1、 水电站进水口设计规范（试行） SD30388 水利部能源部中华人民共和国关于颁发水电站进水口设计规范 SD30388(试行)的通知 能源水规(1989)127号 各直属设计院，长江、黄河、松辽、海河、珠江、淮河水利委员会，各省设计院，太湖流域管理局： 根据国家计委关于编制设计规范的要求，原水利电力部委托西北勘测设计院会同有关设计院和高等院校等8个单位编制了水电站进水口设计规范SD30388(试行)。 在编制过程中得到了各有关单位的积极支持，进行了广泛的调查研究和征求意见，并吸收了有关科研成果。现颁发水电站进水口设计规范SD30388(试行)，于1990年1月实施。 各单位在试行中，如有意见，
2、请随时告知水利水电规划设计总院和西北勘测设计院。本规范由水利电力出版社发行。 1989年6月2日 说 明 本规范编制工作于1984年8月开始，由原水利电力部水利水电规划设计院主持，讨论了编制提纲并进行了分工。在广泛收集资料、总结已建电站经验和编写专题报告的基础上，1985年9月提出了初稿。1986年4月由水利水电规划设计院主持讨论了初稿。根据初稿讨论意见，又对拦污栅框架抗震设计和防污设施两个问题补充作了工作，分别于1987年1月和4月进行了该两专题的讨论。在全面认真研究了各次讨论意见的基础上，1987年6月提出了送审稿。1988年5月水利水电规划设计院对送审稿进行了审查；同年8月提出了报批稿。
3、 规范内容侧重于进水口的三防(即防沙、防污和防冰)和工程布置。编写实践证明，这样考虑是正确的。不管是设计单位编写的专题报告，还是运行单位提供的运行情况，不管是成功的经验，还是失败的教训，提出来的问题多与三防和工程布置有关。而且工程建成后由布置上引起的问题是难以改变的，即使作些改善，都要付出较大的代价。 规范编写人员： 原水利电力部西北勘测设计院 杨欣先(主编) 袁培义 原水利电力部成都勘测设计院 孙培烈 大连理工大学土木系 李彦硕 原水利电力部东北勘测设计院 刘 丹 第一章 总则 第1.0.1条 本规范适用于大中型水电站进水口的各个设计阶段。 小型水电站进水口可参照执行。 第1.0.2条 进水
4、口建筑物的组成，一般包括拦污段、入口段、闸门段、渐变段和上部结构。有压引水系统的进水口还应设有充水孔和通气孔。多泥沙、多污物河流和严寒地区的水电站，还应分别建造专门的防沙、防污或防冰建筑物。 进水口应设置拦污栅、闸门、启闭机、清污和观测设施。 第1.0.3条 进水口设计必须搜集必要的地形、地质、水文、泥沙、污物、冰情、气象、地震和其它有关基本资料作为设计的依据。 第1.0.4条 设计应体现国家现行的技术经济政策，作到因地制宜，技术先进，运行可靠，经济合理。并应积极慎重地采用国内外先进技术和建设经验。 第1.0.5条 规范中未提及的事项，或因技术发展而某些条文对所设计的工程不适宜时，设计单位应提
5、出论证报告，上报工程设计审批机关批准执行。 第二章 工程布置 第一节 一般规定 第2.1.1条 在各级运行水位下，进水口应水流畅顺、流态平稳、进流匀称和尽量减少水头损失，并按运行需要引进所需流量或中断进水。 第2.1.2条 进水口应避免产生贯通式漏斗漩涡。否则，应采取消涡措施。 第2.1.3条 进水口所需的设备应齐全，闸门和启闭机应操作灵活可靠，充水、通气和交通设施应畅通无阻。 第2.1.4条 多泥沙河流上的进水口，应设置有效的防沙措施，防止泥沙淤堵进水口，避免推移质进入引水系统。 第2.1.5条 多污物河流上的进水口，应设置有效的导污、排污和清污措施，防止大量污物汇集于进水口前缘堵塞拦污栅影
