狮泉河电站引水、泄水建筑物工程布置设计

狮泉河水电站引水、泄水建筑物工程布置设计

刘跃彭玮

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)

摘要：结合狮泉河水电站工程区的地形、地质条件及枢纽布置的特点，介绍了狮泉河水电站引水、泄水建筑物的布置设计，旨在为在建、待建堤坝式开发的类似工程引水、泄水建筑物的布置设计提供一些有益的启示。

关键词：引水建筑物；泄水建筑物；溢洪道；放空底孔；进水塔；狮泉河水电站

1. 前言

狮泉河水电站位于西藏阿里地区狮泉河镇上游7.0km的狮泉河上，开发任务以发电为主。枢纽由心墙堆石坝、引水建筑物、泄水建筑物及右岸坝后地面厂房组成。最大坝高31m。电站装机容量6400kW，水库正常蓄水位4315.00m，水库总库容1.85亿m3，水库具有年调节能力，调节库容0.64亿m3。电站年发电量1396.4万kW.h；保证出力1494kW，该电站的建成将彻底解决该地区无稳定电源问题，成为该地区较长一段时间内经营成本低，运行可靠，并兼有防洪以及下游灌溉效益的电源点，对满足地区军民用电和发展民族地区经济，促进边疆地区的政治、国防和社会稳定，将起到重大的作用。

2. 枢纽总布置设计

狮泉河水电站以发电为主，兼顾防洪，枢纽由挡水建筑物、引水建筑物、泄水建筑物和厂区建筑物四大部分组成，根据枢纽工程区的地形、地质条件，电站采用堤坝式开发方式以使电站具有年调节能力。经过坝型比较后，选定粘土心墙土石坝挡水。在引水发电和泄洪建筑物布置方面，根据两岸的地形地质条件，没有条件采用隧洞引水、泄洪洞和地下厂房等布置方案，此外根据碾压式土石坝设计规范的规定，对高、中坝和高地震区的坝，不得采用布置在软基上的坝下埋管的方式来泄洪。在坝址选择时，充分考虑到以上布置难题，选择坝址右岸为孤立岩石山坡，左岸为洪坡积体，基岩埋深大、出露高程高，若将溢洪道布置在左岸，工程难度较大，且投资也较多，右岸基岩埋深相对较浅，山体雄厚，岩体完整性较好，故将引水及泄水建筑物集中布置在右岸坝端，利用浇筑在基岩上的土石坝基础混凝土从左至右依次布置了引水发电进口、放孔底孔和开敞式溢洪道，其中引水发电及放空底孔采用深式进水口，溢洪道采用开敞溢流堰型式进口，坝下游分别接引水压力钢管、放空底孔和溢洪道泄水槽，压力钢管后接地面厂房，放空底孔和溢洪道泄水槽末端设挑流鼻坎，挑射水流经下游开挖的泄水明渠进入原河道。以

上布置方案可作为类似工程参考。

挡水建筑物采用粘土心墙土石坝，坝顶高程4318.00m，坝顶长407.45m，宽6.00m，最大坝高31.00m，上、下游坝坡均采用干砌石护坡。

引水及泄洪建筑物集中布置在河床右岸，在坝轴线上游合建一重力式进水塔。引水建筑物由坝前塔式进口、坝下引水道和坝后沟埋式钢管三部分组成。塔式进水口前沿在坝轴线上游约50.00m，塔顶高程4318.00m，长15.00m。进水口设于进水塔左侧，底高程4301.00m。坝下引水道长70.00m，内径4.50m。坝后采用钢埋管结构。

泄洪建筑物由表孔溢洪道作为经常性泄洪设施，同时设置一底孔共同担负泄洪任务。表孔溢洪道位于进水塔最右侧，由溢流堰段、泄槽段和挑流段组成，总长214.00m，堰顶高程4309.00m。泄洪放空底孔由闸门控制段、无压泄槽段和出口挑流段组成，总长204.00m，进水底高程4290.20m。

厂区枢纽建筑物布置于右岸坝后、溢洪道出口左侧，主要有主机间、安装间、副厂房、开关站和尾水渠等。主厂房总长60.90m，宽13.20m，安装6台水轮发电机组；副厂房布置于主厂房上游，长60.90m，宽8.20m；开关站（含主变场）布置于土石坝坝址回填体上，长72.00m，宽44.50m。引水、泄水建筑物平面布置见图1。

图1 引水、泄水建筑物平面布置图

3. 引水建筑物布置设计

电站采用坝后岸边式明厂房有压引水发电方式，厂房布置在右岸河漫滩上。设计引

用流量34.2 m3/s。考虑本工程库容较大且引水进口高程较高，不设沉沙建筑物。

受进水口及厂房位置的限制，引水道全长201.0m，为减小压力管道ΣLV值，引水道主管管径采用4.5m，管内流速2.15 m3/s。经调保计算，惯性时间常数Tw＝2.26s，对于在阿里地区电力系统占重要地位的狮泉河水电站，其TW＜2.5s，故不需设置调压室。

电站引水建筑物布置在心墙土石坝右坝肩、泄水建筑物右侧，采用一管四机供水方式，由进水口、坝下引水廊道、坝后钢埋管组成。

电站引水建筑物进水口位于进口塔左侧。引水管道进水口段孔口高度a＝5m。为保证压力管道管顶部不出现负压、避免产生串通吸气漩涡，进水口顶部高程应低于水库最低运行水位4310.0m以下，并有一定的淹没深度h。参考经验公式计算h=0.8a=4m，故进水口底板高程为4310－4－5＝4301.0m。根据有关资料，狮泉河水库最大冰层厚度1m，冰层最低高程4309.0m，两喇叭口顶部高程为4308.25m，故不存在冰层进入管道的问题。进水口前设拦污栅支承牛腿，顺水流向长2m，宽7.8m，其上布置一道拦污栅。拦污栅与支承牛腿整体浇筑，栅墩宽1.25m，高17m。栅槽后接进水口。进水喇叭口顶板采用1/4椭圆曲线。塔体段设检修平板门、工作平板门各一道，检修门井断面3.8m×5.6m （宽×高），门后通气孔断面2×φ30cm；工作门井断面3.8m×5m（宽×高），其后设方变圆渐变段将矩形孔口渐变为直径4.5m的圆形断面。渐变段后通过半径12m的上、下弯段与坡度I=0.008的引水廊道相接。

