1、中华人民共和国行业标准 水利水电工程沉沙池设计规范 条文说明目 次 总则 设计资料 基本资料 入池含沙量及颗粒级配 沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 水利灌溉工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 水电引水工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 位置及类型选择 工程布置 水力冲洗式沉沙池一般规定 连续冲洗式沉沙池布置 定期冲洗式沉沙池布置 条渠沉沙池布置 主要尺寸确定 一般规定 工作深度计算 工作宽度计算 工作长度计算 工作段纵向底坡 水力冲洗式沉沙池冲洗计算 结构设计 运行设计 原型观测和安全监测设计 一般要求 定期冲洗式沉沙池原型观测和监测 连续冲洗式沉沙池原型观测和监测条渠沉沙池原型观
2、测和监测 附求 沉降计算方法 水面线计算 恢复饱 和 系数 淤积 计算 附 录 水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算总 则 我 国 已在 水利水电工程沉沙池的设计 运行 与科学研究 中 积累了成功经验 但是由于 长期 无统 一的设计标准 影响了 沉沙 池的设计 与 运 用效果 为保证 设计 质 量 充分发挥 工程 效益 和 推 动该项技术发展 必须统 一 技术 要求 特制 定本规 范 由于悬移质 泥沙 与推移质 泥沙运 动机理不同 因此处理 方 式 不同 本规 范仅为处理悬移质 泥沙的沉沙池设计 制 定 由于 沉沙池工程 投 资和规 模较大 在大 中型水利水电工程沉 沙池设计中 应遵守 本规 范
3、规定 执 行 级 以下 工程 需 要设置沉沙 池 时 可参照 本规 范执 行 水文泥沙 等 基本资料 对 沉沙池规 模影响很大 必须 作 好 此项 基本工作 由于我 国 地域辽阔 水沙 状况差别很大 对重 要 工程 应进 行 模 型 试验 水利水电工程沉沙池设计和运行 表 明 沉沙池的 功能 效 益 效 率 与 工程的 其他建筑物 和设 备有关 水利工程沉沙池设置 是为了 减少 渠 道 淤积 防止 灌 区 沙 化 和 减轻 对 泵站 水 泵 的 磨损危 害 水电 站 设置沉沙池的 目 的 是 减轻过 机 泥沙 对 水 轮 机 的 磨损危 害 设置沉沙池 虽然 可 基本 解决上述问题 但 引 起
4、 投 资和运行 费 用等 变化 因此 是 否 设置沉沙池 或 设置 何种 标准的沉沙池 应 进 行 技术经 济比 较 沉沙池 是 引水 枢纽 的 组 成 部 分 其 运行原则 必须与 枢纽 运 行 协调 一 致 以保证 正常供 水 工程运行 实践 表 明 对 沉沙池 进 行原型观测 分 析 和监测 是 提高 沉沙池设计 运行 管 理 水 平 和 充分发挥 工程 效益 的 有 效 措 施 对重 要工程 应 包括 此项 设计 沉沙池 为 水利水电工程水工 建筑物 的一 部 分 除自身 特 点 由 本规 范 规定 外 与 其他 水工 建筑物具有 共 性 的 部 分 应 按有关 规 范 的规定 执 行
5、设计资料 基本资料 收集 悬移质 泥沙颗粒级配资料 时 同时了 解 颗粒级配 分 析 方法 以 便 选 用 相 应 的沉 速公 式计算泥沙颗粒沉 速 水力冲洗式沉沙池冲 排 沙 道出口 处 的 河流 水位 流 量 关 系是 冲 洗设计中确定冲沙水 头 的基本资料 沉沙池 外边墙天然河道 水面 线主要 用于 沉沙池 外 水 压 力和底 板浮托 力计算 高寒 地 区 在 严寒 期 使 用 沉沙池 时 应 收集河流冰情 资料 河流 污 物 不 得 进 入沉沙池 应在 引水 口 至 沉沙池 进 口 逐 级 处 理 了 解 污 物 来源 及 其 特 性 是为了 确定 拦污 设 施 布置 栅格 尺寸 及水
6、位 等 为 确定水利水电工程沉沙池的设置标准 确定沉沙池的规 模 评 定 其 效益 应 根据 不同 类型沉沙池 收集相关 的 各 种 资料 沉沙池引渠 输 水 道 的设计 正常 水位 是 确定沉沙池设计水 位的 依据 沉沙池的设计引 用 流 量及 其过 程 是 确定沉沙规 模 的主要 依据 为 使 引渠和 输 水 道 不应由于淤积 而 影响 沉沙池 正常 引水 和 输 水 应 收集 引渠和 输 水 道 挟 沙力 分 析 成果 水 轮 机 水 泵过流部 件 耐 磨性 能 抗 磨措施 等 资料 是用 于分 析 判断 沉沙池设计沉降粒 径 标准的一 项 依据 水 轮 机 或 水 泵 的 大 修间隔