6、响电站运行。 第2.1.6条 严寒地区的进水口，应有必要的防冰措施。 第2.1.7条 进水口应具备可靠的电源和良好的交通运输条件，以便于施工和管理。 第2.1.8条 进水口应与枢纽其它建筑物的布置相协调，并便于和发电引水系统的其它建筑物相衔接。 第二节 进水口型式、体形及布置 第2.2.1条 进水口型式按照水流条件可分为： (1)开敞式进水口； (2)浅孔式进水口； (3)深孔式进水口。 进水口型式按照进水口位置和引水管道布置可分为： (1)坝式进水口； (2)岸式进水口； (3)塔式进水口。 第2.2.2条 坝式进水口是坝体结构的组成部分，其布置应与坝型和坝体结构相适应。 河床式水电站进水口
7、为厂房建筑物的组成部分，其布置应与厂房结构相适应。 第2.2.3条 岸式进水口按其结构特点和闸门位置可分为岸塔式、竖井式和岸坡式。采用何种型式，应结合地形地质条件进行选择。 第2.2.4条 塔式进水口是独立于坝体和岸边之外的塔形结构，根据需要可设计成单面单孔引水或周圈多层多孔引水。 高地震区不宜设置塔式进水口。 第2.2.5条 进水口的型式及其适用条件见附录一。 第2.2.6条 有压入口段过水边界的外形宜采用接近流线型的曲线，也可选用圆弧曲线。 第2.2.7条 应根据运行水头和设计流量，考虑孔口流速、闸门尺寸系列和启闭机容量，选定进水口孔口尺寸。 有压引水道的进水口，其孔口面积一般不宜小于后接
8、引水道的面积。 第2.2.8条 开敞式进水口上游引渠之翼墙应平顺。浅孔式和深孔式进水口与有压引水道(隧洞)之连接宜采用渐变收缩型。渐变段长度不宜小于1.02.0倍引水道宽度(或洞径)。 第2.2.9条 进水口过水边界体型及其尺寸，必要时可通过水工模型试验选择。 第2.2.10条 按工作性质，进水口闸门可分为： (1)工作闸门(动水中启闭)； (2)事故闸门(动水闭静水启)； (3)检修闸门(静水中启闭)。 进水口中需要装设何种闸门，可由进水口型式、引水道类型和长度、引水道上是否装有闸阀、以及对进水口下游建筑物的保护要求而定。 在闸门类型决定后，进水口中闸槽布置应满足相应闸门和水流的要求。 第2
9、.2.11条 有压引水道进水口闸门后应设置通气孔。通气孔上口应和闸门操作室分开，通向室外，偏离人员活动场所，高于上游最高库水位。若上口通向挡水建筑物下游时，应考虑事故喷水不致危及厂区安全。 当闸门为上止水时，一般可利用闸门井作通气孔，但应使其出口通气良好。 第2.2.12条 有压引水道中，充水阀门的设置应便于操作、检查和维修。 第三节 位置选择 第2.3.1条 进水口的平面位置应能直接取水或通过引渠取水。当引渠较长时，应考虑不稳定流的影响。 第2.3.2条 不应在含有大量推移质的支流或山沟的汇口附近设置进水口。 第2.3.3条 进水口应避开容易聚积污物的回流区，并应避免流冰或漂木的直接撞击。
10、第2.3.4条 岸边开敞式进水口或浅孔式进水口宜选在“稳定河段”上，并靠近主槽布置，不应布置在河床过宽、主流分散的河段上。 第2.3.5条 岸边开敞式进水口，若以防沙为主，其位置宜选在弯曲河段的凹岸，最有利的位置为弯道顶点的下游附近；若以防污或防冰为主，宜选在直河段。 第2.3.6条 岸式进水口应充分利用有利地形，减少土石方开挖量，尽量避免高边坡开挖。应选择良好的地质地段，保证地基可靠，山坡稳定。 第四节 设置高程 第2.4.1条 开敞式进水口应保证在上游最低运行水位时能够引进发电所需流量。 第2.4.2条 开敞式和浅孔式进水口的底板高程应结合防沙、排沙设施确定，以防止推移质进入引水道。 第2
11、.4.3条 浅孔式和深孔式进水口应保证在上游最低运行水位以下有足够的淹没深度。最小淹没深度可参照附录四估算。 第2.4.4条 深孔式进水口的底板高程应满足防沙要求，高出孔口前缘水库冲淤平衡高程，或设在排沙漏斗范围以内、沉沙高程之上。孔口最大设置深度还应结合孔口尺寸和考虑现有启闭机的制造水平确定。 第2.4.5条 高坝大库水电站，进水口设置高程可根据工程需要考虑分期发电的引水要求确定。 第三章 防沙、防污和防冰 第一节 防沙 第3.1.1条 防沙设计所需的泥沙资料应包括推移质和悬移质的含量、颗粒、硬度、容重及其运动规律。自水库引水的进水口，还应掌握库区泥沙的淤积形态和淤积高程。 第3.1.2条