压力管道分为引水廊道、钢埋管两部分。引水廊道钢筋混凝土衬砌段长约87m，有压圆形断面由直径4.5m变化到3.5m，廊道底坡I=0.008，为避免管道有压力渗漏及振动危及堆石坝安全，管道上覆回填土厚度3m，廊道施工缝及沉陷缝设双层止水。廊道末端桩号（管）0+087.188m处为钢板衬砌起点。

压力管道最大设计水头43.60m，最大流量35m3/s，属于“小水头、大流量”引水电站，根据锅炉公式计算得板厚不足10mm，但考虑大管径的刚度等因素，最终取得板厚值。

4. 泄水建筑物布置设计

狮泉河水电站泄水建筑物按二级建筑物泄洪标准设计，设计洪水（P=1%）283m3/s，校核洪水（P=0.01%+△Q）637m3/s。电站大坝系粘土心墙土石坝，根据《土石坝设计规范》，宜设置开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物，以提高土石坝泄洪超载能力及运用可靠度。故本工程设置开敞式溢洪道作为主要泄洪建筑物，并利用前期施工导流明渠改为泄洪底孔联合承担泄洪放空任务。

泄水建筑物布置在土石坝右坝肩、引水建筑物右侧，出水口在尾水出口下游。泄槽

轴线方位N70E，分为进口塔段、坝下泄水廊道段、坝后开敞段三部分。

进口塔与引水建筑物共用，塔前沿距坝轴线约46m，从左至右依次布置引水道进口、放空底孔进口、溢洪道进口。塔顶宽22.80m，长16.85m，塔底长30.935m，末端沉陷缝，缝中设止水。进口塔及坝下廊道基础为长石石英砂岩、砂质页岩相间互层，承载力满足要求，且谷坡岩层反倾坡内，整体较稳定。但岩性软硬相间，层内中小断层和层间挤压破碎带较发育，地基均一性较差，进口塔的塔基全面采用固结灌浆，灌浆孔呈梅花型布置，间距3m，孔深6m。进口塔右侧设置与塔顶同高的混凝土挡墙，挡墙顶宽7.00m，长25.285m，中间设一道沉降缝，挡墙内设储门槽；挡墙后用砂砾石回填至坝顶高程4318.0m，作为塔顶工作平台对外交通公路。坝下廊道段、明渠段基础岩石比较破碎，属于Ⅳ类围岩，对基础进行固结灌浆，固结灌浆孔按梅花型布置，间排距为3m×3m，孔深6m。泄水廊道及开敞段底板混凝土厚2m，垂直水流方向设温度缝，缝间距10m，缝间设止水。在缝下设横向反滤排水软管Φ100，再与纵向反滤排水软管连通排到下游。

（1）溢洪道布置

溢洪道为开敞式，担负主要泄洪任务，由溢流堰、泄槽段、出口消能段三部分组成。其进口位于进口塔靠山侧，全长213.612m，方位N70E。堰顶高程4309.0m，进口净宽6m。

A、进水口

电站校核洪水位时，堰顶大水头H max为8.26m，为减少堰顶可能出现的负压，不致发生破坏性空蚀和振动，定型设计水头H3取H3=0.78 H max =6.5m。选定的堰面曲线为：Y=0.10186X1.85。溢流堰柱号（泄）0+004.570m处设平板检修门，塔顶4318.00m高程安设移动式启闭机，与放空底孔、引水道检修门共用；工作门采用弧形门，采用固定式启闭机，启闭机排架设于塔顶，由上、下游柱、启闭机大梁及联系梁组成，启闭机平台高程4321.00。

B、泄槽段

泄槽段分泄水廊道段与开敞段两部分，泄槽底坡i=0.05。泄水廊道段长57.835m，断面为城门洞型，宽×高为4m×5.5m，直墙高4.5m，顶拱半径2.5m，中心角106.260，上覆混凝土厚1.5m。开敞段长95.98m，过流断面为矩形断面，底宽4m，边墙高7m。

C、出口消能段

溢洪道采用挑流消能，起挑桩号（泄）0+184.79m，起挑高程为4287.0m，挑角18°，反弧半径70m，挑坎曲面末点桩号（泄）0+207.612m，后接I=tg18°的斜面，中心线上挑坎末端高程4291.55m。为避免水流直冲泄槽下游右岸大规模洪坡积体，右边墙在挑坎

段采用圆弧转弯将水流撒向河床侧；左边墙留溢水缺口，解决小流量出流问题。

（2）放空底孔布置

放空底孔系由施工导流洞后期改建而成，洪水期配合启用泄洪，检修水库时有放空水库功能。

A、进水口

放空底孔进水口位于进口塔中下部，底板高程4290.2m，喇叭口尺寸7.6m×7.67m （宽×高）。进口采用四向收缩，上缘与两侧采用部分椭圆曲线，进口底板采用圆弧连接，半径1m。进口桩号（泄）0+004.575m处设平板检修闸门；弧形工作闸门孔口尺寸5m×4m（宽×高），距检修门槽5m，启闭机室设在塔身内，平台高程为4314.30m，通过爬梯上到塔顶。

B、泄段槽

泄槽段分泄水廊道段与开敞段两部分，泄槽底坡i=0.02。泄水廊道长约60.5m，断面为城门洞型，尺寸5m×6m(宽×高)，直墙高5m，顶拱半径R=3.625m，中心角87.206°，上覆混凝土厚1.5m。开敞段长91.0m，过流断面为矩形断面，断面底宽5m，边墙高度6m~7m。

C、出口消能段

放空底孔采用挑流消能，起挑点桩号（泄）0+182.591m，高程4287.0m，挑坎挑角20°，反弧半径R=50m，挑坎曲面后接i=tg20°的斜面挑坎末端中心线处高程为4291.47m。左边墙留5m长溢流缺口，以利小流量出槽。