7、用于 比 较 设置沉沙池 后 对 减轻磨损 的作 用 灌 区 资料 是用以研究 水利工程沉沙池泥沙沉降设置标准 和规 模 的一 项 依据 入池含沙量及颗粒级配 时 段 平 均 入池含沙量计算 在 水电工程沉沙池中 忽略 了 有坝 引水 与 取 水 口 底 坎 的 挡 沙作 用 在 水利工程沉沙池中 忽略 了 取 水 口 底 坎 的 挡 沙作 用 偏 于 安全 入池设计泥沙 特 征值 包括 含沙量和 悬移质 颗粒级配 已 建 沉沙池 均 使 用 河流 泥沙 特 征值 作 为 入池设计 值 实 际 上 年 平 均 或 汛 期 平 均 河流 含沙量 与 引水含沙量 差别较大 因此 规定 使 用 入池
8、 泥沙 特 征值 作 为 设计 值 较 使 用 河流 泥沙 特 征值 作 为 设计 值更 合 理 至 于 选 用 何种 时 段 平 均 或实 测 值 作 为 入池设计泥沙 特 征值 应 根据 河流 输 沙 特 性 枢纽 布置 特 点 沉沙池类型 供 水 重 要程 度 沉沙池工程量 效益等 综合 分 析 论 证 如渔子溪 一级水电 站 沉沙池 因仅在 汛 期 使 用 故 选 用 多年 汛 期 平 均 悬移质 颗粒级配作 为 确定沉沙池主要尺寸的设计 值 排 沙 廊 道 输 沙 能 力的 复 核 原 考虑 选 用 历年最 大 日 平 均 含沙量 但 其出 现 机 会 较 少 为 减少排 沙 流 量
9、 最后 选 用 作 为复 核值 沉沙池 投 入运行 多年来 粒 径 实 测沉降 率 与 设计 值吻合 也未 出 现 过 廊 道 堵塞现象 西藏羊卓雍湖 水电 站 设置定期冲洗式沉沙池 为保证 沉沙 效 果 和冲沙 可 靠 设计中 采 用 粒 径 组 成 偏细 的 多年汛 期 平 均 悬移质 颗粒级配作 为 确定沉沙池主要尺寸的 依据 选 用 粒 径 组 成 偏粗 的 实 测 悬移质 级配作 为 沉沙池冲洗设 施 和 排 沙 建筑物 的设计 依据 水利工程沉沙池设计中 设计入池含沙量一般 可由 引水 时 段 的 日 平 均 含沙量 频 率 分 析或 典 型 年汛 期 日 平 均 含沙量 分 级
10、统 计 分 析 确定 也 可 根据 含沙量 大 小 分 布 情 况 和 供 水 重 要程度 调 整 相 应 的引水 流 量 如禹门 口 沉沙池 汛 期引水 时 段 平 均 含沙量 瞬 时 最 大 断 面含沙量 达 丰 沙 年 和 平 沙 年 引水 时 段含沙量 等 于大于 的 分别为 和 根据 供 水 保证 率 分 析 确定 当 引水含沙量 大于 时 沉沙池 停 止 运行 此时 工 业 供 水 自备解决 当 引水含沙量 为 时 引水 流 量 仅 供 工业 用 水 当 引水含沙量 为 时 引水流 量 当 引水含沙量 小 于 时 按 设计引水 流 量 禹门 口 沉沙池工程设计中 是以 余年汛 期泥
11、沙粒配 汛 期粒 径细 于 非汛 期粒 径 绘 成 泥沙粒配 曲 线 包 络图 采 用 包 络 图 中的粒配 曲 线 密 集区平 均值 作 为 设计入池泥沙粒 径 引 黄 济 青 条渠沉沙池 引水期 为 冬春 季节 采 用 利 津 水文 站 在 引水期的 多年 月 平 均 含沙量 为 设计入池含沙量 平 均 含沙量 为 最 大为 设计入池泥沙粒 径 其 中粒 径小 于 的 占 小 于 的 占 山 西 浪店 水 源 工程沉沙池设计入池含沙量 为 大 禹 渡 沉沙池设计入池含沙量 为 均采 用 汛 期 平 均 泥沙粒 径 为 设计入池泥沙粒 径 内蒙 小 沙 湾 引 黄 工程沉沙池设计入池含沙 量
12、 为沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 水利灌溉工程沉沙池的设置条件 及泥沙沉降设计标准 根据 调 查 自流 灌溉沉沙池的 出 池设计含沙量 除 与 粒 径 有关外 主要 取 决 于 排 灌渠 系 允许 挟 沙力 不同地 区出 池设计含 沙量 差别较大 如黄 河 中 游 灌 区 汛 期 出 池设计含沙量 约 为 黄 河 下 游 灌 区 由于 渠 道 纵坡 缓 出 池 设计含沙量 为 个 别为 出 池 允许 粒 径 是 根 据 目 前 黄 河 中 下 游 水利工程沉沙池 出 池泥沙粒 径 不大于 而 确定的 提 水灌溉的灌 区 沉沙池沉降设计标准 是 根据 水 泵磨 蚀 要 求 提出 的 黄 河