12、防沙设计应恰当估计治理泥沙来源措施的实效，充分考虑上下游梯级电站的相互影响，以及统筹规划水库防淤和进水口防沙问题。 防沙措施有：导(将泥沙导离进水口)，拦(将泥沙阻拦在进水口前缘)，排(将进水口前的泥沙排往下游)，沉(将越过进水口的泥沙沉淀在沉沙池内)和冲(将沉沙池内的泥沙冲往下游)。 第3.1.3条 开敞式和浅孔式进水口防沙问题比较突出，在选择枢纽位置、进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时，都应把防沙问题放在重要地位予以考虑。 拦河闸式引水枢纽中的进水口，其防沙设计应遵循下列基本原则： 1.水库防淤和进水口防沙应统筹安排。 2.布置上应促使水、沙分离，引水排沙。一般采用两道防线防
13、沙： (1)第一道防线以防推移质为主，拦、排结合，立足于排； (2)第二道防线以治理近河底之悬移质为主，沉、冲结合，及时冲沙。 3.结合合理的水库调度，制定水库的最佳运行方式。 拦河闸式引水枢纽中进水口防沙设施的具体要求详见附录二。 第3.1.4条 深孔式进水口应根据水库地形、库区淤积形态和进水口底板高程等因素考虑排沙设施。如需设置排沙底孔时，其位置和高程的选定应使排沙漏斗足以控制进水口，以满足“门前清”的要求。 第3.1.5条 枢纽排沙或冲沙是防沙的重要环节，所设排沙、冲沙建筑物应具有足够的排沙和冲沙能力。 第3.1.6条 多泥沙河流上的大型或重要工程，最终选定的进水口防沙设施应通过水工泥沙
14、试验验证。 第二节 防污 第3.2.1条 防污设计所需的污物资料应包括污物的来源、种类、数量和漂移规律。 第3.2.2条 应根据河流污物的种类、数量和漂移特征，因地制宜采取相应的防污措施。 第3.2.3条 多污物河流上的进水口不宜正对携带污物的主流，并应根据具体情况采取导污、排污和拦污等措施，制定有效的清污方法。 第3.2.4条 拦污设施应兼顾清污和引水的要求。在多个进水口前缘可设置通仓式拦污栅；在单孔进水口前缘可设置多跨连通式拦污栅。 第3.2.5条 拦污栅孔口面积由过栅流速控制。过栅流速一般可采用0.81.2m/s。加大过栅流速时，要有论证。 第3.2.6条 拦污栅和清污平台的布置应便于清
15、污机操作和污物的清理及运输，并有足够的场地用以临时堆放污物。 第3.2.7条 对进水口防污设施的其它要求见附录五。 第3.2.8条 在工程完建和水库蓄水之前，必须按有关规定认真进行库区清理，以免蓄水后污物涌向进水口。 第3.2.9条 梯级电站排污应考虑对下游电站进水口的影响。 第3.2.10条 多污物河流上进水口的拦污栅上应装置监测压差的仪器，以掌握污物堵塞情况，便于及时清理。 第3.2.11条 在拟定水库运行方式时应考虑防污要求。 第三节 防冰 第3.3.1条 防冰设计所需的冰情资料应包括：冰期、流冰特征和流冰量；冰块大小和冰层厚度；类似条件下电站进水口的冬季运行资料。 第3.2.2条 应对
16、下列冰害采取相应的防冰措施： 1.动、静冰荷载引起的破坏； 2.孔口堵塞阻碍引水或减少水头； 3.设施冻结失去控制； 4.建筑物和设备磨损。 第3.3.3条 防止流冰对建筑物的破坏可采用下列措施： 1.进水口布置应避开流冰的直接撞击； 2.设置导冰和排冰设施； 3.调整水库(包括上下游梯级水库)运行方式，限制流冰的产生。 第3.3.4条 防止静冰压力对建筑物的破坏可采用下列措施： 1.调节水温，人工或机械破冰，使水面不结冰或使冰盖脱离进水口，以消除冰压力； 2.利用隔板(如泡沫板)缓冲，以减小冰压力； 3.加固建筑物结构，使其足以抵抗冰压力。 第3.3.5条 防止进水口及其设施的冻结可采用下列