5. 水力学模型试验

根据本工程推荐的泄水建筑物布置方案，通过水工模型试验，对泄水建筑物的设计进行了验证和进一步优化，模型试验成果表明，泄水建筑物的泄流能力满足设计要求，泄水建筑物出口体型调整后水流归槽较好，并且避开了对下游洪坡积体的直接冲刷。6. 结语

在狮泉河水电站枢纽布置设计中，结合本工程堤坝式开发的特点，引水、泄水建筑物的布置均采用坝下廊道穿过置于岩基上的基础混凝土，为防止坝下廊道与土石坝之间形成渗漏通道，在坝下廊道上布置了高塑性粘土，并在施工过程中严格要求，从目前看大坝已经蓄水半年，此部位未出现渗漏点；通过水利学模型试验验证，引水、泄水建筑物的布置是合理的。

(致谢：本文得到了成都院副总工程师胡克让教授级高级工程师的指导，在此特表感谢！)

水利水电工程建筑物期末答案

简答题 1．简述水工建筑物的特点。 答：水利工程的水利水电工程建筑物与一般的工业与民用建筑物相比，除了工程量大、投资多、工期长之外，还具有以下几方面的特点：⑴工作条件的复杂性；⑵设计选型的独特性；⑶施工建造的艰巨性；⑷工程效益的显著性；⑸环境影响的多面性；⑹失事后的严重性。 2．何为水利枢纽? 何为水工建筑物? 答：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的建筑物，用来控制和支配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体，称为水利枢纽。 3．水工建筑物按其作用分为哪几种类型? 答：⑴挡水建筑物；⑵泄水建筑物；⑶输水建筑物；⑷取（引）水建筑物；⑸整治建筑物；⑹专门建筑物。 4．水利水电工程建设程序一般分为几个阶段？ 答：水利工程建设程序一般分为：项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备（包括招标设计）、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等阶段。 5．为什么要对水利枢纽及水工建筑物进行分等分级？如何进行分等分级？ 答：水利工程建设应高度重视工程安全问题，但是由于工程规模不同，对国民经济和人民生活的影响程度也不同，过分地强调工程安全，势必加大工程投资，造成不必要的经济损失。因此必须妥善解决工程安全和经济之间的矛盾。为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。即首先按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的作用进行分等，然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级。 水利水电枢纽工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等；枢纽中的水工建筑物按其所属枢纽工程的等别及其在工程中的作用和重要性分为五等。 1.提高重力坝抗滑稳定的工程措施有那些？ ⑴利用水重；⑵将坝基面开挖成倾向上游的余面，借以增加抗滑力，提高稳定性；⑶设置齿墙；⑷抽水措施；⑸加固地基；⑹横缝灌浆；⑺预应力锚固措施。 2．重力坝应力分析中材料力学法的基本假设有那些？ ⑴坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料；⑵视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力；⑶假定坝体水平截面上的正应力σy按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。 3．简述重力坝剖面设计包括的主要工作内容。 ⑴拟定剖面尺寸；⑵稳定分析；⑶应力分析；⑷确定设计剖面；⑸构造设计；⑹地基处理。 4．重力坝地基处理时，进行帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么? 固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度；降低地基的透水性。帷幕灌浆的目的是降低坝底渗透压力；防止坝基内产生机械或化学管涌；减少坝基和绕坝渗透流量。 1.拱坝的工作原理与重力坝有何不同？ 拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面呈竖直的或向上游凸出的曲线形，坝体结构既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷载大部分通过拱的作用传给两岸岩体，小部分通过梁的作用传至坝底基岩，坝体的稳定主要依靠两岸拱端岩体来支承，并不是靠坝体自重来维持，是一种经济和安全性均很优越的坝型。与其他坝型比较，具有如下一些特点：⑴利用拱结构特点，充分利用材料强度。⑵利用两岸岩体维持稳定。⑶超载能力强，安全度高。⑷抗震性能好。⑸荷载特点。⑹坝身泄流布置复杂。 2.温度荷载对拱坝的应力和稳定有何影响？ 拱坝是高次超静定结构，温度变化对坝体变形和应力都有较大影响。温度荷载的大小与封拱温度有关，封拱温度的高低对温度荷载的影响很大。封拱前拱坝的温度应力问题属于单独浇注块的温度问题，与重力坝相同；封拱后，拱坝形成整体，当坝体温度高于封拱的温度时，即温度升高，拱圈伸长并向上游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相反，但轴力方向相同。当坝体温度低于封拱温度时，即温度降低，拱圈收缩并向下游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相同，但轴力方向相反。因此一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。 3.拱坝应力分析中拱梁分载法的基本原理是什么？ 拱梁分载法是当前用于拱坝应力分析的基本方法，它把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所组成，荷载由拱和梁共同承担，各承担多少荷载由拱梁交点处变位一致条件决定。荷载分配后，梁按静定结构计算应力，拱按纯拱法计算应力。确定拱梁荷载分配的方法可以用试载法，也可以用计算机求解联立方程组代替试算。

