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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateS水电站引水建筑物设计S水电站引水建筑物设计本科毕业设计题 目 s水电站引水建筑物设计 学 院 工 学 院 专 业 农业水利工程 毕业届别 2015 届 姓 名 L H G 指导教师 职 称 讲 师 甘肃农业大学教务处制二一五年五月目 录摘要4关键词4Abstract5Key words51 设计基本资料61.1流域概况61.2气象、水文61.3泥沙71.4工程地质资
2、料71.5水位流量关系曲线81.6动能指标92 建筑物级别及坝型选择92.1坝轴线的选择92.2坝型选择102.3引水建筑物选择102.3.1进水口的选择113 枢纽布置123.1枢纽布置应遵循以下原则123.2各类建筑物枢纽布置的要求133.3枢纽总体布置154.1 进水口的设计1514.1.1进水口设计基本要求154.1.2 进水口的布置164.1.3 进水口尺寸确定174.1.4闸底板设计184.1.5 校核泄洪能力194.2沉沙池的设计194.2.1沉沙池的类型204.2.2沉沙池尺寸拟定214.3引水隧洞的设计214.3.1渠线的选择224.3.2无压引水隧洞断面尺寸及纵坡的确定22
3、4.3.3引水隧洞水力计算224.4无压隧洞设计荷载及衬砌计算234.4.1无压隧洞设计荷载计算（1.501.80）244.4.2无压隧洞的衬砌计算（1.51.8）254.5压力前池的设计284.5.1压力前池的作用和组成284.5.2压力前池轮廓尺寸的拟定284.6压力管道的设计334.6.1压力水管的功用和特点334.6.2压力水管的分类334.6.3压力管道布置344.6.4压力管道经济管径的确定344.6.5水头损失计算354.6.6管壁厚度计算354.7镇、支墩364.7.1镇墩的设计364.7.2支墩的设计375 水能规划385.1.1 最大水头的确定395.1.2 设计低水位的确
4、定425.1.3 的确定455.1.4 的确定46参考文献47致 谢48S水电站引水建筑物设计LHG（甘肃农业大学工学院 2011级 农业水利工程）摘要：S水电站位于四川省康定县孔玉乡境内三更沟中游，首部枢纽位于厂址以上4.2km的河段上。S水电站设计引用流量1.92，额定水头500m，装机容量24MW。 水库校核洪水位3224.95m（百年一遇），相应的下泄流量53.6m3/s；设计洪水位3221.72m（30年一遇），相应的下泄流量43.3m3/s；正常蓄水位3224.03m。 S水电站设计主要任务是挡水、泄水建筑物的设计，水能规划，引水建筑物的设计。本设计以引水建筑物为主，无压进水口位于
5、坝址上游凹口处，沉沙池池长75m,深5m；无压引水遂洞全长850m，断面为1.51.8m的矩形；压力前池尺寸定为2845m（长宽高）；侧堰长度3m，堰顶高程3222.1m；压力管道全长3300m,内径1.0m;水电站形式为引水式水电站。关键词：进水口 沉沙池 无压引水隧洞 压力前池 压力管道Diversion buildings design midnight hydropower stationLHG(gansu agricultural university institute of water conservancy and hydropower engineering)Abstract
6、: S hydroelectric power stations located at the Sichuan Kangting county Kong Yuxiang domestic three ditch middle reaches, the B ditch basin river course current of water rapids, fall the water to find at everywhere rapid, the hydro-electric resources are richer three ditches to belong to right flank