17、措施： 1.调节水温； 2.加热设备； 3.建造暖房； 4.设备(如拦污栅)没入不结冰的水下； 5.定期启闭闸门。 第3.3.6条 冰压力可按照附录三计算。 第四章 水力计算 第4.0.1条 应根据进水口的型式进行相应的水力计算： 1.各式进水口的水头损失； 2.开敞式进水口的引水流量； 3.有压进水口的通气孔面积； 4.有压进水口的管道充水时间； 5.竖井式进水口竖井上游管道的水锤压力。 第4.0.2条 水头损失包括拦污栅、入口、门槽、渐变段等局部损失和沿程损失。各类水头损失可参照附录四计算。 第4.0.3条 开敞式进水口的流量可参照附录四计算。 第4.0.4条 通气孔面积计算参照水电站压力
18、钢管设计规范SD14485(试行)。 第4.0.5条 计算管道充水时间应选用与充水方式相应的流量公式。 第五章 结构设计 第5.0.1条 作用于进水口建筑物上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载。 一、基本荷载 1.结构自重及其上的永久设备重； 2.设计运行水位时之静水压力； 3.拦污栅前后设计水压差； 4.设计运行水位时之扬压力； 5.设计运行水位时之浪压力； 6.岩石压力和土压力； 7.泥沙压力； 8.冰压力； 9.雪荷载； 10.风压力； 11.温度影响力； 12.经常作用的其它荷载，如活荷载等。 二、特殊荷载 1.校核运行水位时之静水压力； 2.校核运行水位时之扬压力； 3.校核运行水位时之
19、浪压力； 4.地震力； 5.灌浆压力及其它施工荷载； 6.机遇很少的其它荷载。 第5.0.2条 荷载计算取值参照混凝土重力坝设计规范SDJ2178(试行)和其它有关规定。 第5.0.3条 应根据各种荷载同时存在的可能性，将荷载组合为基本组合和特殊组合。计算中应选取各自最不利的组合，分别采用不同的安全系数。 第5.0.4条 坝式进水口(包括河床式水电站进水口)的设计等级应与挡水建筑物的设计等级相当；岸式和塔式进水口的设计等级应与厂房的设计等级相当。 第5.0.5条 考虑地震设防时，进水口的结构和启闭机排架应加强其整体性和刚度。地震力计算参照水工建筑物抗震设计规范SDJ1078(试行)。 第5.0
20、.6条 坝式进水口应根据运行条件、坝体荷载和应力分布分段计算孔口应力。 第5.0.7条 坝式进水口拦污栅的支承结构通常为钢筋混凝土的空间结构。一般可简化成平面框架计算；大型或重要工程应采用空间有限元进行内力计算。 第5.0.8条 拦污栅框架抗震计算应根据不同的边界条件进行。 注：对重力坝、宽缝重力坝等侧向刚度较大的坝上拦污栅框架和岸式进水口拦污栅框架进行抗震设计时，可只计算拦污栅空间框架的自振特性，按横河向水平地震反应谱直接计算框架的地震内力；对侧向刚度较弱的拱坝，应根据拱坝自振特性考虑坝对拦污栅框架的动力放大作用，并应注意将拱坝与拦污栅框架两者的有效频率值错开大些。 第5.0.9条 岸塔式进
21、水口的塔座和塔身结构可分别按弹性地基上的倒框架和框架计算。 第5.0.10条 岸坡式和竖井式进水口，平洞部分的结构计算参照水工隧洞设计规范SD13484。 第5.0.11条 岸式进水口护坡应根据山坡稳定条件、地下水活动情况和排水措施等因素进行设计。严寒地区应考虑水库冻融作用的影响。 第5.0.12条 开敞式进水口的闸孔可按弹性地基上倒框架或弹性地基板设计。 第5.0.13条 塔式进水口应进行整体抗浮稳定计算。塔身根据外形轮廓可按圆筒或框架设计；塔座可按弹性地基板或弹性地基上倒框架设计。 第5.0.14条 结构设计安全系数参照水工钢筋混凝土设计规范SDJ2078(试行)。 第5.0.15条 在各