水电站建筑物课程设计模板

工程概况和基本资料 一、工程概况 密云水库库区跨越潮、白两河，地处密云县城以北20km，两条河在密云县城以南约10km 处汇合成潮白河。 潮河和白河的最低分水岭在金沟，高程为130m，潮河水库和白河水库在金沟连通，库水位在130m高程以上合成一个水库——密云水库。河流多年平均流量50.5m3/s。 密云水库是以防洪及工农业供水为主要任务，兼有发电效益的综合利用水利工程。 水库各特征水位如下： 死水位：▽126.0m 正常高水位：▽157.50m 设计洪水位：▽158.20m 校核洪水位：▽159.50m 坝顶高程：▽160.00m 主要建筑物包括： （1）挡水建筑物 有白河、潮河主坝两座及副坝五处，为碾压式粘土斜墙土坝，最大坝高为白河主坝，高66.4m，潮河主坝高56m，各副坝高15.7m～39m不等。 （2）泄水建筑物 ①溢洪道： 有潮河左岸第一、第二溢洪道。第一溢洪道为正常溢洪道，底部高程▽140m，宣泄超过100年一遇的洪水，为5孔带胸墙式河岸溢洪道。第二溢洪道为非常溢洪道，与第一溢洪道配合，宣泄1000年洪水，底部高程▽148.5m，为5孔开敞式河岸溢洪道。 ②隧洞： a.白河左岸发电隧洞，用作发电供水和下游工农业供水，并在调压井上游设泄水支洞，用以宣泄10000年一遇特大洪水。进水塔进口底部高程为▽116.0m，洞径6m，洞长416m，底坡i=1/400，调压室为圆筒式，内径17.14m，调压室后接2根埋藏式压力管道，管径5.5m，管长125m。 b.潮河发电泄水隧洞，任务是施工导流，发电、灌溉、供水和泄水。 c.走马庄放空隧洞，只有在1000年一遇洪水时参加泄洪，平时不用，主要任务是紧急放空。 ③坝下廊道：

泄水建筑物高速水流设计复习题及答案

《泄水建筑物高速水流设计》复习题 第一章 一、填空题 1、高速水流的研究可采用以下四种方法理论分析、试验研究、数值计算、原型观测。 二、名词解释 高速水流:如果水流运动速度足够高，以至于水流紊动强烈和剧烈掺气，并可能导致空蚀破坏、结构振动、局部区域雾流强降雨、急流冲击波及滚波等现象的单独或综合出现，此时的水流称为高速水流。 1 2 3 4 1 2 3 4 5 动壁压与强紊流情况下的脉动壁压两种。 二、名词解释 均匀紊流：均匀紊流要求所有紊动特征量不随空间位置而变，也即任何紊动特征量的平均值及其空间导数在坐标作任何平移变换时不变。 自由切变紊流：自由切变紊流指的是固体边壁对紊动特性不发生直接影响的紊流，如射流、尾流及混合层等。 边壁切变紊流：边壁切变紊流指的是固体边壁对紊动特性有直接影响的紊流，包括流体绕固体边界的流动及流体在固体边界之间的流动两种。 脉动壁压：脉动壁压是作用在结构壁(表)面上紊流脉动压强的简称。 三、问答题

1、高速水流的紊动有哪些特征，请简要说明。 答：高速水流的紊动既具有一般紊流运动的特征，如随机性、大雷诺数，同时在能量耗损与扩散性等方面也有其自身的特点，具体反映在如下几个方面：（1）能量耗损（2）动水荷载（3）两相紊流 2、紊流模型有哪些 答：雷诺应力模式(RSM)、代数应力模式(ASM)、K-ε两方程模式和紊流半经验理论 3、用于描述紊流随机场的低阶统计量有哪些 答：①均值；③均方值(包括均方根值)；③概率密度函数；④相关函数；⑤谱密度函数。4、水利水电中的脉动壁压研究主要集中在哪些方面 答：(1)脉动壁压的形成机理；(2)高速水流单点脉动壁压统计特性；(3)高速水流脉动壁压 等)、或水流流态突变(竖井溢洪道、水跃等)、或水流碰撞与交汇，由此而形成的掺气水流称 为强迫掺气水流。 气泡上升终速：气泡在水流中由静止状态而上升时，在初始阶段处于加速状态，但随着速度的增加，气泡所受阻力也相应增加，最终当气泡所受阻力与浮力相平衡时，气泡将匀速上升，此时气泡上升速度称为气泡上升终速。 三、问答题 1、水流掺气对水利工程有哪些影响 答： (1)泄水建筑物过流边界附近掺气可以减免空蚀破坏。已有研究成果表明，当水流中掺

水电站厂房课程设计西华(DOC)

课程设计报告 （理工类） 课程名称: 水电站建筑物课程设计 课程代码: 8511961 学院(直属系): 能源与环境学院 年级/专业/班: 2010级/水利水电工程/2班 学生姓名: 学号: 332010********* 实验总成绩: 任课教师: 杨耀 开课学院: 能源与环境学院

水电站厂房课程设计任务书 西华大学能源与环境学院 2012年5月 一、课程设计的目的

课程设计是以工程实例为题，由学生独立思考，灵活应用有关的布置原则和要点，自己动手布置厂房，从而巩固和加深厂房部分的理论知识，并进一步培养学生的计算、制图和应用技术资料的技能。 二、课程设计的内容与要求 设计的内容概括地说，就是在给定工程枢纽布置和厂区位置的前提下，利用现有资料进行厂房布置设计。 具体内容包括： 1．确定主厂房的轮廓尺寸； 确定厂房轮廓尺寸时有关机组和设备的尺寸可由给定的基本数据查找或查阅有关的工具书。 2．绘出蜗壳与尾水管单线图，拟定转轮流道、座环等尺寸； 3．选择厂房起重设备； 4．进行厂区布置； 厂区布置可在地形图上绘出，要求至少拟定两个方案进行比较后，确定一个方案。 5．进行厂房布置； 厂房布置的具体内容包括主、副厂房的布置和对厂房结构布置的考虑，说明如下： ①在布置主、副厂房的同时，对厂房的结构布置一定要有考虑，包括： a．主厂房的分缝 b．一、二期混凝土的划分 c．止水的设置 d．下部块体结构的布置，包括机墩、蜗壳混凝土、尾水管的结构型式、尾水闸墩、上下游墙等的结构布置，在下部块体中要设哪些工作孔道，在什么位置等。 e．上部结构布置，包括主厂房构架、屋顶结构、吊车梁、发电机层板梁柱等。 ②厂房机电设备的布置，主要包括以下五个方面的布置： a．电站主接线图规定的一次回路系统线路怎么走，发电机引出线，引出后如何经低压配电装置进主变，是否设置母线道？ b．水轮机调速系统布置在上游还是下游？相应的操作柜和机旁盘怎么布置？ c. 主厂房内各层都布置那些设备？ d. 厂内起重设备如何布置？如机组检修、主变检修，蝶阀吊装等。 e. 厂内交通如何安排？ 主机间和主厂房各层的通道，发电机层至水轮机层的楼梯，主副厂房之间如何相通？如何上吊车操作室？下部块体结构的各工作孔道如何与厂内交通相连？ ③副厂房的布置及参考面积（m2）

