水电站渠道及隧洞课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/25,#,第七章,水电站渠道及隧洞,第一节 渠道,一、渠道的功用、要求及类型,功用：,按要求向压力管道引水或将尾水引至下游河道；对引水、混合式开发电站，引水道有集中落差，形成水头的作用。,第七章水电站渠道及隧洞第一节 渠道一、渠道的功用,要求：,（与进水口完全一样）,有足够的输水能力：决定于断面面积及纵坡。,水质符合要求：防淤，防沙等。,水头损失小：线路短而直，糙率小，转弯半径,(R3d,）,流速小,(,经济流速,),。,一般建筑物要求：安全、经济合理。,一、渠道的功用、要求及类型,要求：（与进水口完全一样）一、渠道的功用、要求及类型,自动调节渠道,：渠末不设溢流堰，当水电站引用流量为,0,时，渠中水位是水平的，因而,渠顶基本上是水平,的，渠道断面向下游逐渐加大。,非自动调节渠道,：渠末一般设有,溢流堰,，溢流堰主要是限制渠末水位以及保证下游用水要求。,渠道顶面与渠底大致平行,。,类型：,自动调节渠道,非自动调节渠道,自动调节渠道：渠末不设溢流堰，当水电站引用流量为0时，渠中水,二、渠道水力计算任务,恒定流计算：,b),非均匀流：,当引用流量 时，渠道中为非均匀流。,即已知断面尺寸,b,h,、,n,、,i,，根据 求一定渠末水深 时的壅水水面线。,a),均匀流：,根据最大引用流量设计渠道断面尺寸、底坡等。,时,渠道中为均匀流。即已知 、糙率,n,确定底坡,i,，断面尺寸,b,h,等。,：为设计流量；,：为引用流量。,二、渠道水力计算任务恒定流计算：b)非均匀流：a)均匀流,a),水电站突然,丢失负荷时,，渠道中出现,涌波,，但渠末一般均设溢流堰，所以可以不考虑。,b),突然,增加负荷时,，渠道中出现消,落波,，,计算渠末的最低高程，以决定压力管道进口高程,（防止压力管道中进气）。消落波计算特别是有溢流堰时，比较复杂，可参考有关手册或专著。,非恒定流计算：,a)水电站突然丢失负荷时，渠道中出现涌波，但渠末一般均设溢流,三、渠道的断面尺寸,渠道断面尺寸确定需由,动能经济,计算确定。,即,“,系统计算支出最小法,”,。,系统要求水电站所发电能为,E,，他可以全部由水电站发出，也可以由水电站和相应的,替代电站,共同发出，但希望是一个最经济的方案。渠道经济流速约为,1.5-2.0m/s,。,三、渠道的断面尺寸渠道断面尺寸确定需由动能经济计算确定。系统,渠道断面,水头损失,电能损失,水电站计算支出,Ch,替代电站计算支出,Ct,总支出,Ch+Ct,F1,h1,E1,Ch1,Ct1,Cs1=Ch1+Ct1,F2,h2,E2,Ch2,Ct2,Cs2=Ch2+Ct2,渠道断面水头损失电能损失水电站计算支出Ch替代电站计算支出C,第二节 压力前池及日调节池,1,、构成：,池身：,渠道末端加宽、加深的过渡段以满足进水口布置需要。,压力管道进水口：,其构成与有压进水口同，常采用挡水墙式。,泄水建筑物：,溢流堰等，在严寒地区可用来排冰。,冲沙廊道：,（无压引水道与压力管道之间的连接建筑物）,第二节 压力前池及日调节池1、构成：池身：渠道末端加宽、,分配水量：,正常运行时把流量平顺的分配给各压力管道。,平稳水压：,荷载突然变化时或事故时，能起反射水击波的作用，（与调压室同）。,防污、防沙、防冰：,保护压力管道，水轮机不受其害。,电站停机时，保证下游用水。,2,、作用,分配水量：正常运行时把流量平顺的分配给各压力管道。2、作用,压力前池：,平稳水流，,分配水量。,日调节池：,调节水电站一天,的发电用水。,侧堰：,宣泄多余,的水量,压力前池：日调节池：侧堰：,安全：,地质条件好、地基稳定、一定要置于挖方中。（由于紧靠陡坡，渗径短，易于失稳、沉陷、滑坡）,经济：,尽量靠近厂房（缩短压力管道），开挖工程量少。,水流平顺：,以减小水头损失。,便于施工、运行、检修。,3,、布置要求,安全：地质条件好、地基稳定、一定要置于挖方中。（由于紧靠陡,第三节 隧洞,发电隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞。,隧洞与渠道相比具有以下,优点,：,（,1,）可以采用较短的路线，避开沿线不利的地形、地质条件；,（,2,）有压隧洞能适应水库水位大幅度变化以及电站引用流量的变化；,（,3,）不受冰冻影响，沿程无水质污染；,（,4,）运行安全可靠。,缺点,：,对地质条件、施工技术及机械化的要求较高，单价较贵，工期较长。,第三节 隧洞发电隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞。,一、隧洞路线选择,（线路选择不当给工程带来危害与损失是不易弥补的）。,在进水口与厂房位置确定后，尽量将隧洞布置成直线，但受下列因素影响：,地质：,围岩岩体强度、完整性、地下水、岩层走向等。,地形：,埋深不宜过大（施工不便，增加工程量）、过小（于围岩稳定不利）。,一、隧洞路线选择（线路选择不当给工程带来危害与损失是不易弥补,施工条件：,为了增加,施工面,，加快施工进度，特别是在长隧洞中，每隔一段距离需开凿一条施工支洞。有压隧洞要设,0.3%-0.5%,的纵坡,以利施工排水和放空隧洞。,水力条件：,洞线尽可能,短、直,；必须转弯时弯曲半径一般不少于,3,（,5,）,倍洞径或洞宽，转角不宜大于,60,，以使水流平顺，减小水头损失。,施工条件：为了增加施工面，加快施工进度，特别是在长隧洞中，,二、,隧洞水力计算,1,、恒定流计算：,研究隧洞断面、引用流量及水头损失之间的关系，以便选定隧洞尺寸。,根据经验，有压隧洞中的经济流速一般在,2.5-4m/s,左右。,2,、非恒定流：,确定隧洞沿线最大、最小内水压力,，分别用以设计隧洞衬砌及决定隧洞高程。隧洞各点高程都应在最小压力线以下,2m,，以保证不出现负压。,二、隧洞水力计算1、恒定流计算：,隧洞中最大及最小内水压力坡降线,隧洞中最大及最小内水压力坡降线,三、隧洞的断面尺寸,常见隧洞断面形式有：,圆形、方圆形（城门洞形）、马蹄形及高拱形。,有压隧洞常采用圆形断面,。,对于无压隧洞常采用方圆形断面，洞顶和两侧围岩不稳时常采用马蹄形，洞顶岩石很不稳时常采用高拱形。,为了便于施工，,隧洞的横断面尺寸至少宽,1.5m,高,1.8m,或内径不小于,1.8m,。,发电隧洞断面尺寸应根据动能经济计算确定，其方法与前述渠道同。,三、隧洞的断面尺寸常见隧洞断面形式有：圆形、方圆形（城门洞形,