水电站复习

挡水建筑物：坝、闸、堰、堤

泄水泄沙建筑物：溢洪道、泄水洞、泄水泄沙孔

过坝建筑物：过船、木、鱼等

引水建筑物：进水口、沉沙池、引水道、前池或调压室、压

力管道、尾水道

发电厂及其附属建筑物：厂房、变电站、开关站

第一章 概 论

1、水力发电的基本原理：以具有位能或动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将

发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发

现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高，

就是能量的转换过程，E=9.81QH .是把水能转化为电能的过程。

2、水电站的类型：按集中河段落差方式的不同，可分为坝式水电站、引水道式水电站和混

合式水电站。抽水蓄能、潮汐式电站也是重要形式。

坝式水电站：坝式水电站是拦河筑坝，坝前壅水，在坝址处形成落差所建的水电站。

引水道式水电站：引水道式水电站是在河段上游筑闸或低坝（或无坝）取水，经人工引

水道引水到河段下游来集中落差所建的水电站。

混合式水电站:混合式水电站是在同一河段上用坝集中上游部分落差，再通过有压引水道

集中坝下游部分落差而形成总水头所建的水电站。适用条件：坝上游部分有良好筑坝库

条件，下游部分坡降大时。

3、

枢纽建筑物 水电站 建筑物 发电建筑物 4、水工建筑物：枢纽建筑物与进水口、饮水道等可用于多种用途的建筑物；

水电站建筑物：前池、调压室、及其下游专用于发电的建筑物。

5、水电站是将水能转化为电能的设备和建筑物的综合体，是生产电能的企业。

第五章 混凝土坝体压力管道

1、混凝土坝体压力管道是依附于混凝土坝身，即埋设在坝体内或固定在坝面上，并与坝体

成为一体的压力输水管道。

2、坝内埋管的三种典型布置型式：倾斜式布置、平式和平斜式布置（对拱坝，坝体厚度不

大，管径较大时，可采用这种布置）、竖直式布置。

3、坝内埋管的布置原则：尽量缩短管道的长度；减少管道空腔对坝体应力的不利影响，特

别减小因管道引起的坝体内拉应力区的范围和拉应力值；还应减小管道对坝体施工的干

扰并有利于管道本身的安装、施工。

4、坝内埋管荷载有：内水压、坝体荷载、温差荷载、坝体渗流、施工荷载。

5、坝内埋管运行期的主要荷载有：内水压、坝体荷载、温差荷载

6、为了减少坝体承担的内水压力，可以在钢管外设置软垫层，将钢管与坝体隔开。软垫层

可以吸收钢管在内压作用下的径向变位，而使内压只有一部分或很小部分传至坝体。

7、结构设计的任务是：决定钢衬材料和厚度，管外坝体混凝土等级和配筋，钢衬抗外压设

施。

第二章进水口及引水道建筑物

1、进水口的分类（按水流条件分，即供水入无压水道/压力水道）：无压进水口：表面式进水口（又称进水闸）常设于凹岸（防止漂浮物、泥沙进入）底部拦污栅式；有压进水口：坝式进水口、岸式进水口（竖井式和岸墙式）、塔式进水口。

2、进水口的要求：

1）要有必要的进水能力：进水口底坎足够低，过水断面足够大，有一定淹没深度；

2）水质符合发电要求：防止污物、冰块、有害泥沙进入造成淤积和建筑物设备受损；3）水头损失要小：形状应平滑渐变，流态平顺，无突变涡流，流速尽量小，防止堵塞；4）流量可按要求控制：设工作、检修闸门；

5）施工、安装、运行和检修方便：选择合理的布置和结构形式；

3、为了防止已经进入进水口的悬移质泥沙中的有害颗粒进入引水道，在无压进水口之后，引水道之前设置沉沙池。沉沙池原理：加大过水断面，降低水流流速从而减小其携沙能力，使其有害泥沙（粒径大于0.25mm的泥沙）在沉沙池中逐渐沉积，为此要求沉沙池应有必要的宽度、深度和长度，使流速变小并且均匀。根据水流中泥沙颗粒的大小，池中平均流速应为0.25~0.7m/s。

4、排沙方式可以是连续或定期的，方法有：水力冲沙、水力机械冲沙、机械排沙。

5、引水道的功用：集中落差，形成水头，并将水流输送到压力管道引入机组，然后将发电后的水流排到下游。有无压（无压隧洞、渠道）和有压引水道（有压隧洞、明管、明钢管）。

6、引水道要求：

1）有符合要求的输水能力：有足够的过水面积和流速，防止引水道中泥沙沉积，防止表

面被冲蚀或长草增加n从而减小流速，防止岩石坍塌堵塞；2）减少水头损失：减小弯道和断面变化，减小表面粗糙度；

3）保证水质：进水口采取防范措施，防止泥沙、冰凌、污物等进入；

4）尽量较少引水道向外漏水；

5）运行安全可靠，应能放空和维护检修，结构经济合理，便于施工运行。

7、涌波：丢弃负荷时，水轮机的引用流量突然减小，渠道水位由下游向上游逐渐升高，这种水位的升高现象是由渠道末端向渠道首端逐渐传递的。

消落波：电站增加负荷时，水轮机引用流量突然增加，但渠道来流量还来不及增加，渠道末的水量被引走，水位逐渐降低，这种水位降低现象也是由渠末向渠首逐渐传递的。

8、压力前池位于动力渠道末端，是把无压引水道的无压流变为压力管道的有压流的连接建筑物。功用：电站正常运行时，把流量按要求分配给压力管道，并使水头损失最小；水电站出力变化、事故时，与引水渠配合，调节流量；电站停止运行、压力管道关闭时，供给下游必需的流量；在压力管道事故时，紧急切断水流；防止引水道中杂物、冰凌与有害物泥沙进入压力管道。

9、压力前池组成：扩散段、前室、进水室（压力管道的进水口及设备）、泄水和排沙建筑物。布置：充分利用地形；前池应尽可能接近厂房，以缩短昂贵而且对安全要求高的压力管道；前池常需布置在靠近河岸的陡坡上，这样就使其工程量增加，对山坡及地基的稳定不利，渗漏可能会使山坡坍滑。