泄水建筑物溢洪道设计

第六章河岸溢洪道 教学要求：了解溢洪道作用和工作特点，掌握溢洪道设计的基本步骤和方法，熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。 第一节概述 在水利枢纽中，必需设置泄水建筑物。溢洪道是一种最常见的泄水建筑物，用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流，以满足安全和其他要求而修建的建筑物。 溢洪道可以与坝体结合在一起，也可以设在坝体以外。混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪，如各种溢流坝。此时，坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物，枢纽布置紧凑、管理集中，这种布置一般是经济合理的。但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝，一般不容许从坝身溢流或大量泄流；或当河谷狭窄而泄流量大，难于经混凝土坝泄放全部洪水时，需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道（通常称河岸溢洪道）或开挖泄水隧洞。 河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物，适用范围很广，除了以上情况外，还有：

（1）坝型虽适于布置坝身泄水道，但由于其他条件的影响，仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是：①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时；②为布置水电站厂房于坝后，不容许同时布置坝身泄水道时；③水库有排沙要求，而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时（如三门峡水库，除底孔外，又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞）。 （2）虽完全可以布置坝身泄水道，但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时，也会用坝外泄水建筑物。如：①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件，如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外，还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞；②施工期已有导流隧洞，结合作为运用期泄水道并无困难时。 岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分为正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。 正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道，但采用这种布置是有条件的，应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定，主溢洪道宣泄常遇洪水，常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。非常溢洪道在稀遇洪水时才启用，因此运行机会少，可采用较简易的结构，以获得全面、综合的经济效益。

水电站建筑物课程设计

目录 摘要 (3) 第一章工程概况及基本资料 (4) 第二章厂区枢纽平面布置 (5) 第三章主厂房设计 主厂房的平面设计 (6) 主厂房的平面布置 (6) 主厂房立面设计 (6) 主厂房剖面 (6) 第四章副厂房设计 副厂房的布置设计 (8) 副厂房长度和度 (8) 第五章交通设计 (8) 附录一参考资料 (9)

摘要： 随着仁怀白酒产业的不断壮大，电力供应已经跟不上企业日愈增长的需要。需要大量的电能延续仁怀的持续高速发展。修建火电厂，对坏境影响大，且仁怀境内煤炭资源少；仁怀位于赤水河中游，水能资源丰富，且水电站对环境的影响相对较小，特在仁怀境内五马河上修筑水电站。 水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转化为电能的综合场所，厂房中安装水轮机、水轮发电机和各种辅助设备。通过能量转换，水轮发电机发出电能，经变压器、开关站到呢个输入电网，送往用户。所以说，水电站厂房是水（水工）、机（机械）、电（电气）的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所，其任务是满足主、辅设备及其联络的线、缆和管道布置的要求与安装、运行、维护的需要，保证发电质量；为运行人员创造良好的工作条件；以美观的建筑物造型协调与美化自然环境。 水电站厂房的布置设计包括平面布置、剖面设计、立面设计三个部分。本次布置设计是针对五马河第五级电站，属于小型电站。设计中，根据当地的工程概况和基本资料，进行了水电站厂区枢纽的合理布置；确定出了厂房的各项主要高程和主要尺寸；对主厂房进行了剖面设计、平面设计及立面设计；并且绘制出沿机组中心线的主副厂房横剖面图、主机间和安装间以及副厂房的综合平面图、下游立面图、厂区枢纽布置简图。

发电引水隧洞设计计算书

编号：SG-隧洞-01 工程名称：xxx电站工程 设计阶段：施工图设计 发电引水隧洞设计计算书{ 签名日期 审查： 校核： < 计算： ^

目录 1 引言 (3) " 2 设计依据文件和规范 (4) 有关本工程的文件 (4) 主要设计规范 (4) 主要参考资料 (4) 3 设计基本资料 (5) 工程等别与建筑物级别 (5) 洪水标准 (5) 地震烈度 (5) 】 工程地质及水文地质资料 (5) 取水口水位流量及泥沙含量 (5) 风速、风向 (5) 4 隧洞线路布置设计 (6) 洞线平面布置 (6) 洞线纵、横剖面布置 (6) 5 隧洞水力学计算 (9) 洞身段过流能力 (9) 、 正常运用情况隧洞水面线计算 (10) 设计洪水情况隧洞水力学计算 (16) 非常运用情况（校核洪水）隧洞水力学计算 (20) 6 结构计算 (23) 计算程序与方法 (23) 有关的计算系数 (23) 计算工况和荷载组合 (23) 桩号0+000～0+060段结构与配筋计算成果 (24) } 7 工程量计算 (37) 桩号0+000～0+060段 (37) 桩号0+060～0+070段 (38) 桩号0+070～0+120段 (38) 桩号0+120～0+450段 (39) 工程量汇总 (39) 8 本次设计方案与XXX方案工程量、投资、发电量比较 (39) XXX方案正常运行情况水面线计算 (39) · 工程量及投资比较表 (40)

