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1、 主要内容主要内容进水口的功用和要求进水口的功用和要求有压进水口的类型及适用条件有压进水口的类型及适用条件有压进水口的位置高程及尺寸有压进水口的位置高程及尺寸有压进水口的主要设备有压进水口的主要设备无压进水口及沉沙池无压进水口及沉沙池第二章第二章 水电站进水口水电站进水口 进水口的功用和要求进水口的功用和要求一、功用：是水电站水流的进口，按照发电要求一、功用：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。将水引入水电站的引水道。进水口的功用和要求进水口的功用和要求二、基本要求二、基本要求要要有有足足够够的的进进水水能能力力。合合理理安安排排其其位位置置和和高高程程，水水流流平顺并有足
2、够的断面尺寸。平顺并有足够的断面尺寸。水水质质要要符符合合要要求求。要要设设置置拦拦污污、防防冰冰、拦拦沙沙、沉沉沙沙及及冲沙设备。冲沙设备。水水头头损损失失小小。位位置置合合理理，轮轮廓廓平平顺顺、流流速速较较小小，尽尽可可能减小水头损失。能减小水头损失。可控制流量可控制流量。进水口须设置闸门。进水口须设置闸门。满足水工建筑物的一般要求满足水工建筑物的一般要求。进水口的功用和要求进水口的功用和要求三、分类三、分类(按水流条件分按水流条件分)无压：无压：类似于水闸，水流为明流，引取表层类似于水闸，水流为明流，引取表层水，适用于无压引水式电站。水，适用于无压引水式电站。有压：有压：进水口在最低水
3、位以下，水流为有压进水口在最低水位以下，水流为有压流，以引深层水为主。适用于坝式、有压引流，以引深层水为主。适用于坝式、有压引水式、混合式水电站。水式、混合式水电站。有压进水口的类型有压进水口的类型(按结构特点按结构特点)和和适用条件适用条件闸门竖井式闸门竖井式进水口进水口塔式进水口塔式进水口岸坡式进水口岸坡式进水口坝式进水口（包括河床式进水口）坝式进水口（包括河床式进水口）分层取水进水口分层取水进水口l有压进水口通常由进口段、闸门段、渐变段有压进水口通常由进口段、闸门段、渐变段及操作平台和交通桥组成。及操作平台和交通桥组成。一、闸门竖井式进水口一、闸门竖井式进水口 特特征征：在在隧隧洞洞进进
4、口口附附近近的的岩岩体体中中开开挖挖进进口口段段和和闸闸门门竖竖井井，隧隧洞洞进进口口加加以以扩扩大大，开开挖挖成成喇喇叭叭形形，以以使使入入水水平平顺顺。井井壁壁一一般般要要进进行行衬衬砌砌，闸闸门门安安置置在在竖竖井井中中，竖竖井井的的顶顶部部布布置置启启闭闭机机及及操操纵纵室室，渐渐变变段段之之后后接接隧隧洞洞洞身。洞身。适适用用：工工程程地地质质条条件件较较好好，岩岩体体比比较较完完整整，山山坡坡坡坡度度适适宜宜，易易于于开开挖挖平平洞洞和和竖竖井井的情况。的情况。一、闸门竖井式进水口一、闸门竖井式进水口二、塔式进水口（二、塔式进水口（1 1）特特特特征征征征：进进进进口口口口段段段段
5、、闸闸闸闸门门门门段段段段及及及及其其其其上上上上部部部部框框框框架架架架形形形形成成成成一一一一个个个个塔塔塔塔式式式式结结结结构构构构，耸耸耸耸立立立立在在在在水水水水库库库库中中中中，塔塔塔塔顶顶顶顶设设设设操操操操纵纵纵纵平平平平台台台台和和和和启启启启闭闭闭闭机机机机室室室室，用用用用工工工工作作作作桥桥桥桥与与与与岸岸岸岸边边边边或或或或坝坝坝坝顶顶顶顶相连。塔式进水口可一边或四周进水。相连。塔式进水口可一边或四周进水。相连。塔式进水口可一边或四周进水。相连。塔式进水口可一边或四周进水。适适适适用用用用：当当当当地地地地材材材材料料料料坝坝坝坝及及及及进进进进口口口口处处处处山山山