7、 the B river first-level small branch, the factory site located at three ditches and B ditch connection Lianghekou upstream 900m place, first key position located at factory site above on 4.2km S hydroelectric power station design primary mission is keeps off the water, the drainage buildings design
8、, the hydro-energy plan, pilots buildings design. This design pilots the building primarily, not presses in the drainage opening located at the dam site upstream saw notch place, settling basin pond long 75m, deep 5m; Not presses pilot then hole span 850m, the cross section for 1.51.8m rectangle; Th
9、e pressure forebay size decides as (long 2845m * wide * high); Lateral spillway length 3m, weir crest elevation 3222.1m; Pressure piping span 3300m, inside diameter 1.0m; Hydroelectric power station form for pilot type hydroelectric power station. Because the editor level is limited, all material ar
10、e not very comprehensive, presents the shortcoming and the mistake place of regarding designing, requests earnestly each position to comment reads teacher to give the criticism instruction!Key word: Water inlet Settling basin Not presses the derivation tunnel Pressure forebay Pressure piping-1 设计基本资
11、料1.1流域概况S水电站位于四川省康定县孔玉乡境内三更沟中游，B沟流域河道水流湍急，急滩跌水随处可见，水力资源较为丰富三更沟属于B河右侧的一级小支流，厂址位于三更沟与B沟交汇的两河口上游900m处，首部枢纽位于厂址以上4.2km的河段上。S水电站设计引用流量1.92，额定水头500m，装机容量24MW。 1.2气象、水文三更沟属于巴郎沟流域，属高原温带川西山地气候，主要特点是气温低、冬季长、日照丰富、干湿季分明，影响流域降水的主要系统是西太平洋副热带高压。工程区多年平均气温7.1，极端最高气温和极端最低气温分别为28.9和-14.7，多年平均年降水量为815.7mm，历年一日最大降水量49.4
12、mm，多年平均蒸发量1285.5mm（20cm口径蒸发皿观测值），多年平均平均相对湿度73%。多年平均风速为3.1m/s，最大风速为20.0m/s（相应风向为E）。多年平均霜日数为84.9天，最大积雪深度为24cm。坝址多年平均径流深995mm，多年平均流量1.55，取水口以上集雨面积49.2。表1-1 三更沟电站设计洪水成果表位置集雨面积各 频 率 设 计 值 Qp(m/s)p=0.1%p=0.2%p=0.33%p=0.5%p=1.0%p=2%p=3.3%p=5%p=10%p=20%p=50%坝址49.263.358.354.651.546.441.337.534.429.324.017.1