22、种荷载组合情况下，岸式和塔式进水口地基表面承受的最大垂直正应力应小于地基容许压应力；最小垂直正应力应大于零。必要时应复核地基深层应力。 第5.0.16条 建筑物必须具有足够的稳定、强度、刚度和耐久性。 第六章 地基处理 第6.0.1条 岩基上的进水口必须置于可供利用的基岩上；软基上的进水口，其地基的要求和设计参照水闸设计规范SD13384。 第6.0.2条 对局部断裂发育、软弱夹层和不稳定的岩石地基应进行挖除或加固处理，以满足承载能力、抗滑稳定和沉陷变形等方面的要求。 第6.0.3条 岸式进水口的山坡应进行清理、整治和设置地表排水。对局部不稳定岩体应当挖除或加固处理。 第七章 运行和观测 第7
23、.0.1条 设计单位应提出进水口的运行要求，其中包括： 1.进水口的最高和最低运行水位； 2.各种闸门的使用条件； 3.排、冲沙设施的运行要求； 4.拦污栅的运用要求； 5.进水口对水库运行方式的要求； 6.有压管道充水方式及注意事项； 7.其它特殊要求。 第7.0.2条 应根据具体条件对进水口进行下列观测： 1.进口水位； 2.水头损失； 3.拦污栅压差； 4.通气孔风速； 5.泥沙和冰情； 6.岸式进水口不良地段的山坡变形； 7.高排架应力； 8.其它。 附录一 进水口型式及其适用条件 (补充件) 根据发电引水管道的布置、进水口的位置、结构和闸门位置，本规范对进水口的型式分类如下。 (一)
24、坝式进水口 坝式进水口(附图1-1)适用于各种混凝土坝。拦污栅装在上游坝面的支承结构上。一般情况下，检修和事故闸门均装在坝体内，但检修闸门也可装在坝面。 (二)河床式进水口 河床式进水口(附图1-2)适用于河床式水电站，为厂房建筑物的组成部分。 (三)岸塔式进水口 岸塔式进水口(附图1-3)适用于地质条件不利于将喇叭口设在岸边岩体内。其特点是： (1)拦污栅、喇叭口和闸门均布置在与岸边连接的塔内，可减小洞挖跨度； (2)一般明挖量较大； 附图1-1 坝式进水口 附图1-2 河床式进水口 (3)进水口整体稳定性好。 (四)竖井式进水口 竖井式进水口(附图1-4)适用于岩体完整、稳定且便于对外交通
25、的岸坡。其特点是： 附图1-3 岸塔式进水口 附图1-4 竖井式进水口 (1)拦污栅设于洞外，检修闸门或事故闸门装在竖井内，结构简单可靠； (2)喇叭口直接开凿在岸坡上，洞挖跨度大； (3)竖井上游段的检修需在入口处另设检修闸门(或叠梁)； (4)引用流量太大时拦污栅布置困难。 (五)岸坡式进水口 岸坡式进水口(附图1-5)适用条件与竖井式进水口同。检修或事故闸门沿岸坡布置，闸门尺寸和启闭力增大。 附图1-5 岸坡式进水口 附图1-6 开敞式进水口 (六)开敞式进水口 开敞式进水口(附图1-6)适用于明渠引水式电站，进水口前缘水位变化幅度小。其特点是： (1)进水口除检修闸门外还装有工作闸门；
26、 (2)结构简单，闸门操作可靠； (3)防沙、防污和防冰问题均较突出。 (七)塔式进水口 塔式进水口(附图1-7)适用于河岸地形过缓或地质条件不宜在岸边设置进水口的枢纽。其特点是： (1)明挖量一般较少； (2)与岸边连接需要较长的桥梁或水上交通； (3)抗震性能差。 附图1-7 塔式进水口 附录二 拦河闸式引水枢纽中进水口的防沙设施 (补充件) ()进水口布置的一般形式 进水口布置的一般形式参见附图2-1。 (二)冲沙槽 1.冲沙槽的作用，是把趋近进水口的底沙沿槽经冲沙闸排走。因此，槽内纵向流速应大于可能进入槽内的最大推移质的起动流速。 2.推移质的起动流速，应根据工程具体情况通过试验分析确
