而且会危及渠道的安全；渠道中长草会增大水头损失，降低过水能力，在气温较高易于长草的季节，维持渠中水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可抑制水草生长；在渠道中加设护面既可减小糙率，又可防冲、防渗、防草，还有利于维护边坡稳定，但造价较贵；严寒季节，水流中的冰凌会堵塞进水口拦污栅，用暂时降低水电站出力，使渠中流速小于0.45～0.60m/s，以迅速形成冰盖的方法可防止冰凌的生成，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。
2 引水渠道的类型水电站渠道按其水力特性分为非自动调节渠道和自动调节渠道。
非自动调节渠道末端压力前池处（或接近渠末处）设有泄水建筑物，如溢流堰或虹吸泄水道。
当渠中通过最大流量时，压力前池水位低于堰顶；当流量减小到一定程度时，水位超过堰顶，溢流堰开始溢流。
当水电站引用流量为零时，通过渠道的全部流量由溢流堰溢走。
水电站建筑物,有压引水水力计算
《水电站建筑物》课程设计有压引水系统水力计算设计计算书姓名专业学号指导教师时间目录第一部分设计课题·31.设计容··32.设计目的··3第二部分设计资料及要求·41.设计资料·42.设计要求·5第三部分调压井稳定断面计算·61.引水系统水头损失·62.引水道有效断面·83.稳定断面计算·8第四部分调压井水位波动计算·101.最高涌波水位·102.最低涌波水位·13第五部分调节保证计算·151.水锤计算·152.转速相对升高值·19第六部分附录·211.附图·212.参考文献·21第一部分设计课题1.1 课程设计容对某水电站有压引水系统水力计算1.2 课程设计目的通过课程设计进一步巩固所学的理论知识，使理论与工程实际紧密结合。
提高学生分析问题和解决实际问题的能力，计算能力和绘图能力。
第二部分 设计资料及要求2.1 设计资料某电站是MT 河梯级电站的第四级。
坝址以上控制流域面积23622Km ，多年平均流量44.9s m /3，由于河流坡降较大，电站采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高(包括基础拱桥)54.8m 。
水库为日调节，校核洪水位1097.35m ，相应尾水位1041.32m ；正常蓄水位1092.0m ，相应尾水位1028.5m ；死水位1082.0m ，最低尾水位1026.6m 。
总库容m H m p 58,1070734=⨯，m H m H 4.53,4.65,min max ==。
装机容量kw 4105.13⨯⨯，保证出力kw 41007.1⨯，多年平均发电量h kw .1061.18⨯。
该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成，电站平面布置及纵断面图如图所示（指导书图1，图2）隧洞断面采用直径为5.5 m 的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5 m 渐变至5 .0m ，锥管段长5.0m ，下接压力钢管。
古学水电站引水洞控制测量贯通计算方法分析
８ ６ ９ ５ 断面贯通的误差 。将此测量计算成 果用来 指导 引水洞 内支导线 的测量精 度 ， １ ．２ ） 以保证 引水洞在 贯通
时实测数据 与理论数 据的较差小 于限差 。 关键词 引水洞 ； 贯通误差 ； 度分析 精
度 和边长 的技 术指 标进行 观测 、 计算 。平 差后 的精
９５设计 了布置 １ 、＃ 工 支洞 ， ２ ＃２ 施 进入 主洞 后 分 别
向上 下游 施工 。
Ｇ １＃ Ｇ １＃ Ｘ ４ 、Ｘ ３ 作为三角点的起算角度和边长。洞
口的加 密点 ｌ 一 、＃ ２因地形 限制 布置 在 １施 工 ＃ １ｌ一 样
支 洞洞 口及 对岸 。以上 四个 点 相互通 视 ， 组成 大地
的读 数是 “ 、 、 、 ” 观 测 过 程 中严 格 控 制 后 后 前 前 在
在 进行 引水 隧洞 洞外 控制 网选 点 、 网型布 置设 计 时 ， 从洞 口的地形 、 需 保存 的时 段 、 工 、 量 等 施 测
方 面考 虑周 全 。每个 洞 口至少 有 ２个 同一 精度 、 能
１ 工 程 概 况
古 学 水 电站引 水隧洞 为有 压遂 洞 ， 断面 型式 为
马蹄 型 ， 宽 ５ ４ ｍ、 ７ １ ｍ、 止 桩 号 ： ０ 底 ． １ 高 ．３ 起 引 ＋ ０ ３ ４ ５～引 ５ ３ ０ Ｏ ｍ、 ５ ２ ． ０ ２ ．９ ＋ ５ ． Ｏ 长 ３ ６ ５ ｍ。底 板 纵 坡 ：＿０ ９ ７ 。在 引 １ ５ ６ ９ ５及 引 ４ １ ． ｉ ．２ ２ ％ ＋ １．２ ＋１６
Ｎ ． ｎ ０２ ０２ ｕｅ １ Ｊ ２
Ｇ Ｚ Ｏ Ｂ Ｒ Ｕ ＣＥ Ｃ ＆ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｅ Ｈ Ｕ Ａ Ｇ Ｏ ＰＳ ＩＮ Ｅ ＥＨ Ｏ Ｏ Ｙ