13、厂址61.073.067.363.059.453.647.643.339.833.827.719.7表1-2 三更沟电站年最大24、72小时洪量频率计算成果表时段各频率设计值(108m3)p=0.1%p=0.2%p=0.5%p=1%p=2%p=3.3%24小时0.0170.0150.0140.0120.0110.01072小时0.0420.0390.0350.0320.0290.026表1-3 三更沟电站闸址分期洪水成果表 时 段各 频 率 设 计 值Qp(m3/s)p=3.33%p=5%p=10%p=20%p=50%1月1.06 1.02 0.94 0.86 0.73 2月0.85 0.82
14、 0.77 0.71 0.61 3月0.96 0.90 0.81 0.71 0.57 4月1.40 1.32 1.17 1.01 0.77 5月9.38 8.60 7.12 5.68 3.59 6月-9月37.5 34.4 29.3 24 17.110月9.80 9.10 7.97 6.68 4.77 11月2.39 2.26 2.03 1.77 1.36 12月1.49 1.42 1.30 1.17 0.94 表1-4 三更沟电站厂址分期洪水成果表时 段各 频 率 设 计 值Qp （）P=3.33%p=5%p=10%p=20%p=50%1月1.32 1.26 1.17 1.07 0.90 2
15、月1.05 1.01 0.95 0.88 0.76 3月1.18 1.12 1.00 0.88 0.71 4月1.73 1.63 1.45 1.25 0.96 5月11.14 10.22 8.46 6.74 4.26 6月-9月43.339.833.827.719.710月11.64 10.80 9.46 7.94 5.66 11月2.96 2.80 2.51 2.20 1.69 12月1.84 1.76 1.61 1.45 1.17 1.3泥沙S电站坝址处年侵蚀模数为：63.01t/km2 多年平均悬移质输沙量为：0.31万t悬移质多年平均含沙量为：0.063kg/ m3汛期（69月）悬移质
16、平均含沙量为：0.070kg/ m3。1.4工程地质资料工程区地震动峰值加速度为0.20g，相对应的地震基本烈度为度。基岩物理力学指标如下饱和抗压强度：1525；抗剪指标：f砼/岩=0.60.62；抗剪断指标：f砼/岩=0.70.8，c=0.70。三更沟水电站区内地貌以川西高原山地为主，河谷深切狭窄，两岸高竣陡峭，谷岭高差较大。坝址区、厂区地质物理力学参数建议值见表所示。表1-5 工程区覆盖层物理力学性建议值表地层代号地层岩性物理性指标承载及变形指标抗剪强度渗透及渗透变形指标坡比干密dg/cm3密 度干密度允许承载力变形摸量凝聚力内摩擦角允许比降密 度dRE0CJg/cm3g/cm3MPaMP
17、aMPag/cm3col+dlQ4块碎石土2.002.101.802.000.250.30253002528块碎石土2.002.101.802.00alQ4砂砾（卵）石2.102.252.002.150.350.40303503035砂砾（卵）石2.102.252.002.151.5水位流量关系曲线S电站坝址水位流量关系曲线32203220.532213221.532223222.5020406080100120流量(m3/s)水位(m)附图2-11S电站厂房水位流量关系曲线27002700.527012701.527022702.5050100150200250流量(m3/s)水位(m)附图
18、2-121.6动能指标正常蓄水位 3224.03m电站装机容量（台数单机容量） 24MW发电引用流量 1.92m3/s最大水头 507.07m最小水头 500.05m额定水头 500m保证出力(有调节) 2.161MW年利用小时数 5338h2 建筑物级别及坝型选择坝址、坝型选择和枢纽布置是水利枢纽设计的重要内容，三者相互联系。在选择坝址/坝型和枢纽布置时，不仅要研究枢纽附近的自然条件,而且需要考虑枢纽的施工条件，运行条件，综合效益，投资指标以及远景规划等，这是水利枢纽设计中贯穿在各个阶段的一个十分重要的问题。不同的坝址适用于不同的坝型和枢纽布置，所以选择坝址、坝型要同时做出枢纽布置。针对不同