27、定。当缺乏资料时，可用经验公式估算，例如下述沙莫夫公式： UK=4.6d1/3h1/6(附2-1) 式中 UK起动流速，m/s； d推移质平均粒径，从安全计，可采用进入槽内的最大推移质粒径，m； h冲沙时的槽内水深，m。 附图2-1 进水口及其防沙设施示意图 (a)布置形式之一；(b)布置形式之二 拦沙坎；导沙丁坎；导沙顺坎；束水墙；冲沙槽； 冲沙闸；泄洪闸；进水闸；天然或人工弯道 3.冲沙槽的设计流量包括进水口引用流量及冲沙闸冲沙流量两部分。一般情况下后者不宜小于前者。 4.冲沙槽宜前宽后窄，以适应进水口引水后槽内流量虽沿程渐减，但仍能保持槽内纵向流速有较均匀的分布。 5.当河流有漂木时，槽
28、宽还应考虑过木的需要。 6.如果计算出的槽宽较大，宜将冲沙闸分成两孔或多孔(单孔宽需满足上述第5项的要求)，以便根据天然来水量调节冲沙流量，使每年都有较多时间开闸排沙。 7.当冲沙闸为两孔或多孔时，一般应在冲沙槽内设置潜没的导沙顺坎和丁坎(见附图2-1)，以增大防沙效果。其中顺坎与槽内水流方向平行，丁坎则与水流方向成3040交角。坎高可取槽内冲沙时水深的1/31/2(丁坎常低于顺坎)。 当冲沙闸为一孔且冲沙槽较宽时，也可设置导沙丁坎和顺坎。 8.有条件时冲沙槽宜保持一定的纵向底坡，以便更有利于底沙的排除。 (三)拦沙坎 1.进水口前应设拦沙坎(见附图2-1)，其高度一般不低于1.52.0m，或
29、为槽内冲沙水深的50%左右。有条件时坎高应取更大些。 2.拦沙坎前缘与冲沙闸轴线的交角(见附图2-1)以采用105110为宜。 (四)束水墙 1.束水墙位于泄洪闸与冲沙闸之间。汛期当冲沙闸开启时，束水墙起“束水攻沙作用”；当冲沙闸关闭时，则可在进水口前形成一定程度的静水区，以减少底沙进入。 2.束水墙墙顶高程应不低于冲沙水位。 3.束水墙长度，一般应超过或接近进水口前拦沙坎的长度。 4.平面上可根据枢纽的具体情况，布置成直线、圆弧、或直线-曲线形。 5.束水墙前端应作成带有斜坡的圆头或近似流线形，以避免水流过于受阻和扰动。 (五)泄洪闸和冲沙闸底板高程的确定 1.泄洪闸和冲沙闸一般采用同一底板
30、高程。 2.闸底板高程的确定应特别慎重。除考虑闸前的排沙效果外，还必须考虑闸后河床的冲淤问题。对于多沙河流上的大中型工程，在确定闸底板高程时应拟定若干方案，通过模型试验进行比较选定。 3.在设计初期，进行枢纽布置和防沙方案比较时，对闸底板高程可初步确定如下： (1)对于山区或半山区河流，若河床纵向变形处于下切阶段，且引水率1）和推移质含量不大，此时闸底板可取为原河床平均河底高程2）。 注：1)引水率指多年平均年引水总量与多年平均年径流量之比； 2)原河床平均河底高程，应根据河床断面形态、水文情况以及闸孔布置等具体条件分析确定。在一般情况下，可按闸孔总的过水净宽作为河底宽度，求其平均高程。 (2
31、)对于山区或半山区洞流，当引水率超过50%，且水流含推移质数量大，而河床纵向变形不属于下切阶段时，闸底板高程应比原河床平均河底高程抬高12m。 (六)进水口后的排、冲沙设施 工程运用中总会有少量泥沙进入进水口，为此，可在进水闸后流态较稳定的引渠段之适宜位置，再设置截沙槽、截沙廊道以及曲线形沉沙池和冲沙建筑物，对泥沙进行第二次沉、冲。 (七)枢纽上下游的河道整治 1.要求上游形成对防沙有利的水流结构(流势)，例如适宜的弯道形态等。 2.要求下游排沙畅顺，特别是冲沙闸闸后应有适宜的冲沙道，并需注意防冲和抗磨问题。 附录三 关于进水口冰压力的计算 (补充件) (一)冰块撞击的动冰压力 1.当冰的运动
32、方向垂直或接近垂直被撞击的铅直结构平面(=8090)，且平面宽度大于冰块宽度时，动冰压力值可按下式计算： AKVdP =(N) (附3-1) 式中 K决定于流冰抗碎强度R的系数，见附表3-1； V冰块流速，对于大水库应通过研究决定，一般不大于0.6m/s； d冰块厚度，m，取冬季最大冰厚的0.8倍； A冰块面积，m2。 附表3-1 K值 流冰抗碎强度 R(N/m2) K 9.8105 4.9105 2.91054.2104 2.9104 2.31042.冰块撞击铅直构件，被撞击面为平面(宽度小于冰块宽度)、曲面、三角棱面时，动冰压力值可按下式计算： P=mRBd(N) (附3-2) 式中 R冰