13、 以 高 含沙量 闻名 于 世 其 含沙量 具有上 下 游 变化 大 的 特 点 根据黄 河上 中 下 游单 级 离心 水 泵 扬 程 的 主要 泵站调 查 三角城 景台川 夹马 口 东雷二 级 南乌牛二 级 小 樊 一 二 级 龙 行 二 级 尊村 大 禹 渡 一 二 级和 风陵 渡 过泵 汛 期 平 均 含沙量 为 基本 反映 了我 国 多 沙 河流 的 提 水工程 过泵 泥沙 特 征 根据 水 泵 大 修 保证 期 经分 析 给 出 判 别 图 以下 扬 程的 泵站 多采 用 轴 流泵或其他泵 型 如 山 西 尊村 引 黄 渠 首 一级 泵站 将轴 流泵 的 下 导轴承改 用 全 封闭
14、外 加清 水 润滑 磨 损问题 就 不 严 重 图 中的水 泵 设计 扬 程 系 离心 式水 泵 设计 扬 程 水电引水工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 设置沉沙池的 初步 判 别 条件 是 根据 我 国 已投 入运行的水 轮 机 磨损 及 检 修 资料 综合考虑 泥沙 特 性 我 国 现 有 水 轮 机 水力 特 性 及 耐 磨 材 料的水 平 沉沙池的 投 资及 其 效益 加 以 类 比 分 析并 考虑 下 列 条件 制 订 的 在能可 靠 运行的 前 提 下 水 轮 机大 修间隔取值 为 水 斗 式 水 轮 机 一 年 换喷针 头 及 喷嘴 口 额 定水 头 大于等于 的 混 流
15、式水 轮 机大于等于 两 年 额 定水 头 小 于 的 混 流 式水 轮 机 大于等于 三 年 莫氏硬 度 大于等于 的 硬矿 物 泥沙含量 约占 主要 过流部 件 材 料的 耐 磨性 能 不 低 于 不 锈钢 泥沙 对 水 轮 机 磨损危害 表 现 为 水 轮 机 运行 效 率 下 降 出 力 减 小 和 年 发 电量 相 应 减少 大 修间隔 缩短 检 修 费 用 增加 影 响机 组 运行的 灵活 性 和 可 靠 性 减轻 泥沙 对 水 轮 机 磨损危害 的主要 措施有 采 用 耐 磨 材 料 或 耐 磨 护 面 层 提高磨损部 位的 耐 磨 水 平 采取 工程 措施 如 设置沉沙池 沉
16、砾 池 或 利 用 水 库 沉沙 等 以 减少过 机 含沙量及 过 机 粗 沙 改善 水 轮 机 的水力及结构 性 能 降 低 关 键 磨损部 位的 流速 保 持 水 流平 顺 流 态 提高 水 轮 机 设计 制 造 质 量 保 持 良 好 的运行工 况 是 否 设置沉沙池及设置 何种 沉降粒 径 标准的沉沙池 要 考虑 电 站 在系统 中的作 用 泥沙 特 性 水 轮 机 的 耐 磨 水 平 电 站 运行 检 修 的要求及 大 修间隔 沉沙池的 投 资 年 运行 费 及 效益等因 素 进 行 技术经 济比 较 后 确定 各 额 定水 头 段沉沙池的设计 最小 沉降粒 径 标准 是 考虑 到
17、经 济 合 理 性 及 实 际 需 要 推 荐 的 水电 站 沉沙池的设计沉降粒 径 经 过 技术经 济比 较 可以等于 或 大于表 中的粒 径 不 宜 小 于 该 粒 径位置及类型选择 一般 情 况下 沉沙池位置 距 离首 部枢纽 进 水 口 近 一 些 可 节 省 引渠工程量 减少 水 头损 失 方 便 运行 管 理 如 大 禹 渡 沉沙 池 禹门 口 沉沙池和 渔子溪 沉沙池 均 邻近 首 部 取 水 口 不 良 地 段 系 指 地 形 地质 和 场 地 危 及 建筑物 稳 定的 地 段 如 滑 坡 影响 带 泥 石 流危 及 区 河流 冲 刷 范 围 以 及 软弱 地 层 等 如 禹门
18、 口 沉沙池 建 在 液 化 的 粉 细 沙 地 层 上 采 用 振 冲 桩 加 固 后 达 到 抗 地 震液 化 的设计标准 定期冲洗式沉沙池 较 连续冲洗式沉沙池 具有 运行 可 靠 结 构 简 单 便 于 施 工 等特 点 所 以在地 形开 阔 的 地 方 应 优先 考虑 使 用 连续冲洗式沉沙池 占 地 面 积 小 适 合 在地 形狭窄 的 地 方 采 用 若 具备 足够 的冲沙水 头 和 流 量 时 加 之 合 理 设计及运 用 仍 然 可以 满足 运行要求 提 水灌溉工程的定期冲洗式沉沙池 一般 多 邻近 首 部 取 水 口 可 结 合 地 形 和灌溉渠布置 在 引水 首 部 设