发电量比较 (41) 9 隧洞取水口与出口压力前池设计方案的初步考虑 (43) 隧洞取水口 (43) 压力前池 (43) 1 引言 xx水电站位于xx县境内的舞阳河中下游河段上，工程任务以发电为主。电站装机容量2×3200kW，年发电量3455万kW·h。发电无压隧洞长450m，引水流量57m3/s。 。 xx电站工程原由xxx院（以下简称xxx院）设计，2004年8月，受业主单位委托，由本项目组承担该工程发电引水系统和厂房枢纽工程的施工图设计。 根据xxx设计，xx电站水库正常蓄水位412m，大坝采用水力自控翻板闸坝，闸门坝段总长120m，固定坝堰顶高程407m，闸门高度5m，单扇宽度10m，共12扇。发电引水系统布置于右岸，设计引用流量57m3/s。发电引水隧洞后接压力前池，压力前池直接接厂房（相当于河床式厂房）。发电引水隧洞采用无压隧洞，按自动调节渠道设计（即前池未设溢流堰）。隧洞洞长L=450m，底坡i=1/2000，进口洞底高程，出口洞底高程。隧洞断面型式采用圆拱直墙型（城门洞型），衬砌后断面尺寸为B×H=×（直墙高度）。隧洞进口未设检修闸门。 上述发电引水系统布置存在的主要问题：隧洞进口未设拦污栅和检修闸门，闸坝固定坝堰顶高程407m，隧洞进口高程，即隧洞底板比固定坝堰顶低，隧洞无检修维护条件。 目前发电引水隧洞已按照xxx的设计完成了隧洞0+000～0+120段的开挖施工，通过对施工单位实测的隧洞断面资料（0+000～0+085）复核，隧洞平均开挖宽度为7m，平均开挖高度，隧洞洞底开挖高程。 经征询业主意见，本次设计维持无压隧洞方案，但结合本工程实际情况，本次设计对发电引水系统进行了优化设计：⑴隧洞进口设拦污栅和平板检修闸门； ⑵根据57m3/s的设计引用流量对未开挖段隧洞断面进行优化调整。

水电站建筑物,有压引水水力计算说课讲解

水电站建筑物,有压引水水力计算

《水电站建筑物》课程设计有压引水系统水力计算 设 计 计 算 书 姓名 专业 学号 指导教师 时间

目录 第一部分设计课题 (3) 1.设计内容 (3) 2.设计目的 (3) 第二部分设计资料及要求 (4) 1.设计资料 (4) 2.设计要求 (5) 第三部分调压井稳定断面计算 (6) 1.引水系统水头损失 (6) 2.引水道有效断面 (8) 3.稳定断面计算 (8) 第四部分调压井水位波动计算 (10) 1.最高涌波水位 (10) 2.最低涌波水位 (13) 第五部分调节保证计算 (15) 1.水锤计算 (15) 2.转速相对升高值 (19) 第六部分附录 (21) 1.附图 (21) 2.参考文献 (21)

第一部分设计课题 1.1 课程设计内容 对某水电站有压引水系统水力计算 1.2 课程设计目的 通过课程设计进一步巩固所学的理论知识，使理论与工程实际紧密结合。提高学生分析问题和解决实际问题的能力，计算能力和绘图能力。

第二部分 设计资料及要求 2.1 设计资料 某电站是MT 河梯级电站的第四级。坝址以上控制流域面积23622Km ，多年平均流量44.9s m /3，由于河流坡降较大，电站采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高(包括基础拱桥)54.8m 。水库为日调节，校核洪水位1097.35m ，相应尾水位1041.32m ；正常蓄水位1092.0m ，相应尾水位1028.5m ；死水位1082.0m ，最低尾水位1026.6m 。总库容m H m p 58,1070734=?，m H m H 4.53,4.65,min max ==。装机容量kw 4105.13??，保证出力kw 41007.1?，多年平均发电量h kw .1061.18?。 该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成，电站平面布置及纵断面图如图所示（指导书图1，图2） 隧洞断面采用直径为5.5 m 的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5 m 渐变至5 .0m ，锥管段长5.0m ，下接压力钢管。隧洞底坡取0.005,全长500.3m ，其中进水口部分长25.7m,进口转弯段长25.595m, 锥管段长为5 m 。 水轮机型号为HL211—LJ —225，阀门从全开到全关的时间为7s ，其中有效关闭时间s T s 68.4=。机组额定转速m in /3.2140r n =，飞轮力矩22.10124m KN GD =。蜗壳长度s m L m L /66.165V .40.202==蜗蜗蜗，，尾水管长度s m L m L /697.3V .16.22 ==尾尾尾，。转轮出口直径 m m 94.1H 2.44D s 2-==，。经核算，当上游为正常蓄水位，下游为正常尾水位，三台机满发电，糙率n 取平均值，则通过水轮机的流量为96.9s m /3，当上游为死水位，下游为正常尾水位，三台机满发，饮水道糙率区最小值，压力管道糙率取最大值，则通过水轮机的流量为102s m /3。当上游为校核洪水位,下游为相应尾水位，电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000—0KW,则流量为63.6—0s m /3；丢荷幅度为45000—15000KW,则流量变幅为96.5—31.0s m /3。当上游为死水位，下游为正常尾水位时，若增荷幅度为30000—45000KW,则 流量变化为68.5—102.5s m /3；若丢荷幅度为30000—0KW,则 流量变化为67.5—0s m /3。 采用联合供水方式，两个卜形分岔管布置，主管直径5m ，支管直径3.4m,分岔角、2729?。从调压井中心至蝴蝶阀中心，全长

水电站课程设计水电站厂房设计

课程设计：水电站厂房设计 专业班级：12级水利水电工程卓越班姓名： 学号： 指导教师： 南昌工程学院水利与生态工程学院印制 2015——2016学年第一学期

南 昌 工 程 学 院 课程设计（论文）任务书 I 、课程设计(论文)题目：某水电站厂房课程设计 II 、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 一、设计原始资料 （一）工程概况 图1为某水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县办骨干电站。采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m ，坝址以上控制流域面积564k ㎡，占全流域面积的75.3%，多年平均流量为s m /6.173水库总库容为3 810783.2m ?，属多年调节。 图1 厂房为坝后式，安装3台8000KW 机组，总装机容量KW 4104.2?，保证出力5500KW ，多年平均发电量h KW ??4107260，年利用小时3025h ，在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。 在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等