固滴水电站引水系统设计
固滴水电站引水系统设计引水系统是水电站的重要组成部分，在水电站发电过程中起到关键作用。
固滴水电站引水系统设计是为了实现高效、稳定的水力发电而进行的技术研究和方案设计。
本文将从水电站引水系统的设计原则、组成部分以及设计要点等方面进行阐述。
一、设计原则1. 安全性原则：引水系统设计应考虑水电站的安全性，确保在各种工况下都能正常运行，并采取相应的安全措施，预防事故的发生。
2. 经济性原则：引水系统设计应充分考虑成本因素，尽量减少建设和运营成本，提高水电站的经济效益。
3. 可靠性原则：引水系统设计应具备良好的可靠性，能够在各种不利条件下保持正常运行，降低故障发生的概率和影响。
4. 可操作性原则：引水系统设计应简化操作步骤，降低操作难度，提高操作人员的工作效率和安全性。
二、引水系统组成部分1. 引水渠道：引水渠道是将水源引入水电站的主要通道，主要由河道、引水隧洞、引水管道等组成。
设计引水渠道时应考虑水流量、水质、地质条件等因素，确保水源能够稳定供应水电站。
2. 水闸：水闸是控制引水系统流量的关键设施，通过开启或关闭水闸，调节水流量以满足水电站的发电需求。
水闸的设计应考虑流量控制、密封性和耐久性等因素。
3. 水泵站：水泵站是引水系统的重要组成部分，主要负责将水源抽送到水电站的高水头处。
水泵站的设计应考虑水泵的选型、布置和控制系统的设计，以实现高效能的水力发电。
4. 其他设施：引水系统还包括涵洞、放空管道、消能设施等。
涵洞用于穿越山体或河道，在引水系统中起到通水的作用；放空管道用于排放多余的水流，以防止引水系统超负荷工作；消能设施用于消耗水流的动能，减少水流对设备的冲击力。
三、设计要点1. 引水系统设计应根据水电站的发电需求确定水源的选取，并合理规划引水渠道、水闸和水泵站等设施的布置。
2. 引水系统的水流计算是设计的关键步骤，需要准确计算水流量、水头和水压等参数，以确保水电站正常运行。
3. 引水系统的管道选材应根据水质和工作条件选择合适的材料，以确保管道的耐腐蚀性和密封性。
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古学水电站引水发电系统水力计算分析
发表时间：2016-09-05T12:04:46.920Z 来源：《建筑建材装饰》2015年12月上作者：邓艳强[导读] 开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。
邓艳强
（中国电建中南勘测设计研究院有限公司宜昌设计院，湖北宜昌443002）
摘要：随着水电建设的不断深入，我国水电发展重心逐渐向西南高山峡谷地区转移，受地形条件限制，地下引水发电系统逐渐被广泛采用。
能否选择合适的洞型及保证适宜的水力特征，已经成为影响工程成败的重要因素。
本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。
关键词：古学水电站；引水发电系统；水头损失；水力计算
前言
随着我国经济的高速发展，对能源需求不断增加，水电作为可再生的清洁能源被广泛采用。
西南地区山高谷深，河流纵横，水能资源极其丰富，已逐渐成为水电开发的主战场。
然而，受地形条件限制，发电系统多采用地下厂房形式，选择合适的洞型、减小水力损失、成为水电引水发电系统水力分析的重中之重。
本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。
1工程概况
古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内，是金沙江左岸一级支流定曲河“一库八级”梯级开发的最后一级水电站，是定曲河第一个开发电站，该电站的修建对于对加快藏区经济发展和维护社会稳定具有极其重要的意义。
电站采用引水式开发，坝址位于四川省得荣县奔都乡藏色桥上游1.52km处，上距得荣县城12.8km；厂址位于四川省得荣县古学乡卡日共村上游350m处，上距得荣县城28.4km。
古学水电站为三等中型工程，工程开发任务为发电，兼顾下游生态环境用水要求。
水库正常蓄水位2270.00m，校核洪水位2271.86m，总库容32.28万m3，死水位2269.00m，调节库容4.88万m3，无调节能力。
电站装机两台，额定水头131.0m，额定引用流量77.8m3/s，总装机容量90MW (2×45MW)，年利用小时为4289，多年平均年发电量3.8603亿kW?h。
古学水电站引水发电系统包括进水口、压力管道及发电厂房等建筑物，其中进水口长25.3m，顺水流方向分为拦污栅段、渐变段和闸门段；有压隧洞长14329.04m（渐变段末端至调压井中心处），沿途根据隧洞的永久支护方式不同，隧洞沿线设置多个纵坡，且均为顺坡，底板平均纵坡2.931‰。