6、山岩岩岩岩较较较较差差差差、岸岸岸岸坡坡坡坡又又又又比比比比较较较较平平平平缓缓缓缓而而而而不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用闸闸闸闸门门门门竖竖竖竖井井井井式式式式进进进进水水水水口口口口的情况。的情况。的情况。的情况。二、塔式进水口（二、塔式进水口（1 1）二、塔式进水口（二、塔式进水口（1 1）二、岸塔式进水口（二、岸塔式进水口（2 2）特特征征：进进口口段段、闸闸门门段段和和闸闸门门竖竖井井均均布布置置在在山山体体之之外外，形形成成一一个个紧紧靠靠在在山山岩岩上上的的单单独独墙墙式式建建筑筑物物，承承受受水水压压及及山山岩岩压压力力。要要有有足足够够的的稳稳定定性性和强度。和强度。适适用
7、用：地地质质条条件件差差，山山坡坡较较陡陡，不不易易挖竖井的情况。挖竖井的情况。二二、岸塔式进水口（岸塔式进水口（2 2）三、岸坡式进水口三、岸坡式进水口特特征征：又又称称为为斜斜卧卧式式进进水水口口，其其结结构构连连同同闸闸门门槽槽、拦拦污污栅栅槽槽贴贴靠靠斜斜坡坡倾倾斜斜的的岸岸坡坡布布置置，以以减减小小或或免免除除山山岩岩压压力力，同同时时使使水水压压力力部部分分或或全全部部传传给山岩承受。给山岩承受。适适用用：地地质质条条件件差差，不不易易挖挖竖竖井井的的情情况。况。三、岸坡式进水口三、岸坡式进水口四、坝式进水口四、坝式进水口特特征征：进进水水口口依依附附在在坝坝体体的的上上游游面面上
8、上，并并与与坝坝内内压压力力管管道道连连接接。进进口口段段和和闸闸门门段段常合二为一，布置紧凑。常合二为一，布置紧凑。适适用用：混混凝凝土土重重力力坝坝的的坝坝后后式式厂厂房房、坝坝内内式厂房和河床式厂房。式厂房和河床式厂房。四、坝式进水口四、坝式进水口有压进水口的位置、高程及尺寸有压进水口的位置、高程及尺寸 一、位置一、位置 原则：水流平顺、对称，不发生回流和漩涡，原则：水流平顺、对称，不发生回流和漩涡，不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进不出现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调水。进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致，要选择地形、地质及水流条
9、件均较好的一致，要选择地形、地质及水流条件均较好的位置。位置。有压进水口的位置、高程及尺寸有压进水口的位置、高程及尺寸二、高程二、高程 1 1、顶部高程：进水口顶部高程应低于运行、顶部高程：进水口顶部高程应低于运行中可能出现的最低水位，并有一定的埋深：中可能出现的最低水位，并有一定的埋深：2 2、底部高程：进水口的底部高程通常在水库、底部高程：进水口的底部高程通常在水库设计淤沙高程以上设计淤沙高程以上0.51.0m，当设有冲沙设备时，当设有冲沙设备时，应根据排沙情况而定。应根据排沙情况而定。有压进水口的位置、高程及尺寸有压进水口的位置、高程及尺寸三、轮廓尺寸三、轮廓尺寸组成：一般由进口段、闸门
10、段、渐变段组成组成：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，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。水流与四周侧壁之间无负压及涡流。进口流速不宜太大，一般控制在进口流速不宜太大，一般控制在1.51.5m/sm/s左右左右 1 1、进口段、进口段 作用是连接拦污栅与闸门段。作用是连接拦污栅与闸门段。隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之一圆弧或隧洞进口段为平底，两侧收缩曲线为四分之一圆弧或双曲线，上唇收缩曲线一般为四分之一椭圆。双曲线，上唇收缩曲线一般为四分之一椭圆。进口段的进口段的长度长度没有一定标准，在满足工程结构布置与没有一定