多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。隧洞直径为5.2m 。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径4.6m ，然后以三根m 2Φ的钢支管与机组相连。 本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。 （二）水电站厂房主要设备 1、水轮机和发电机 电站最大水头m H 3.64max =，加权平均水头m H cp 63.59=，最小水头m H 02.38min =。按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。水轮机型号为140220--LJ HL ，单机额定 出力为KW 8333，该机组适用m H 65max =，m H 38min =m H p 58=，额定流量35.16m /s ， 和电站水头范围比较匹配。发电机型号为3300/168000-SF ，单机额定出力KW 8000（悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。水轮机导叶0b 为0.35m 。水轮机带轴长3.74m ，发电机转子带轴长4.785m.。一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为100.1 m 。 2、调速器：选用3500-YDT 型电气液压式 3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀 4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重37.5t ，结合厂房布置要求。选用起重机跨度m L k 12=，主副钩最大起升高度分别为20m 和22m ，主钩最高位置至轨顶距离为0.911m ，小车高度2.723m 。厂房屋顶结构厚度为2.456 m 。 二、设计技术要求 厂房课程设计重点是主厂房内部主要设备和结构的布置，以及轮廓尺寸的决定。设计图应符合工程图纸的要求，说明书应能说明设计内容，文字通顺、整洁。 III 、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 一、工作内容 水电站厂房课程设计要求学生根据所给任务书，利用所给的资料，完成下列工作： 1、用简略的方法选择厂房的主要和辅助设备。 2、进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺寸。 3、绘制设计图纸(至少要有一平一立两张图纸)和编写设计计算书和说明书。 二、完成时间 本课程设计2周，具体安排大致如下（供参考）： 1、设计布置，了解设计任务书及熟悉原始资料 1天 2、进行厂房布置设计，并布置草图 6天 3、绘厂房布置图（可用计算机绘制）及整理编写计算书和说明书 3天 Ⅳ 主 要参考资料： 《水电站厂房设计规范 SL 266-2014 替代SL266-2001 中华人民共和国水利部 编 中国水利水电出版社 2014》 《DLT5186-2004水力发电厂机电设计规范》 《水力机械（第2版）金钟元 编 中国水利水电出版社 1992》

水工建筑物——泄水建筑物知识系列(1).doc

水工建筑物——泄水建筑物知识系列（1）- 1.什么叫泄水建筑物？它有几种型式？ 在水利工程枢纽中，用来泄放水的水工建筑物称为泄水建筑物。其型式有岸边溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞及坝下涵洞四种型式。 2.岸边溢洪道主要有几种型式？ 岸边溢洪道主要有以下三种型式： （1）正槽溢洪道：溢洪道的泄槽与溢流堰轴线正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致。 （2）侧槽溢洪道：溢流堰设在泄槽一侧，溢流堰轴线与泄槽大致平行。 （3）井式溢洪道：进水口在平面上为一环形的溢流堰，水流过堰后，经竖井和隧洞流向下游。 3. 溢洪道由哪几部分组成？ 溢洪道从上游水库到下游河道通常由引水段、控制段、泄水槽、消能设施和尾水渠五个部分组成。 4.溢流堰有哪几种型式？它们的特点是什么？ 溢流堰纵断面一般有实用堰和宽顶堰两种基本型式。实用堰的流量系数较大，但结构比宽顶堰复杂，当堰口狭窄、地面高程较低，或地面高程虽较高，但开挖容易且方量不大时可以采用。宽顶堰的流量系数较实用堰小，但施工简单，当地面较高，开挖方量大且开挖比较困难时，采用这种堰型可以减小一些开挖量。 5.为什么溢洪道进D要设计成喇叭形状？ 溢洪道进口设计成喇叭形状的主要目的是使水流平稳均匀地流向溢洪堰，防止发生漩涡或横向水流，降低局部水头损失，

提高溢洪道的泄洪能力。 6.溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因是什么？ 溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因有以下几方面： （l）衬砌表面不平整，特别是横向接缝处下游块有升坎。 （2）接缝止水不良，施工质量差。 （3）地基处理不好，衬砌与地基接触不良。 （4）衬砌底板下排水不畅。 以上因素都将导致底板下产生很大的扬压力和动水压力，以致使底板被掀起破坏。 7.为什么溢洪道下游容易引起冲刷破坏？ 从溢洪道下泄的水流，流速很高，单宽流量大，在泄水槽末端集中了很大的能量。因此，末端必须设置消能设施。在实际中，很多工程因消能设施考虑不当，高速水流与下游河道的正常水流不能妥善衔接，能量没有完全消除，致使下游河床和岸坡遭受冲刷破坏，危及大坝和溢洪道自身的安全。 8.为什么要在溢洪道陡槽段底板设置排水设施？ 为了排除地基渗水，减小衬砌所受的扬压力，须在衬砌层下面设置排水系统，排水系统必须确保畅通。排水系统由若干道横向排水沟和几道纵向排水沟所组成。 9.泄水建筑物的消能措施有几种类型？ 泄水建筑物的消能措施，大至可分为三种类型： （l）底流式消能。 （2）挑流式消能。 （3）面流式消能。 此外，还可以将上述基本的消能结合起来应用。 10.底流消能的原理是什么？

水电站厂房课程设计西华精选文档

水电站厂房课程设计西 华精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

课程设计报告 （理工类） 课程名称: 水电站建筑物课程设计 课程代码: 8511961 学院(直属系): 能源与环境学院 年级/专业/班: 2010级/水利水电工程/2班 学生姓名: 学号: 3320 实验总成绩:

任课教师: 杨耀 开课学院: 能源与环境学院 水电站厂房课程设计任务书 西华大学能源与环境学院 2012年5月 一、课程设计的目的 课程设计是以工程实例为题，由学生独立思考，灵活应用有关的布置原则和要点，自己动手布置厂房，从而巩固和加深厂房部分的理论知识，并进一步培养学生的计算、制图和应用技术资料的技能。 二、课程设计的内容与要求 设计的内容概括地说，就是在给定工程枢纽布置和厂区位置的前提下，利用现有资料进行厂房布置设计。 具体内容包括： 1．确定主厂房的轮廓尺寸；