19、坝址做出不同坝型的各种枢纽布置方案，进行技术经济比较，最后选定较为理想的坝轴线位置及相应的坝型和枢纽布置。由装机容量8MW，查水工建筑物可知，该工程级别为小（）型。2.1坝轴线的选择坝址和轴线的选择是根据地形、地质、河流走势等条件综合考虑决定的。就地形而言，坝址一般以选在狭窄河谷处，节省工程量；但对于一个具体的枢纽来说，必须从各个方面综合考虑：是否便于布置泄洪、发电建筑物，是否便于施工导流，技术可行，经济合理等综合衡量。坝址地质条件是水利枢纽设计的重要依据之一，对坝型的选择和枢纽的布置起着决定性作用。坝址最好的地质条件是强度高、透水性小、不易风化、没有构造缺陷的岩基。但理想的天然地基很少，因而
20、在选择坝址时应从实际出发，针对不同的情况采取不同的地基处理方式，来满足工程需要。亦可通过选择不同的坝型或将坝轴线转折以适应地质条件，同时应考虑两岸的地质因素，使库区及两岸边坡有足够的稳定性，以防止因蓄水而引起的滑坡现象。就河势来说，坝址要选在河流顺直段，靠近坝址上、下游河流如有急湾最不利 ，应予避免；枢纽两岸坝肩的山体要较雄厚，并尽可能离上下游两岸的冲沟远一些；水库周缘应没有难处理的缺口。由基本资料分析得，选择的坝址地处三更沟的中上游，位于山海子支沟口上游2575m河段，河沟地面高程32193225m，该段河床比降较小，水流相对平缓。本阶段在坝址区河段内进行了坝线的比选工作，最终确定现坝线为最
21、优坝线。若现坝线上移，沟谷变的较开阔；若坝线下移，将丢失水头坝址区河段沟谷为早期洪冲积层下切形成的狭窄沟谷，左岸地形坡度1520，右岸为4550属不对称型“V”形谷，河床水面宽58m，水深0.51.2m。坝址区均为第四系洪冲积层与崩坡积层覆盖，其中洪冲积层厚5055m，为中粗砂砾(卵)石夹孤块石、漂石，中粗砂砾(卵)石成份主要为灰岩、玄武岩，砾径一般13cm，含量4050%，漂石直径0.40.8m，局部孤块石直径1.23.5m，含量510%，该层除表部45m结构较松散，以下中等密实。崩坡积(Qcol-dl)厚3550m，为块碎石夹粉质壤土。下伏基岩为二迭系下统第3段(P13)浅灰灰色含泥砂质结
22、晶灰岩、结晶灰岩夹蚀变玄武岩、炭硅质板岩，和第4段(P14)中厚层结晶灰岩、生物碎屑灰岩夹炭质板岩。坝址区附近植被茂盛，无冲沟切割，地形完整，坡体稳定，无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用存在。2.2坝型选择坝型选择应根据当地地质、地形条件，施工条件，建筑材料，综合效益，宣泄洪水能力，以及抗震性等特点，通过定性分析，初步选择两种坝型进行较详细的技术比较，选取既满足工程要求，又比较经济的坝型，经济比较只要求对坝体的砼方量及三材用量作粗略的计算和比较。以下分别就各种坝型进行比较分析。坝型选择方案：（一）土石坝土石坝又称当地材料坝，是历史最为悠久的一种坝型。土石坝主要分为：均质坝、心（斜）墙坝、土石混
23、合（堆石坝）坝等。1、土石坝优点（1）可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量，几乎任何土石料均可筑坝。（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。任何不良的坝址地基，经处理后均可筑坝。（3）大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝的发展。（4）由于岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性。（5）土石坝适应地基变形，施工方便，而且我国拥有丰富的建坝经验。土石坝与砼坝相比，其造价为砼坝的1/10，工程量为砼坝的4倍，由此可见土石坝经济性优
24、于混凝土坝。2、土石坝缺点由所给 三更水电站基本资料可知，坝址区均为第四系洪冲积层与崩坡积层覆盖，其中洪冲积层厚5055m，为中粗砂砾(卵)石夹孤块石、漂石，中粗砂砾(卵)石成份主要为灰岩、玄武岩，且储量足以建坝，各料场的物理性质、试验指标，基本满足技术要求，可作为大坝混凝土骨料使用。从材料方面看可以建土石坝。但土石坝有它本身的特点，就是坝身不能过水，泄水建筑物需另设溢洪道。由本枢纽基本资料知，三更沟水电站区内地貌以川西高原山地为主，河谷深切狭窄，两岸高竣陡峭，谷岭高差较大，没有合适地形布置溢洪道，因此，从这方面看，不宜建土石坝。由于坝址附近无大量的粘性土及砂壤土料，只可供应围堰防渗材料之用。