19、低扬 程 泵站 既满 足 扬 水 需 要 又形 成 足够 的冲沙水 头 如 大 禹 渡 沉沙池和 禹门 口 沉沙池 定期冲洗式沉沙池 存 在 泥沙 排 泄 对 环境 影响 的 问题 这 是 应 慎 重对 待 充分研究 论 证 的 问题 定期冲洗式沉沙池 有 单 室 和 多 室 型式 由于 单 室 定期冲洗式 沉沙池冲洗 时 一般要 停 止供 水 而 大 中型水利工程 不 允许 停 止 运行 故 不 宜 选 用 单 室 定期冲洗式沉沙池 平 原 地 区或 滩涂 地 带 的 地 形开 阔 适 合 条渠型沉沙池布置 如 引 黄 济 青 渠 首 条渠沉沙池 运 用 初 期 为 自流 沉沙 后 期 拟
20、扬 水沉 沙 可 使 地 面 抬 高 少 占 土 地 本规 范 未 含 机 械 清 淤 有关 规定 可参照 其他 规程选 用 清 淤 机 械 如 河 南 邙 山 泵站 的沉沙池 为机 械 清 淤工程布置 水力冲洗式沉沙池一般规定 在 设计工作 流 量和含沙量 范 围 内 引渠 必须 达 到 正常 输 水 在 小 流 量引水 时可 允许 有少 量 淤积 但不影响 正常 输 水 随 着 流 量 增 大 达 到 冲 淤 平 衡 如禹门 口 沉沙池 前 的引渠纵坡 为 最小 引水 流 量 时 的 流速 为 设计工作 流 量 时 的 流速 为 均 大于不淤 流速 引渠设计工作 流 量 为 沉沙池工作 流
21、 量 与 冲洗 流 量 之 和 一般 在 引渠 末 段 或 适 当 位置设置 溢 流 设 施 是为了 出 现 超 标 准 流 量 或 特 殊 情 况时 能 够从 引渠 溢 出 使 沉沙池 能 够 正常 工作 和安全 可在 引渠一 侧 设计 排 沙底 孔 以 便 引渠 排 沙和 停 止 运行 时 泄空 引渠 由于 引渠 断 面宽度和深度 与 沉沙池 断 面宽度和深度 相 差 较大 水 流 进 入沉沙池 会 出 现 流速 横 向及 竖 向 分 布 不 均 匀 当 沉 沙池的布置 受到 地 形 地质 或 冲沙水 头 等 条件 限 制 沉沙池 轴 线 与 引渠 轴 线 不在同 一 直 线 上 时 更
22、加 剧 上述流速 分 布的 不 均 匀 性 故 沉沙池 轴 线 宜 与 其 进 口 前 的引渠 轴 线的 延 线 重 合 当 受到 条件 限 制时 可 使 引渠 下 段 轴 线的 延 线 与 沉沙池 轴 线 重 合 工程 实践 表 明 设置 完 好 的 上 游 联接 段 是 使 进 入沉沙池工作段水 流流速 分 布 较 均 匀 和 提高 沉降 效 率 的一 项 措施 设置 上 游 联接 段的 目 的 是 使 入池水沙 在 横 向 分 布 均 匀 并 最 大 限 度 减少 泥沙 在该 段沉降 拦 截 污 物 控 制 池 室 不同 工 况下 的 流 量 上 游 联接 段 亦称 行 近 段 或 扩散
23、 段 的 平 面布置 采 用对 称 扩散 型式 时 单 侧扩散 角 不 宜 大于 水 流自 由 扩散 角约 为 采 用 非 对 称扩散 时 两 侧扩散 角 之 和 不 宜 大于 当 接 近 或 大于 上述 角 度 时 应 采取 工程 措施 防止 涡 流 和泥沙 淤积发生 联接 段底 板 与 工作段底 板 应以 竖横 比 缓 于 的 斜 坡 联接 使 水 流 均 匀扩散 已 建 沉沙池一般 通 过 水力 学模 型 试验 来 确定 上 游 联接 段的布置 以保证 水 流 均 匀扩散 不 出 现 涡 流区 联接 段 内 水 流 泥沙运 动 过 程 十 分复 杂 设置配水 墩 或其 他 整 流 设 施
24、 的位置 尺寸 应 通 过 水力 模 型 试验 确定 如禹门 口 沉沙池 扩散 段 采 用对 称 布置 为 缩短 联接 段长度 单 侧扩散 角 为 要 使 水 流比 较 均 匀 稳 定 地分 配 至各 池 室 是 一 个 相 当 困难 的 问题 经 反 复试验研究 最 终 得 出 在 扩散 段 首 部 设置 整 流 板 结 合各 进 口 闸 前 配水 墩 布置 逐 渐 整 流 扩散 以 适 应不同 流 量和含沙量 范 围 内 的 正常 运 用 要求 如西藏羊卓雍湖 抽 水 蓄 能 电 站 沉沙池的 整 流 栅 通 过 四 个 方 案 的 模 型 试验 后 才 得 到 了 比 较 满 意 的布置
25、方 案 统 计 已 建 水电工程沉沙池 在 上 游 联接 段 内 设 得整 流 栅整 流 后 单 侧扩散 角 可 达 两 侧扩散 角 之 和 达 渔子溪 一级 单 侧扩散 角 南 桠 河 三 级 单 侧扩散 角 渔子溪 二 级 两 侧扩散 角 之 和 映 秀 湾 电 站 两 侧扩散 角 之 和 设置池 室 进 口 闸 是为了 控 制 各 池 室 运行 是 否 在进 口 闸 设 置 拦污栅 应 根据 入池 污 物 的 情 况 确定 从 四 川 渔子溪 南 桠 河 等 水电 站 沉沙池的运行 实践 看 污 物 进 入工作段 常常 堵塞 进 沙 孔 或 堵塞整 流 栅 导 致 池 身 断 面 流速