平面上隧洞设置6个转弯，转弯角分别为78.14°、18.0°、28.0°、25.58°、36.61°、9.37°和54.45°，前六个转弯半径均为100m，最后一个转弯半径为50m；调压室为阻抗式全地下布置，井高70.34m，最高涌浪水位为2294.900m，最低涌浪水位为2240.570m，调压室竖井底板高程2234.000m，顶部高程2304.340m，利用布置在调压室顶部的施工支洞进行通风，兼作检修进人洞；同时为充分利用施工支洞形成的有效容积，供丢弃负荷时储水用，在距交通洞洞口20m位置处设置拦水坎，坎顶高程2316.00m。
压力管道采用一管两机的联合供水方式，主管平面上呈直线布置，立面上由上平段、斜井段及下平段组成，立面转弯角55°，转弯半径25.0m。
岔管以前压力管道主管长251.5m，内径4.4m。
岔管为对称“Y”形布置，采用月牙肋岔管型式，分岔角为70°；两条支管内径3.0m，每条支管长55.8m，向机组正向供水。
（b）引水发电系统
图1 古学水电站
2引水系统水力计算
2.1进水口水力计算
进水口水力计算包括最小淹没深度确定、通气孔面积计算及进水口过栅流速计算。
（1）最小淹没深度
为防止产生贯通性漏斗漩涡按照戈登公式估算：
经计算，通气孔最小有效面积为0.62m2。
实际采用一个直径1.2m的圆形通气孔，面积1.13m2，大于计算最小有效面积，满足要求。
（3）进水口过栅流速计算
本工程进水口拦污栅的最小有效孔口尺寸3-5.0m×5.5m(孔数-宽×高)，在死水位2269.000m、引用额定流量77.80m3/s时，进水口最大过栅流速为0.94m/s，满足规范要求。
2.2引水系统水头损失计算
引水系统水头损失包括进水口至蜗壳进口断面的局部水头损失和沿程水头损失，其中局部水头损失按《水力计算手册》所列公式和参数进行计算，沿程水头损失按曼宁公式进行计算。
局部水头损失主要包括拦污栅、喇叭口、检修闸门槽、渐变段、隧洞平面转弯段、隧洞与调压室底部连接段、弯管、分岔管、渐变段、蝶阀等水头损失。
沿程水头损失根据不同部位采用不同的糙率进行计算，其中混凝土衬砌段糙率取值0.016、0.014、0.012，锚喷支护段糙率取值0.030、0.027、0.022，钢管段糙率取值0.013、0.012、0.011，根据引水隧洞实际布置情况，各段相应分别按上述三种糙率取值计算最大、平均、最小水头损失。
设计引用流量77.80m3/s时，引水系统的水头损失计算结果见表1。
表1引水系统水头损失计算成果表（①、②机相同）
式中：Ath为马临界稳定断面面积，m2； L为压力引水道长度，L=14329.046m；A1为压力引水道加权平均断面面积；A1=31.48m2；H0为发电最小静水头，H0=127.79m；α 为自水库至调压室水头损失系数，α=hw0/v2，单位s2/m；v为压力引水道流速，v=77.8/31.48=2.473m/s；hw0为压力引水道水头损失，根据计算取最小值hw0=16.372m；hwm为压力管道水头损失，根据计算取最大值hwm=2.925m；K为系数，一般采用1.0～1.1，在此采用1.1。
经过计算可得，A=90.20m2，调压井采用圆形断面，则其内径为：D=(4A/π)0.5=10.72m。
因此在此取调压井直径D=12.50m，断面面积A=π×6.252=122.72m2。
（2）调压室涌浪计算
根据《水电站调压室设计规范》DL/T5058-1996附录B2.1公式计算调压室阻抗孔水头损失。
式中，ε为无因次系数，表示压力水道—调压系统的特性；Q 为增加负荷前的流量，Q=38.9m3/s ；Q0为增加负荷后的流量，Q0=77.8m3/s 。
则m‘=0.5，ε=2.658，Xmin=1.059m ，Zmin=31.070m 。
此时调压室内最低水位为：H=2269-31.070 =2237.930m 。
为保证最低涌浪时压力隧洞有2m 的内水压力及最高涌波水位以上的安全超高不小于1m ，最终确定调压室底部高程为2234.00m ，调压室顶部高程为2297.20m 。
3结语
水力学分析是引水发电系统设计过程不可或缺的重要部分。
论文基于古学水电站引水发电系统水力学特性进行了分析，得出以下结论：
（1）进水口最小淹没深度3.23m 小于闸门段实际淹没水深3.7m ，通气孔最小有效面积为0.62m2小于实际采用一个直径1.2m 的圆形通气孔（1.13m2），满足发电运行要求。
（2）调压室涌浪最大涌浪高度为25.213m （高程2295.213m ），最低水位为2237.930m ，基于安全考虑，调压室顶部高程取2297.20m 。
参考文献：
[1]吴持恭．水力学 (第四版)[M]．北京：高等教育出版社，2007
[2]李炜，徐孝平．水力学[M]．武汉：武汉水利电力大学出版社，2000
[3]范杰，王长德，管光华．渠道非恒定流水力学响应研究[J]．水科学进展，2006（1）
[4]周雪漪．计算水力学[M]．清华大学出版社，1995。