25、不能满足土石坝所需的大量粘性土和砂壤土料，因此，从这方面考虑，此处建设土石坝条件不足。综合上述优缺点，故本次设计不采用土石坝，而采用混凝土坝。（二）混凝土坝如果选择砼坝应考虑采用拱坝还是重力坝，1、拱坝优缺点优点：拱坝是高次超净定空间整体结构，坝体的稳定性主要依靠两岸拱端山体反力作用来维持，并不全靠坝体自重来维持。由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小，应力分布较均匀，有利于发挥材料的强度，从而坝体厚度可以减薄，节省工程量。拱坝的体积比同一高度的重力坝大约可节省1/32/3，从经济意义上讲，拱坝是一种很优越的坝型。且较好的超载能力可达设计荷载的511倍，具有很强的抗震能力。缺点：
26、理想的拱坝地形应是左右岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。而此坝址属不对称型“V”形谷，不适合建拱坝。综合上述，本坝址处不适宜建混凝土拱坝。2、重力坝重力坝坝身可以过水，对地形地质条件适应性强，枢纽泄洪问题容易解决，可以大型机械化施工，施工速度快，故本枢纽选择重力坝坝型。重力坝又分为宽缝重力坝、空腹重力坝、实体重力坝。需对三种坝型进行比较做出结论：（1）宽缝重力坝优缺点：宽缝重力坝，坝体设置宽缝后，坝基的渗透水可自宽缝排出，减小了渗透压力，但宽缝坝增加了模板用量，立模也较复杂，分期导流不便，而且由资料可知当地三更沟属于巴郎沟流域，属高原温带川西山地气候，主要特点是气温低、冬季长
27、，对宽缝坝需要采取保温措施，工程造价大大增加且不能大型机械化施工，工期较长，因此不宜选用宽缝重力坝。（2）空腹重力坝优缺点：空腹坝与实体坝相比具有以下优点：1）由于空腹下部设底板，减小了坝底面上的扬压力，可节省坝体砼方量20%左右；2）减小了坝基开挖量；3）坝体前后腿嵌固于岩体内，有利于坝体的抗滑稳定；4）前后腿应力分布均匀，坝踵压应力较大；5）便于砼散热；6）坝体施工可不设纵缝；7）便于监测和维修；8）空腹内可以布置水电站厂房。缺点有：1）施工复杂；2）钢筋用量大；因此不适宜建空腹重力坝。（3）结论实体重力坝由于结构简单，安全可靠，对地形、地质条件适应性强，枢纽泄洪问题容易解决，便于施工导流
28、，可以大型机械化施工，施工方便且速度快，结构作用明确，适合建高坝。基于以上各种坝型的比较分析，本水库采用混凝土重力坝较为合理。2.3引水建筑物选择2.3.1进水口的选择进水口又称进水建筑物，位于水电站输水系统的首部，它的功用是按照发电要求，自水源（水库或河流）取水，引入水电站引水道。进水口的分类：1. 按照水流特征分按照水流特征，将进水口分为有压进水口和无压进水口两类。有压进水口设在水库最低发电水位以下，进水口流道均淹没于水中，并始终保持涡流状态，属有压流动，其后紧接有压隧洞或管道。它主要用于从水位变幅比较大的水库或河流中引水的坝式、有压引水式和混合式水电站。无压进水口水流为明流，进水口流道全
29、程有自由水面，且水面以上的净空与外界大气保持良好贯通，使流经其中的水流为无压流动，其后一般紧接无压引水道，适用于从水位变幅较小的水库或河流中引用的无压引水式水电站。2.按照与枢纽建筑物的关系分水电站进水口按照与枢纽建筑物的关系，通常分为整体布置进水口和独立布置进水口。整体布置进水口与枢纽工程主体建筑物组成整体结构，其整体稳定安全标准应与所在的主体建筑物相同，因为一旦失事，不仅影响工程效益，而且还将造成下游危害。坝式水电站和河床式水电站的进水口就属于整体布置进水口。独立布置进水口布置于枢纽工程主体建筑物之外，如岸式进水口、塔式进水口、堤防涵闸式进水口等，其整体稳定安全标准根据地基条件分别按照SL
30、285-2003水利水电进水口设计规范（岩石地基）或SL265-2001水闸设计规范（水质地基）的有关规定选取。结论：由设计引水流量选择进水口为岸式无压进水口。3 枢纽布置首先根据枢纽的任务及要求确定枢纽建筑物的组成，然后根据地质、地形等条件，拟定二到三个枢纽布置方案，并画出草图，通过定性分析确定较合理的枢纽方案。水利枢纽布置的任务是合理地确定枢纽中各组成建筑物之间的相互位置。S水利枢纽的主要任务是调节水量，兼顾防洪。包括挡水坝段和泄洪闸段；挡水坝段在河的两岸，中间设置泄洪闸。根据枢纽功能需要，工程具有挡水坝段、泄洪闸段等建筑物。枢纽布置主要应考虑： 水闸段，挡水坝段的布置。3.1枢纽布置应遵