11、标准，在满足工程结构布置与水流顺畅的条件下，尽可能紧凑。水流顺畅的条件下，尽可能紧凑。2 2、闸门段、闸门段闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭闸门段是进口段和渐变段的连接段，闸门及启闭设备在此段布置。设备在此段布置。闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为闸门段一般为矩形，事故闸门净过水面积为(1.11.25)洞面积；检修闸门孔口与此相等或稍洞面积；检修闸门孔口与此相等或稍大。大。门宽门宽B 等于洞径等于洞径D，门高略大于洞径门高略大于洞径D。3 3、渐变段、渐变段矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。矩形闸门段到圆形隧洞的过渡段。通常采用圆角过渡，圆角半径通常采用圆角过渡，圆角半径r可按直线规
12、律变为隧洞可按直线规律变为隧洞半径半径R；渐变段的长度：一般为隧洞直径的渐变段的长度：一般为隧洞直径的1.52.0倍；侧面收缩倍；侧面收缩角为角为68为宜，一般不超过为宜，一般不超过10。有压进水口的主要设备有压进水口的主要设备一、拦污设备一、拦污设备(trash racktrash rack或或trash screen)trash screen)1.1.作用作用：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影：防止有害污物、漂浮物等进入进水口，影响过水能力。响过水能力。2.2.布置布置：(1)(1)平面倾斜式：倾角一般为平面倾斜式：倾角一般为6060-70-70。过水断面大，。过水断面大，易于清污，适
13、用于易于清污，适用于闸门竖井式、岸塔式、岸坡闸门竖井式、岸塔式、岸坡。(2)(2)平面直立式：适用平面直立式：适用塔式、坝式塔式、坝式 。(3)(3)多边形式：适用多边形式：适用坝式坝式水口。水口。拦污栅图片拦污栅图片一、拦污设备一、拦污设备3.3.结构结构 支承结构：支承结构：一般金属框架或钢筋混凝土结构；一般金属框架或钢筋混凝土结构；栅片结构：栅片结构：由若干栅片组成，栅片放在支承结由若干栅片组成，栅片放在支承结构的栅槽中。尺寸为构的栅槽中。尺寸为4.54.52.52.5m(m(高高宽宽)4.4.清污及防冻清污及防冻 定期清污（人工、机械）定期清污（人工、机械）注：拦污栅框架顶部应高出需要
14、清污时的相应注：拦污栅框架顶部应高出需要清污时的相应水库水位水库水位一、拦污设备一、拦污设备5设计设计(1)过栅流速：过栅流速：v 1m/s(2)栅条间距栅条间距b：根据水轮机的型式确定。根据水轮机的型式确定。HL：b=D1/30 ZL:b=d1/20 CJ:b=d/5(3)拦污栅与进水口之间的距离不小于拦污栅与进水口之间的距离不小于D（洞径或洞径或管道直径）管道直径）(4)设计荷载：按设计荷载：按45m水头的水压力设计。超过水头的水压力设计。超过45m时，自动停机。时，自动停机。二、闸门及启闭设备二、闸门及启闭设备1.工作闸门工作闸门(事故闸门事故闸门)(emergency gate)作用：
15、作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大。紧急情况下切断水流，以防事故扩大。运用要求：运用要求：动水中快速动水中快速(12min)关闭，静水中开关闭，静水中开启。启。布置方式布置方式：一般为平板门。一口、一门、一机：一般为平板门。一口、一门、一机(固定卷扬启闭机固定卷扬启闭机)，以便随时操作。，以便随时操作。二、闸门及启闭设备二、闸门及启闭设备2.2.检修闸门检修闸门(bulkhead gate)bulkhead gate)：作用：作用：设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和检设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和检修门槽时用以堵水。修门槽时用以堵水。运用要求：运用要求：静水中启闭。静水中启闭。布置方式