26、分 布 不 均 匀 因此对 拦污 问题 应 给 予 足够 的 重 视 山 西 大 禹 渡 禹门 口 等 沉沙池 均 在 沉沙池 进 口 设置 拦污栅 池 厢 进 口 闸 是为 控 制 冲洗运行 应 满足 局 部 开 启 工 况 要求 为 满足 沉沙运行要求 闸槛 应 高 于 池 厢 内 达 到 冲洗 周 期 时 的泥沙 淤 积 面 如禹门 口 沉沙池 在 孔 池 室 进 口 闸 下 游 设 有 孔 池 厢 进 口 闸 均 按 局 部 开 启 工 况 运行 上 游 联接 段 内 的 进 口 闸 后 设置 整 流 栅 或 配水 墩 其目 的 为 使 进 入工作段的水 流 能 均 匀 地分 配 以
27、达 到 沉沙池的设计沉沙效 率 定期冲洗式沉沙池沉沙运行 时 工作段的水 流 属 于 缓 变 流 冲洗运行 时 工作段的水 流 为 急 流 工作段的布置 除 满足 沉 沙运行工 况 要求 外 还 应 满足 冲洗工 况 要求 连续冲洗式沉沙池 工作段 应同时 满足 沉沙和冲洗 系统 布置要求 定期冲洗式沉沙池 泄空 冲洗 过 程中 往往 受 排 沙 道 容 量 所限 需 局 部 开 启闸 门 控 制 流 量 排 沙 道 渠底纵坡 应大于 工作段池底纵坡 以保证 排 沙 通 畅 防止排 沙 道 淤 堵 排 沙 道出 口 受 下 游 水位 顶 托 时 将 影响 泄 流排 沙 能 力 一般沉沙池 邻
28、江 河 一 侧 的 河道 设计及 校 核 洪 水位 较 高 若 以此 确定冲洗水 头 标准 过高 当 出 现 设计及 校 核 洪 水 时可 采取 适 当 延 长冲洗 周 期 或 者 减 小 工作 流 量 等 措施 故 提出排 沙 道出口 设计水位 以不 受 下 游 常 年 洪 水位 顶 托 为 原则 禹门 口 沉沙池 排 沙 道出口 设 有防 洪闸 是为 了 防止 洪 水 倒 灌 淤 堵 排 沙 道 连续冲洗式沉沙池布置 连续冲洗式沉沙池的 支 廊 道 及主 廊 道 是 冲 排 沙的 主要 建筑物 为充分 利 用 全 部 水 流 落 差 常 把 沉沙池 分成 多 段 进 行 分 段沉降和 分
29、段冲洗 各 段 可以 利 用 的水位 差 均 为 沉沙池水位 与 排 沙 道出口 处 的水位 差 四 川南 桠 河 三 级电 站 及 渔子溪 一级 二 级电 站 的沉沙池工作段 均 分别 设置 了 三 段 支 主 廊 道 系统进 行 分 段沉降和 分 段冲洗 由于 粗 颗粒泥沙 在 前 段沉降 多 细 颗粒泥沙 在 后 段沉降 一般 前 段 支 廊 道 长度 短 于 后 段 支 廊 道 长度 以 达 到 对 各 段 支 廊 道 进 行冲沙总水 头 校 核 时 保 持 大 约 相 同 的安全程度 本规 范推 荐 的冲沙 廊 道 包括 支 廊 道 主 廊 道 和 进 沙 孔 等 的 布置 水力计算
30、方法和结构 形 式 等 是在 总结 四 川 渔子溪 一级 二 级和 南 桠 河 三 级 等 水电 站 沉沙池设计 经验 的基 础 上提出 的 并 已 经 受 了 多年 运行 实践 考 验 图 中 底 廊 道 系统 采 用分 段布 置 且 前 段 短 于 后 段 其 原 因是 前 段的 落 淤 量 大于 后 段 且 以 粗 沙 为 主连续冲洗式沉沙池冲 排 沙 廊 道 一 旦 淤 塞 可 使 用 设置的 事 故 冲沙 闸 冲沙 因此 事 故 冲沙 闸 是 连续冲洗式沉沙池的一 种备 用 冲沙设 施 设置 旁 侧溢 流 堰 目 的 在于 宣 泄 进 水 口 闸 门 操 作 不 当 及 机 组 丢负
31、荷 时 进 入沉沙池 超 过 设计 流 量的水量 在 确定 泄 流 量 后 按 堰 流公 式确定 堰顶 高 程和宽度 堰顶 高 程一般 比 运行水位 高 水电 站 沉沙池 下 游 联接 段 采 用 逐 渐 收 缩 的型式 以 使出 池 水 流 能 畅 通 进 入 下 游 输 水 道 下 游 为 明渠 时 收 缩角 按 水 流收 缩 角 确定 下 游 为 有压 输 水 道 时 有压 引水 道 进 口 顶 部 淹没 水深 由 淹没 条件确定 定期冲洗式沉沙池布置 为保证 各 池 室 交替 运行 各 池 室 边墙 和 隔 墙 应与 相 应 的池 室 进 口 闸闸墩 联接 墙 顶 应 高 于 正常 运