31、循以下原则1、坝址、坝段及其他主要建筑物的形式选择和枢纽布置要做到施工方便，工期短，造价低。2、枢纽布置应当满足各个建筑物在布置上的要求，各建筑物之间能协调、无干扰地工作，保证其他任何工作条件下都能正常工作，满足枢纽运用管理的要求。3、在满足建筑物强度和稳定的条件下，降低枢纽总造价和年运转费用。4、枢纽中各建筑物紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少联结建筑。5、尽可能使枢纽中的部分建筑早期投产，提前发挥效益。6、枢纽的外观应与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。3.2各类建筑物枢纽布置的要求1、挡水坝拦截水流，形成水库，将其布置在河岸的两边。通常布置成直线，这样坝轴线较短，坝身体积
32、小，对建筑物的受力状态有利，并便于与相邻建筑物的联结。2、泄洪闸泄洪闸起泄洪作用，前缘应正对上游来水的河流主流方向，下游出口方向最好与主河槽水流方向一致。本枢纽中，泄洪闸的尺寸大概如下：本次设计为单孔门，闸门净宽为3m。闸墩厚取1.2m。总闸段长为5.4m。将挡水坝段设在左右两岸，中间段设置泄水闸。3.进水口工程上常将开敞式进水口布置在河道主流比较集中，河床稳定，河岸坚固的河段上，防止因主流左右摆动影响取水，进水口中心线与河道交角3045。从防沙考虑，将进水口设在河道凹岸。这样布置可以利用河湾处的横向环流，使进水口引进表层较清的水，而底沙则由底流带向突岸。在选择进水口时，还应避开上游有浅滩、急
33、滩的地点，因为它们容易搅浑底沙和形成冰凌。3.3枢纽总体布置将挡水坝段设在左右两岸，中间段设置泄水闸。进水口设在挡水坝旁河道凹岸，其后接沉沙池，其长度为75m，紧接沉砂池的是矩形无压引水隧洞，其断面尺寸为1.51.8m，总长850m，渠道末端接压力前池，属平水建筑物，长28m，最后由总长为3300m的压力管道将水引入厂房发电。4 引水建筑物的设计4.1 进水口的设计水电站进水建筑物是水电站水流的进口，由于进口后连接的引水方式、水流流态和所处位置的不同，进水口的基本型式也不同。进水口型式可简要归纳如下1.按照水流条件分：（1）无压进水口无压进水口的主要特点是进水口范围内的水流为无压流，进水口后面
34、一般连接无压引水建筑物，故此进水口亦称为开敞式进水口。无压进水口以引进表层水为主，因而防沙、防污和防冻等问题均较突出。（2）浅孔式进水口浅孔式进水口是淹没于水下不深的进水口。进水口充满水流，没有自由水面，属有压进水口。但浅孔式进水口因闸前水较浅，进口底板接近河底，防沙等三防问题仍较突出。浅孔式进水口常见于拦河闸式低水头的引水枢纽，低坝河床式水电站的进水口偶、压力前池的进水口等。（3）深孔式进水口深孔式进水口是高坝大水库中的水电站进水口。孔口淹没深度大，底板距库底远，三防问题不突出。2.按在水力枢纽中的位置分（1）河岸式进水口河岸式进水口位于水库或河道的岸边，按结构特点和进口闸门装置的位置，又可
35、分为隧洞式进水口、压力墙式进水口和节制闸式进水口等。前三种为有压进水口，后一种为无压进水口。（2）坝式进水口当水电站枢纽中的挡水建筑物是混凝土坝时，进水口多设在坝上，称坝式进水口。综合考虑本设计采用无压进水口，即开敞式进水口。4.1.1进水口设计基本要求进水建筑物是水电站输水系统的一个重要组成部分，其位置和形式的选择、尺寸的拟定与整个枢纽工程总体布置密切相关。具体设计时，应满足以下基本要求：1.要有良好的地质、地形条件。2.要有足够的进水能力和顺畅的进水条件。3.水质要符合要求。4.可控制流量。5.满足水工建筑物的一般要求。4.1.2 进水口的布置工程上常将开敞式进水口布置在河道主流比较集中，
36、河床稳定，河岸坚固的河段上，防止因主流左右摆动影响取水，进水口中心线与河道交角3045。从防沙考虑，将进水口设在河道凹岸。这样布置可以利用河湾处的横向环流，使进水口引进表层较清的水，而底沙则由底流带向突岸。在选择进水口时，还应避开上游有浅滩、急滩的地点，因为它们容易搅浑底沙和形成冰凌。4.1.3 进水口尺寸确定（1）进水口底板顶面高程一般情况下，底板顶面高程可比闸前设计水深时的河床平均高程至少高出1.02.0m，视河道含沙量多少而定。Z =3220m 则闸底板高程=3220+3=3223m（2）进水口孔口尺寸孔口净宽 式中 Q- 设计引用流量 - 淹没系数 m - 流量系数。进口边缘为直角m=