33、的抗碎强度。若无试验资料时，可采用下值：结冰初期为7.4105N/m2，末期为4.4105N/m2； B被撞构件在冰层平面处的宽度，m； m与被撞构件形状有关的系数，平面m=1.0；曲面m=0.9；三角形(见附图3-1)，根据其顶端角度2a按附表3-2采用。 附表3-2 m值 245 60 75 90 120 m 0.60 0.65 0.69 0.73 0.81 附图3-1 三角形构件示意图 (二)静冰压力 1.静冰压力按附表3-3计算： 根据当地的冰层厚度，可由附表3-3选取作用在进水口结构单位长度上的最大静冰压力值。 附表3-3 静冰压力 冰厚(m) 0.40 0.400.80 0.801
34、.20 静冰压力(N/m) 9.81049.81042.91052.91053.41052.当进水口冰的延伸长度l(即受压结构面与对面的冰盖层支承面的垂直距离)大于50m时，按附表3-3求出的静冰压力乘系数予以折减。值见附表3-4。 附表3-4 值 l(m) 5075 75100 100150 150以上 0.9 0.8 0.7 0.6 3.进水口结构及设施可能有一面、二面或多面与冰盖层接触，且正面冰层较薄或因水位下降冰层坍落时，静冰压力的计算应分析类似条件进水口的运行资料确定计算条件，以保证进水口的安全。 附录四 水力计算 (参考件) (一)水头损失计算 1.入口损失 gVh22111=(m
35、) (附4-1) 式中 Vg122进水口后接管道均匀段之平均流速水头，m； 1入口水头损失系数，圆弧形进水口取0.2，抛物线形取0.1。 2.拦污栅损失 gVh22222=(m) (附4-2) sin)(3/42bs=式中 Vg222栅前平均流速水头，m； 2拦污栅水头损失系数； 栅条形状系数(见附表4-1)； s栅条宽度，cm； b栅条间距，cm； a栅面倾角，rad。 对大跨度拦污栅，若考虑拦污栅栅体结构梁系的影响，可适当加大拦污栅损失。 附表4.1 栅条形状系数 3.门槽损失 gVh22333=(m) (附4-3) 式中 Vg322门槽后平均流速水头，m； 3门槽水头损失系数，一般取0.
36、10.2。 4.渐变段(矩形断面变圆)损失 gVh22444=(m) (附4-4) 式中 Vg422渐变段中间断面平均流速水头，m； 4渐变段水头损失系数，一般取0.05。 5.沿程损失 LRCVh225=(m) (附4-5) 式中 V断面平均流速，m/s； L管道计算长度，m； R断面水力半径，m； C谢才系数，m1/2/s。 (二)有压进水口的最小淹没深度 进水口淹没深度示意图参见附图4-1。 附图4-1 进水口淹没深度示意图 1.从防止产生贯通式漏斗漩涡考虑，建议按戈登公式估算。即 S=cV21d(附4-6) 式中 S进水口淹没深度，m； V闸孔断面流速，m/s； d闸孔高度，m； c与
37、进水口几何形状有关的系数，进水口设计良好和水流对称，取0.55；边界复杂和侧向水流，取0.73。 2.从防止进水口产生负压考虑，建议按下式估算： +=gVgVgVgVKS222223322221121(附4-7) 式中 K不小于1.5的安全系数； 其它符号同上。 S的最终取值不应小于1m。 (三)开敞式进水口流量计算 2/302 HgBmQs=(附4-8) 式中 Q设计引水流量，m3/s； m流量系数，一般取0.320.36； s淹没系数，取决于hs/H0之比(见附表4-2)； B闸孔宽度，m； H0包括行近流速水头的堰前水头，m； hs堰顶算起的下游水深，m。 附表4-2 淹没系数 hs/H