16、：布置方式：平板闸门，几个进水口共用一套检修平板闸门，几个进水口共用一套检修闸门，启闭可用移动式或临时启闭设备，平时检闸门，启闭可用移动式或临时启闭设备，平时检修闸门存放在储门室内。修闸门存放在储门室内。三、通气孔及充水阀三、通气孔及充水阀1通气孔通气孔(air hole)位置：有压进水口的事故闸门之后位置：有压进水口的事故闸门之后作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空。空。面积面积=最大进气流量最大进气流量/允许进气流速允许进气流速Va 露天式管道进水口，露天式管道进水
17、口，Va一般取一般取3050m/s，坝内坝内管道和隧洞：管道和隧洞：Va取取7080m/s。规范：通气孔面积可取管道面积的规范：通气孔面积可取管道面积的5%左右。左右。三、通气孔及充水阀三、通气孔及充水阀2 2充水阀充水阀(filling valve)filling valve)作用：作用：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。尺寸：尺寸：根据充水容积、下游漏水量及要求的充水时间根据充水容积、下游漏水量及要求的充水时间来确定。来确定。位置：位置：设置在坝内廊道。坝式进口设旁
18、通管，管的上游通设置在坝内廊道。坝式进口设旁通管，管的上游通至上游坝面，下游至事故闸门之后，旁通管穿过坝至上游坝面，下游至事故闸门之后，旁通管穿过坝体廊道，并在廊道内设充水阀。体廊道，并在廊道内设充水阀。设置在平板门上设置在平板门上无压进水口及沉沙池无压进水口及沉沙池 一、无压进水口一、无压进水口一、无压进水口一、无压进水口1 1特征、适用条件、作用特征、适用条件、作用特征：无压进水口内水流为明流，以引表层水特征：无压进水口内水流为明流，以引表层水为主。进水口后一般接无压引水道。为主。进水口后一般接无压引水道。适用：适用于无压引水式电站。适用：适用于无压引水式电站。作用：控制作用：控制水量与水
19、质水量与水质，并保证使发电所需水，并保证使发电所需水量以尽可能小的水头损失进入渠道。量以尽可能小的水头损失进入渠道。一、无压进水口一、无压进水口2.2.位置位置 应布置在河流弯曲段凹岸，利用弯道水流原理应布置在河流弯曲段凹岸，利用弯道水流原理取清水。取清水。3.3.拦污设施拦污设施 一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。4.4.拦沙、沉沙、冲沙设施拦沙、沉沙、冲沙设施二、沉沙池二、沉沙池(Sand basin)Sand basin)二、沉沙池二、沉沙池1.1.位置位置：位于无压进水口之后，引水：位于无压进水口之后，引水道之前。道之前。2.2.工作原理工作原理：加大
20、过水断面，减小水：加大过水断面，减小水流的流速及其挟沙能力，使其有害流的流速及其挟沙能力，使其有害泥沙沉淀在沉沙池内，将清水引入泥沙沉淀在沉沙池内，将清水引入引水道。引水道。二、沉沙池二、沉沙池3.设计要点设计要点：面积：取决于池中水流平均流速面积：取决于池中水流平均流速(0.25-0.7m/s),视沙粒径而定。视沙粒径而定。长度：考虑沉沙效果及工程造价。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沉淀泥沙，而大量有害泥沙将在高速
21、区通过沉沙池。过沉沙池。二、沉沙池二、沉沙池4.4.排沙方法排沙方法水流冲沙水流冲沙 连续冲沙：由底部冲沙廊道进行。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，定期冲沙：关闭池后闸门，降低池中水位，向原河道冲沙。向原河道冲沙。机械排沙机械排沙挖沙船挖沙船思考题思考题1、简述有压进水口的主要型式、各种型式布置特简述有压进水口的主要型式、各种型式布置特点及适用条件，点及适用条件，2 2、如何确定有压进水口的位置、高程、轮廓尺寸、如何确定有压进水口的位置、高程、轮廓尺寸?3 3、拦污栅的工作要求、拦污栅的工作要求?拦污栅的布置设计如何进拦污栅的布置设计如何进行行?4 4、沉沙池的工作特点和设计要求、沉沙池的工作特点和设计要求?5 5、无压进水口的运行特点？其位置如何选择？、无压进水口的运行特点？其位置如何选择？谢谢 谢谢