37、0.320.36,为圆角m=0.360.37。本设计进口为直角，则m=0.35 H- 设计引进流速的堰顶水头进水口下游水位 Q=1.92查QZ曲线得： Z=3220.66mZ=3224.03mH=3224.03-3223=1.03m下游超过堰顶的高度h=3220.66-3223=-2.34m为自由出流，则=1。=0.9则 =1.31m 取B=1.5m根据闸门设计规范中闸孔尺寸和水头系列标准，选单孔净宽B=1.5m，为单孔闸门，边墩0.5m。闸孔总宽度为：L=1.5+0.5+0.5=2.5m4.1.4闸底板设计闸底板顺水流方向长度，据闸基土为沙砾石地基，A可取（1.52.5）A取2.0， 综合考
38、滤取上部结构布置及地基承载力等要求，确定闸底板长2.5m。闸底板厚度为：， 取t=0.3m4.1.5 校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算的收缩系数,查水闸设计规范（规范表2-2），结果如下所示： b0/bs =1.5/(1.5+2)=0.43 得=1所以与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上、下游水位计算得Q=2.09设计情况和校核情况均未超过规定的5%的要求，说明孔口尺寸符合设计要求。故L=2.5米即为所求。 4.2沉沙池的设计沉沙池设计的基本原理是，加大沉沙池的过水断面，减少水流的流速及其挟沙能力，使有害的泥沙沉淀在沉沙池内，而将清水引入水道。设计沉沙首先要决定其过水断面及长度，过水断面取
39、决于池中水流的平均流速，平均流速一般为0.250.7m/s，视有害泥沙的粒径而定。沉沙池长度不足，则有害泥沙尚未下沉到池底已流出沉沙池，达不到沉沙的效果；沉沙池过长，则造成浪费。4.2.1沉沙池的类型水电站沉沙池常用的平面布置形状有直线型或称矩形、曲线形和沉沙条渠等三种。本设计采用矩形沉沙池。4.2.2沉沙池尺寸拟定1.沉沙池结构布置及尺寸定期冲沙的沉沙池由进口段、沉淀室、出口段、冲沙廊道（或冲沙闸）以及节制闸等部分组成。为使沉沙池进水口和出水口水流平顺、流速分布均匀，一般在沉沙池的进水口和出水口用渐变段与上下游渠道连接，使水流沿平面及深度上均能均匀扩散和收缩。渐变段在平面上扩散角20(常用1
40、020)。进口段的长度一般取1530m；出口段的长度一般取1020m。本设计取为15，进口段长度为20m，出口段长度为15m。沉沙池内水流平均流速应小于0.25m/s。沉淀室数目一般为23个，其横断面多为矩形，宽度不超过工作长度的35%。水电站用的沉沙池的工作深度一般为45m，沉沙池的底坡为正坡，坡度为0.020.005，本设计取0.001，冲沙廊道进口设在沉沙池末端。单室沉沙池的岸墙可用片石或混凝土板砌护成斜坡；亦可采用砌石、混凝土和钢筋混凝土的混合结构。沉淀室应分段设伸缩沉陷缝，砌石和混凝土结构的缝距一般取10cm左右，钢筋混凝土结构一般取1020cm，缝内加设止水防漏。沉沙池池身的尺寸（
41、1）泥沙的沉降速度。设计沉沙池前必须了解泥沙实际沉降速度，应根据实际测验值取定，本设计泥沙沉降速度为0.02m/s。（2）沉沙池长度。沉沙池中的泥沙一方面在水平流速作用下向前流动，同时在重力作用下向下沉降。沉沙池长度可按下式估算，即 式中 L - 沉沙池的长度，m - 系数，一般取1.21.5；连续冲沙的取小值，定期取大值；本计采用连续冲沙， =1.2 H- 沉沙池内的工作水深m,H= H-h；H为沉沙池的设计水深，一般取56m；h为冲沙前的设计淤积高度，一般取池首部设计水深的25%30%，在连续冲沙的沉沙池中不计此值；本设计H=5m v- 沉沙池水流的平均流速，m/s,视设计泥沙粒径的大小而
42、定，当粒径小于0.25mm时，可取0.2m/s；当粒径小于0.4mm时，取0.250.5m/s；本设计取0.25m/s w - 泥沙的沉降速度，m/s。 则 =H =1.250.250.02 = 75m (3) 沉沙池宽度。横断面为矩形的沉沙池，工作宽度可按下式计算，即: 式中B - 沉沙池的总工作宽度，m； Q - 沉沙池内的流量， v- 沉沙池水流的平均流速，m/s H - 沉沙池的计算深度，即池首部的工作深度，m，一般为设计水深H的70%80%。 则 B = = 570% =26.88 m 取B =27 m（4）沉沙池的深度。可按下式计算，即 式中 H - 沉沙池的设计水深，m； Z -