32、行水位 以 策 安全 各 池 厢 间 的 隔 墙 与 相 应 的池 厢 进 口 闸闸墩 相 联 控 制 墙 顶 高 程 是为了 逐 池 厢 集 中 进 行 溯 源 冲洗 防止 水 流 串厢 根据 交替 运行工 况 要求 池 室宜 为 钢 筋 混 凝 土 结构 梯 形 断 面的池 室 运行 实践 表 明 在 坡面 上有严 重 的 挂 淤 现象 很 难 冲洗 故 边 坡 不 宜 缓 于 阳武 河 大 禹 渡 和 禹门 口 等 沉沙池运行 实践 表 明 由于 入池 含沙量 较大 且 粒 径 较 细 泥沙 经 工作段沉降 后 沉降 了 部 分较 粗 粒 径 并 减少 了 含沙量 但 还 需经 溢 流
33、堰 区 吸 取 表 层 水 才 能 满足 供 水要求 否 则 需 将 工作段 延 长 相 当 长度 是不经 济 的 溢 流 堰 区 长度一般 为 工作段长度的 溢 流 堰 和 集 水 槽 相 结 合 布置 在该 区 的 墙 顶 上 见 图 集 水 槽 的 边墙 即 为 溢 流 堰 宜 采 用 曲 线型 非 真 空 实 用 堰 为 提高 沉沙池的沉降 效 率 堰顶 水深 不 宜 大于 为了保证 堰顶 水深 稳 定 溢 流 堰 为 非 淹没 出流 各 集 水 槽 间 为 自 由 出流 隔 墙上 的测向 集 水 槽净 宽 一般 为 隔 墙 间 净 距 的在 溢 流 堰 区 末 端 设置 排 沙底 孔
34、 禹门 口 沉沙池 每 池 厢净 宽 每厢 设底 孔 个 可 采 用 连续 或 间隔 排 沙方式 排 泄 池 末 的 高 浓 度含沙水 流 以保证 溢 流 堰 出 池含沙量 按 连续 排 沙方 式的池 末 底 孔 时 段 排 沙 平 均 含沙量 可 按 下 式计算 式中 池 末 底 孔 时 段 排 沙 平 均 含沙量 据 大 禹 渡 沉沙池 试验为 可 据 类 同 工程 或 试验 确 定 第 断 面含沙量 溢 流 堰 时 段 出 池含沙量 见 式 池 末 底 孔 时 段 平 均 流 量 时 段长度 当 沉沙池 出口 下 游 输 水 道 邻近 扬 水 泵站 时 在 泵站 机 组 突 然 停 电
35、入池水量 尚 未得 到控 制时 为 防止 回 流 影响 沉沙池安全 应在 输 水 道 适 当 位置设置 旁 侧溢 流 堰 如禹门 口 和 大 禹 渡 沉沙池 均 在 输 水 道 一 侧 设置 旁 侧溢 流 堰 水电 站 定期冲洗式沉沙池 下 游 联接 段 后 设置 出口 闸 门 是 为了 控 制 沉沙 与 冲沙 交替 运行 条渠沉沙池布置 湖 泊 型沉沙池 在 占 地 面 积 渗漏 损 失 浸没 影响 沉 淤 管 理等 方面 存 在较 多 问题 很 少 采 用 条 带形 沉沙池 由于进 口 突 然 扩 大 沉沙 效果较差 也 较 少 采 用 梭 形 沉沙池布置 较 合 理 运 行 效果较好 采
36、 用较 多 在 条渠 容 积 受到 地 形 条件 限 制时 可以 人工 或 机 械开 挖 以 开 挖 的 土 方 筑 成 渠 堤 而 形 成 条渠 运行 若 干 年达 到 淤积 高 程 后 邻 渠 另挖新 的条渠 并 以 新 渠 开 挖 的 耕植 土 覆盖 于淤积 高 程 上 面 还 耕 依 此进 行 称 以 挖 待 沉 如 山东 潘庄 沉沙池 引 黄 济 青 渠 首 沉 沙池 初 期 为 自流 沉沙 后 期 拟 为 扬 水沉沙 既延 长 了 沉沙池的使 用 年 限 又 可 少 占 耕 地 条渠沉沙池 进 出口 设置 节 制 闸 的 目 的 是 调 节 流 量和 分 水 引水 出口 闸还 具有
37、调 整 水位 调 节 水面 比 降和 流速 控 制 泥沙 淤积等 作 用 条渠 宜 做 成 逐 渐 展 宽的 上 段和 比 较 顺直 的中段 下 段 应 徐 缓 收 缩 但不 宜 过 于 束 窄 以 利 于 后 期沉沙 上 段 为 输 沙 段 长度一般 为 全池长的 流速 要 大 些 以 免 进 口 淤 塞 中 段 为 主要 淤积 段 流速 应 小 以 利 于 泥沙沉降 长度 约 为 全池长 的 下 段的 流速 主要 靠 出口 控 制 流速 应大于 中段 使 泥沙 下移 长度 约 为 全池长的 根据黄 河 下 游 的 经验 条渠沉沙 池长度 不 宜 小 于 根据 国 内 已 建 条渠沉沙池设计