38、00.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 s 1.00 0.995 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 hs/H00.87 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 s 0.93 0.90 0.87 0.84 0.82 0.78 0.74 hs/H00.94 0.95 0.96 0.97 0.98 s 0.70 0.65 0.59 0.50 0.40 除本附录列举的计算公式外，还可采用其它类似工程用过的计算公式。 附录五 进水口的防污设施 (参考件) ()拦(导)污排 1.因受吃水深度的限制，拦(导)污排一般只宜于拦、导漂浮污物。
39、2.拦(导)污排应选择地形和水流条件有利的位置布置。除满足安全运行的要求外，应使其既能拦阻污物不进入进水口，又能引导污物由泄水孔向下游排泄。 拦(导)污排轴线与坝前河道主流方向的交角和拦(导)污排前的流速均不宜太大。 3.拦(导)污排的结构形式，常用的有竹木排、金属浮筒、钢漂子和钢丝网水泥漂子等，应根据河中污物种类及数量、坝前水流流态以及工程的重要性等条件选用。 一般情况下，竹木排仅用于临时性或中小型工程；金属浮筒用于流速较小、拦(导)污排延伸不长且污物较少的情况。当流速较大、拦(导)污排延伸较长或易受漂木等撞击时，宜采用钢漂子或钢丝网水泥漂子。 4.各类拦(导)污排的布置、构造及尺寸可参照已
40、建工程经验，并进行必要的设计计算。重要工程拦(导)污排的布置，应通过水工模型试验选定。 5.为使拦(导)污排保持一定的吃水深度，可在钢漂子或钢丝网水泥漂子的“舱”内加重快；或在金属浮筒的底部悬挂金属或尼龙网帘及木条；在竹木排的迎水面加设“漂檐”等。 6.拦(导)污排一般以钢丝绳张拉固定。其一端锚系在溢流坝或排污孔的边墩上，一端锚系在岸坡的锚桩上。流速与钢丝绳跨度大时，应注意钢丝绳因张拉力太大而拉断。为避免此种情况的发生，可设置中间支墩或分段抛锚，以减小拦(导)污排的跨度。为适应坝前水位的升降变化，锚系端应设置卷扬机等装置。钢丝绳的截面面积应通过分析计算选定，并应考虑足够的安全度。 (二)拦污栅
41、 1.在多污物河流上，对进水口的拦污栅可因地制宜地采取如下措施： (1)设置主副两道活动式拦污栅，以便提栅清污。必要时第二道拦污栅槽可兼作挡水闸门槽，放下挡水门，以形成静水区便于潜水处理； (2)适当加大栅条间距以减少堵污数量，但加大后的栅距以不影响机组安全运行为限度； (3)应加强拦污栅结构，防止严重堵污引起拦污栅过大变形和振动破坏； (4)有条件时可采用“回转式”拦污栅。 2.设有清污机的进水口，拦污栅应满足清污机工作的如下要求： (1)栅面平整； (2)栅条具有足够的强度和刚度； (3)必要时在栅面设置轨道和导向滑块等。 (三)清污机 1.当前工程中已采用的清污机械主要有耙斗式清污机、下
42、压齿耙式清污机和回转耙式清污机，可根据实际情况选用。 2.耙斗式清污机一般采用移动门架式，适用于开敞式进水口和浅孔式进水口。为便于耙斗紧贴栅面清污，拦污栅宜与水平面成7580倾角布置。 当进水口宽度不大且河中污物数量较多时，也可采用固定式耙斗清污机，每个进水口布置一台。 当有胸墙时，耙斗通过的胸墙表面应力求平整(必要时铺设钢板)，栅顶与胸墙交接处需平缓过渡。 3.下压齿耙式清污机适用于河床式水电站和进水口下面设有底孔的情况，此时拦污栅槽应紧贴进水口和底孔进口的上游面布置，以便压污齿耙将贴栅污物下压至底孔进口并排往下游。但要防止大块污物卡堵底孔。 4.回转耙式清污机一般仅适用于开敞式进水口和污物较为轻软的情况(如树叶、小树枝和杂草)。拦污栅一般采用倾斜式布置，与水平交角以7080为宜。
