第二章 进水口及引水道建筑物

（1）拦污栅布置
①平面倾斜
②平面直立
③ 多边形：适用坝式水口。 具体类型选择时考虑过水面积及是否易于清污。
（2）拦污栅结构 ①支承结构：金属框架或钢筋砼结构。
（2）拦污栅结构
①支承结构
②栅片结构：放在支承结构 的栅槽中。
宽度一般≯2.5m， 高度≯4m；为槽钢或角 钢以及扁钢等焊接或螺 栓、连接而成。
②有压 进水口高
程选择合适。
进水口顶部高程：死水位以下，且有一定的 埋深：
h kp cv a
c：经验系数，取0.55(枢纽
对称进水)－0.73(侧面进水)。
死水位
hkp
a
0.5~1.0m
淤沙高程
v
a：闸门高度。 v：闸门断面的平均流速。
一般控制在1.5m/s左右。
进水口底部高程：
通常在水库设计淤沙高程以上0.5~1.0m。
思考： 水从无压进水口 进入后是否直接流 入渠道？
二、有压进水口
供水入压力水道。
进水口在最低水位以下，水流为有压流，
以引深层水为主。 有压进水口可分为：
坝式、竖井式、岸式、塔式
竖井式
岸塔式（岸墙式、压力墙式）
塔式
▲坝式进水口：位于混凝土坝或河床式电站厂 房的上游，与坝内压力管道连接。
为了不削弱坝体，进水口或其拦污栅可设在伸 出坝面的悬臂平台上，多数竖直布置，也可沿坝面 成倾斜式。
（2）拦污栅结构 ①支承结构
②栅片结构
③栅条结构：一般厚8-12mm，宽100-200mm。
(3)拦污栅处流速(用于计算面积)： V≯ 1m/s(拦 污栅人工清污) 或V=1~ 1.2m/s (机械清污) 。
(4)拦污栅与闸门距离：≮D(洞径或管道内径)。
(5)拦污栅槽高度：经常清污顶高于需要清污的 最高水位，否则高于汛前限制水位。
有压隧洞是最常用的结构型式，很特殊的情况 下，采用明管或隧洞内的明钢管。
有压隧洞
明管
隧洞内的明钢管
特点：洞中水流为压力流，隧洞承受内水压力 很大。
（2）水质符合发 电要求。进水口要设 置拦污、防冰、拦沙、 沉沙及冲沙设备。
拦沙坝
（3）水头损失要小。
保证进水口处水流流态好。
（4）流量可按要求控制。有闸门。 工作闸门(事故闸门)：静水开启，动水关闭。 检修闸门：静水启、闭。
（5）施工、安装、运行、检修方便。
3、进水口构造 1）拦污栅
（1）拦污栅布置 ①平面倾斜：适用于 竖井式、岸墙式进水口。 ②平面直立：适用塔 式、坝式进水口。
a－椭圆长半轴，为 1~1.5D，通常用1.1D。 b－椭圆短半轴，为 1/3~1/2D。
通常a/b＝3~4，D为 引水道直径。
（2）闸门段

矩形断面，高度=或略>D，宽度=或略<D 。 工作事故闸门净水面积=1.1~1.25A引水道。 检修闸门净水面积=或略>事故闸门的。
此段长度由闸门及启闭设备布置确定，并考 虑引水道检修通道要求。 大型电站，为 事故闸门与 检修闸门距 离：1-3m。
2.3 引水道
一、引水道的型式
1、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)。
2、类型：无压引水道和有压引水道。
（1）无压引水道：渠道、无压隧洞。 特点：具有自由水面，承受的水压力不大。 适用：从河道或水库水位变化不大的场合引水， 一般用于无压引水电站。
（2）有压引水道：有压隧洞，明管、坝内埋 管或隧洞内的明钢管。

减小闸门尺寸，可
用中墩将闸门段分
为两孔。
（3）闸门后渐变段
渐变段长度一般取洞身直径的1.5-2.0倍。 侧面收缩角6°－8°。
对坝式进水口进口段的特别说明：
进口段与闸门段常合在一起，进水口一般做成 矩形喇叭口形状，进水口中心线水平或倾斜。 渐变段长度一般为1~1.5D。
3）通气孔
作用：
①位于工作闸门之后
工作闸门关闭时，给有压引水系统及时补气 （V气＝ V进水max，取为30～50m/s）； 在压力系统充水时，排出空气。 ②位于工作闸门与检修闸门之间：排气。 要求：出口高于上 游最高水位，须与闸门 启闭机室分开，孔管应 力求减少转弯，突变。
4）充水阀(平压管)
三、已建水电站进水口的运行情况 1、气锤问题 又称气浪，是压力水道中剧烈波动的压缩气 体由进水口通道冲出而发出的喷水现象。 产生原因为进水口淹没深度不够或管道充水 过快而使压力水道混入空气。
第二章 进水口及引水道建筑物
2.1进水口
一、无压进水口 供水入无压水道，适用于无压引水式电站。
按布置和结构条件可分为：
1、表面式进水口：或称进水闸，用来引用河 道或水库表层水。 为防止漂浮物及泥沙进入，常设于凹岸。
2、底部拦污栅进水口：位于过流建筑物的坎
中，与水流垂直方向设置引水廊道，其上覆盖拦污 栅，水从廊道引入，必要时再经冲沙室、沉沙池进 入引水道。
压力管道
压力引水道
三、已建水电站进水口的运行情况 2、污物问题 3、泥沙问题 4、漩涡问题 发展成贯通式的漏斗漩涡时，卷入污物会附着 在拦污栅上。产生原因同气锤。 5、冰冻问题 严寒季节，流速v先取为 0.45m/s~0.6m/s，使 水面迅速形成冰层；另正常运行时 v应限制在 1.25m/s以下。
(6)拦污栅的清污与防冻
①清污：人工、机械。 人工：齿耙扒掉污物，适用于小型水电站中淹 没深度较浅的倾斜布置的拦污栅。 机械：清污机。
污物不多的河流，可定期起吊清污或检修。
污物较多的河流，可设两道拦污栅。
②防冻：电热法；用管道将压缩空气通至拦污 栅上游面底部，使下部温水上涌。
泄水隧洞一般不设拦污栅。
2）闸门前、后渐变段
(1)进口段 连接拦污栅与闸门段。 V进口≈ 1m/s，且面积： A进口≮A引水道/Ccosθ C－收缩系数，一般 取0.6~0.7。 θ－引水道中心线与水 平面之间的交角。
进口段的底板一般水平，顶部常用四分之一椭 圆或圆弧，两侧常用四分之一圆弧。 椭圆方程：
X2/a2+Y2/b2=1
适用：砼重力坝
的坝后式厂房、坝内
式厂房和河床式厂房。
有压进水口的位置：
进口水流平顺、对称、无 回流和漩涡，不出现淤积、不 聚积污物，泄洪时能正常进水。
二、进水口的功能与设施
1、进水口的任务：引进发电用水。
2、进水口应满足以下基本要求
（1）要有必须的进水能力。
①一般要求进水口断面足够大且经济；