38、及运行 经验 土 质 边 坡一般 为 坡面 宜 植树 种 草 以 御 风浪 堤顶 高 程 应为 水面 高 程 加浪 高 再 加 安全 超 高 对于大 型沉沙条渠 标准要 适 当 提高 浪 高按 级 大 风 计算 安全 超 高 采 用 另 外 要 有 足够 的 顶 宽 以 适 应 风浪 冲 击 并 满足 防 护 交 通 的要求 对于大 型沉沙条渠的 围 堤 格 堤 的 堤顶 宽一般 为 由于 堤 高 顶 宽 土 方工程量 大 可 利 用 沉沙条渠 淤 土 分 期 加 高 分 层 夯 实 做 成 多 级坡面 采取 防 截 排 渗 措施 的 目 的 是 防止 条渠 外 围 地 区 发 生 次 生 盐
39、渍 化 防 渗 措施包括 渠底和渠 堤 两 部 分 渠底 防 渗 主要 是 先 在 来 沙 较 细 的 季节 汛 期 用 小 水 放 淤 渠底 以 形 成 细 淤 防 渗盖 层 厚 约 渠 堤 防 渗 一 是 利 用 细 淤 土 作 堤 二 是在 条渠 使 用 初 期 来 沙 较 细 季节 渠 内 引 放 大 水 或 雍 高 水位 使 细 淤 土 覆 盖堤 坡 形 成 贴 淤 防 护 面 截 渗 主要 是 条渠 外 围 修 建 道 截 渗 沟 防止 渗 水 浸没 条渠 周 围 地 区 截 渗 沟 要 有 足够 深度和 稳 定的 边 坡 排 渗 是在 截 渗 的基 础 上 使 条渠 渗 水 能
40、结 合 条渠 周 围 田 间 工 程 布置 完 整 的 排 水 系统 或 结 合 灌溉 建 立井 排 系统 将 渗 水 排出主要尺寸确定 一般规定 沉沙池设计中 以不同 水深 宽度 长度的 组 合 均 可 得 到满足 设计要求的沉降 率 因此 沉沙池主要尺寸的确定 应 拟 定 多 种 方 案 进 行 技术经 济比 较 工作深度计算 水力冲洗式沉沙池 进 口 水深 不 宜 过 大 以 免 因 池 底 高 程 过 低 致使 冲 排 沙 不 畅 前 苏 联 水电 站 沉沙池设计规 范 建 议 在 通 常情 况下 沉沙池的工作深度 可 选择 我 国一般 为 个 别为 天 生 桥 二 级 式 中 当 工
41、 作段底坡 或排 沙 道 底坡 为 变 坡 时 则 取 其平 均 底坡 式 中的 值 对于 水利工程定期冲洗式沉沙池 可 按 下 式 初步 选 值 式中 沉沙池冲洗 周 期 内 淤积 体 积 按 附 录 计算 工作宽度 按 式 计算 国 内 长渠沉沙池水深一般 工作宽度计算 实 测资料 表 明 水力冲洗式沉沙池宽深 比过 大 池 内 水 流 三 度 性 明 显 池底泥沙 淤积 易 形 成 滩 槽 沉沙 效果 明 显 降 低 因此 水电工程沉沙池工作段宽深 比 不 宜 大于 水利工程定 期冲洗式沉沙池工作段宽深 比 不 宜 大于 国 内 已 建 水电工程沉沙池工作段 平 均 流速 见 表 式 中
42、 水利工程定期冲洗式沉沙池的 平 均 深度可 取 工作段 首 端 和 末 端 的冲洗 周 期 初 末 的水深 平 均值 已 观测的 大 禹 渡 等 水利工程定期冲洗式沉沙池 平 均 流速 工 作深度 见 表 表 已建水电工程沉沙池工作段平均流速 工作深度表 工程 名 称 设计 最小 沉降粒 径 沉沙池 平 均 流速 工作深度 渔子溪 一级电 站 渔子溪 二 级电 站 南 桠 河 三 级电 站 映 秀 湾 电 站 羊卓 壅 湖 电 站 天 生 桥 二 级电 站 清 水 河 电 站 槟榔 江 电 站 苏帕 河 电 站 安 顺 关 脚 水电 站 表 大禹渡等水利工程定期冲洗式沉沙池平均流速 工作深度
43、表 沉沙池 名 称 工作段 长度 出池泥沙 允许 粒 径 最 大 工作深度 工作段 平 均 流速 工作段 首 端 工作段 末 端 冲洗 周 期 初 冲洗 周 期 末 大 禹 渡 禹门 口 阳武 河 注 禹门 口 沉沙池工作段 后 段 为 斜 板区 为复 合 型定期冲洗式 最 大 工作深度 系 指 冲洗 周 期 初 开 始 池 室 内 无淤积状况 在 前 苏 联 水电 站 沉沙池规 范 中 工作段 平 均 流速建 议 如 下 设计 最小 沉降泥沙粒 径 在 之 间 的沉沙 池 其平 均 流速 可以在 范 围 内 选择设计 最小 沉降泥沙粒 径 为 时 平 均 流速 的 上 限 可 提高 到 平
44、均 流速 的选 取 与 入池 悬移质 颗粒级配 有关 当 水 流 中 较 粗 颗粒的泥沙 占 优 势 时 可以 选 取 较大 的 平 均 流速 已 观测的水利工程定期冲洗式沉沙池池 厢 单 宽冲洗 流 量 如 下 阳武 河 沉沙池 大 禹 渡 沉沙池 禹门 口 沉沙池 博克拉 沉沙池 工作长度计算 附录 推 荐 的计算 公 式和方法 通 过 大 量水 槽 试 验 资料和原型观测资料 验证 效果较好 但 还 存 在以下 问题 水力冲洗式沉沙池的池长 短 水深 大 流速 小 水 流 挟 沙力 可以 忽略 不 计 但 当 条渠沉沙池 淤积 后 形 成 主 流 沟 时 主 流 沟 的 水 流 是 有
45、一定 挟 沙力的 由于 当 前 对 挟 沙力的 研究 还 不 够 成 熟 特 别是分 组 水 流 挟 沙力 因此 采 用了较 简 便 途 径 即 通 过 原型观测 资料 分 析 给 出 恢复饱 和 系数经验 式 一定程度 上 反映 了 水 流 挟 沙 力的 因 素 今 后 还 待 继 续 研究 为 留 有 余 地 采 用 池长 较 计算长 增加 水利工程定期冲洗式沉沙池 虽然 工作段沉降 了大 部 分 泥 沙 但 还 应经 溢 流 堰 区 引 取 表 层 水 才 能 满足 供 水要求 应 考虑 含 沙量 在 堰 前 的 垂 线 分 布 并 以 极 限 吸 出高 度 范 围 内 的含沙量作 为
46、出 池含沙量 极 限 吸 出高 度 可 近 似 用下 式计算 式中 溢 流 堰堰 上 水 流 极 限 吸 出高 度 浑 水 密 度溢 流 堰 平 均 单 宽 流 量 清 水 与 浑 水 密 度 差 经 溢 流 堰 段的 出 池 分 组 含沙量 分 组 沉降 率 及 溢 流 堰 出 池 含沙量 可用以下 各 式计算 式中 经 溢 流 堰 出 池 分 组 含沙量 第 计算 断 面 分 组平 均 含沙量 计算 时 段 初 堰 前 淤积 床 面 以 上 水深 溢 流 堰 前 垂 线 分 组 含沙量 参 考 点 距 离 淤积 床 面的 高 度 随 不同 粒 径 组 而 变 由试 算确定 该 值 第 粒
47、径 组 悬 浮 指 标 修 正 值 第 粒 径 组 悬 浮 指 标 值 近 似 取 工作段的 末 池段 在 计算 时 段 内 的 摩阻 流速 卡 门 系数 溢 流 堰 内 的水 流 泥沙 是 相 当 复 杂 的 三 维 流 动 问题 本条 提 出 的计算式 为 简 化 的 近 似 计算 必 要 时应进 行 模 型 试验 工作段纵向底坡 式 为均匀 流流速公 式 由于 池底泥沙 淤积 床 面 糙 率 较大 各 工程的 糙 率 系数 取值 不同 一般 为 定期冲洗式沉沙池工作段底坡一般 取 工作段冲沙 流速 不 宜 小 于 排 沙 道 底坡 应大于 沉沙池工作 段底坡 以 确 保 冲 排 沙 效果
48、 水利工程定期冲洗式沉沙池的 溢 流 堰 区 纵向底坡 宜 大于 工作段 前 段底坡 但不 得 大于 排 沙 道 底坡 根据 地 形 条件确定纵向底坡 时 还 应重 视 与 条渠沉沙池宽 度 间 的 协调 由于 条渠沉沙池 是 人工 控 制 的宽 浅 渠 道 如 果 纵向 底坡选择 太 小 宽度 太 大 则 会 形 成 水 流 刚 进 入条渠 即 大 量 落 淤 影响进 水 反 之 如 果 纵向底坡选择 太 大 宽度 过 窄 则泥沙 淤 积 甚 少 甚 至 发 生 冲 刷 水力冲洗式沉沙池冲洗计算 定期冲洗式沉沙池 淤积 容 积与 冲洗 周 期 成 正比 淤积 容 积 选 得小 一 些 可 减
49、少 沉沙池工程量 但 冲洗 周 期 短 对 供 水 或 发 电 可能 造 成不 利 影响 冲洗 周 期长一 些 可能 有 利 于 供 水 或 发 电 但 沉沙池 淤积 容 积 相 应 增 大 增加 了 工程量 因此应 根据 工程的 具 体 情 况 进 行 技术经 济比 较 确定 合 适 的冲洗 周 期 和 淤积 容 积 尺寸 水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算的 目 的 是为 给 出 冲洗 流 量和池 室 冲洗总 历 时 以 求 合 理地 确定沉沙池布置 运行设计 和引渠设计 流 量结构设计 不同 类型的沉沙池 其 水工 建筑物 的 形 式 亦 有 所 不同 对 于 各 类 建筑物 的一般设计规
50、定 包括 结构设计 渠 堤 设计 防 渗 排 水设计和 地 基设计 等 应 按 现 行 有关 规 范执 行 本规 范不 再 重 复 写 入 水力冲洗式沉沙池的布置 受 地质 地 形 冲沙水 头 等 条件的 限 制 一般布置 于 沿 河 的一 二 级 阶 地 因此 有 些 工程 应特别重 视 沉沙池底 板 抗 浮 稳 定的 验 算 条渠沉沙池 应重 视 土 渠 边 坡的 稳 定 性 沉沙池的纵 横 向沉 陷缝 的位置和 分 缝 间 距 应 据 地 基和结 构条件确定 本条 不 包括 地下 式沉沙池和条渠沉沙池 应重 视 基 础 处理 设计 曾 有 沉沙池 地 基 属 软弱 地 层 由于 处理不