确定厂房轮廓尺寸时有关机组和设备的尺寸可由给定的基本数据查找或查阅有关的工具书。 2．绘出蜗壳与尾水管单线图，拟定转轮流道、座环等尺寸； 3．选择厂房起重设备； 4．进行厂区布置； 厂区布置可在地形图上绘出，要求至少拟定两个方案进行比较后，确定一个方案。 5．进行厂房布置； 厂房布置的具体内容包括主、副厂房的布置和对厂房结构布置的考虑，说明如下： ①在布置主、副厂房的同时，对厂房的结构布置一定要有考虑，包括： a．主厂房的分缝 b．一、二期混凝土的划分 c．止水的设置 d．下部块体结构的布置，包括机墩、蜗壳混凝土、尾水管的结构型式、尾水闸墩、上下游墙等的结构布置，在下部块体中要设哪些工作孔道，在什么位置等。

第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能

第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 1、计算消力池池深和池长的设计流量一般选择 ( ) (1) 使池深和池长最大的流量 (2) 使池深和池长最小的流量 (3) 使池深最大而池长最小的流量 (4) 使池深最小而池长最大的流量 2、下面几种情况，哪一种情况不需做消能工 ( ) (1) h c02 ＞h t ； (2) h c02 ＜ h t ； (3) h c02 ＝ h t ； (4) 无法确定； (h t ：下游水深； h c02：临界水跃跃后水深 ) 3、从水跃发生的位置、水跃的稳定性以及消能效果综合考虑，底流消能的水跃流态以______________________________水跃为佳，必须避免出现_________________水跃 。 4、底流消能主要是通过_________来消耗水流的动能，底流消能水力计算的任务是确定_____________________。 5、某矩形断面渠道中有一泄洪闸，闸门为平面闸门。已知闸上游水深H = 5m ，下游水深 h t = 2.5m ，闸门开度 e = 2m ，垂向收缩系数 'ε= 0.6 ，流速系数 ?= 0.95 。试判别闸孔下游是否要做消能工。 (闸上游发生无离式水跃，要做消能工。) 6、设有一溢流坝，各部位的高程如下图所示。当下泄单宽流量 q =15 m 3 ／s 时，下游矩形断面河槽中的水深h t m =55.，坝趾收缩断面水深 h c0=0.86 m ，流量系数 m =0.49。(1)求坝顶全水头 H 0；(2)求坝前水流总比能 E 0；(3) 坝下游是否产生水跃 ？(4)判别坝下游是否要采取消能措施。 (1、m 65.3H 0=2、m 65.18E 0= ) 7、有一宽顶堰，如图所示。其堰前水深不变，当下游水深为 h t 时，堰下游为远离式水跃 ，问当下游水深逐渐增大时，水流情况如何变化？ 8、无闸门控制的溢流坎，下游坎高m 6P s =，单宽流量m s /m 8q 3?=时的流量系数45.0m =。用数解法求收缩断 面水深h 及临界水跃的跃后水深' 'C h 。

水电站课程设计

《水电站建筑物》课程设计BL电站计算说明书 姓名: 学号: 指导教师: 年月日

一、基本资料 1．1工程概况 根据某市供水和灌溉的需求，于X河的Y河口坝址修建BL水电站。该电站水库控制流域面积2085km2，坝址处多年平均径流量7.21×108m3。 水库属大(2)型，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。采用混合坝型，拟建一座坝后式水电站。电站尾水泄入灌溉渠道，结合工农业用水进行发电。 水电站厂房按3级建筑物设计，厂房经右岸坝下公路对外联系。 1．2设计的目的与任务 目的：通过本次课程设计，使学生将所学水电站基本知识加以系统化，能够运用基本理论知识解决实际工程问题，使学生在分析问题、理论计算、制图、编写说明书与计算书等方面得到锻炼，初步掌握水电站的设计步骤、方法、基本理论，为参加工作打下基础。 任务：进行水轮机选型与厂房布置设计。 1．3BL电站设计资料 气象资料： 该地区多年平均气温9.3℃，最低气温－35.8℃。最大风速北风21m/s。最大冰厚0.37m。地面冻结深度一般在1.1m左右。 水文资料： (1)水库特征水位与溢洪道泄量特征： （2 电站尾水渠出口即为灌溉渠道的渠首，渠底高程40.35m，渠顶高程45.90m，渠

道设计流量48.0m 3/s 。渠道加大流量53.0m 3/s 。 电站尾水渠水位流量关系表(Z ~Q )： (3)厂房地质资料 水库坝址系由变质岩、沙岩、熔岩及花岗岩类组成，坝址有一组北北西向断层，在厂房范围内有一小断层通过。 本地区地震基本烈度为Ⅶ度。厂房设计烈度为7度。 (4)水轮机选型的基本资料： 经水能计算，最终确定： １．电站最大水头H max ＝27.8m ； ２．加权平均水头H a ＝22.1m ； ３．设计水头H r ＝21.3m ； ４．电站正常运转时的最小水头H min ＝14.0m 。 ５．水电站总装机容量N f ＝6400kW ，考虑水电站运行及用水量变化规律，经方案比较，决定选用两台机组。发电机效率ηf ＝0.91。 二、 水轮机的选型 本水电站的最大水头H max =27.8m ，正常运转时最小水头H min =14.0m ，加权平均水头H a =22.1m ，设计水头H r =21.3m 。水电站总装机容量N f =6400kW ，设计装机台数2台，单机容量N y1=3200kW 。 2.1水轮机型号选择 根据该水电站的水头变化范围14.0~27.8m ，查《水电站（第三版）》，河海大学，刘启钊主编P 73表3-4水轮机系列型谱中查出合适的机型有HL240、HL310。选择HL240。 2.2 转轮直径的计算 转轮直径D 1按下式计算： m H H Q N D r 63.1%6.893.213.2140.181.93200 81.9r '1r 1=????= =η （2-1） 式中 N r ——水轮机的额定出力，3200kW ； H r ——水轮机的设计水头，21.3m ； '1Q ——原型水轮机单位流量，初步假定s /40.13'1'1m Q Q M ==； η ——与'1Q 相应的原型效率，假设为89.6%。 根据计算结果，D 1=1.63m ，应选择与之相近且偏大的轮转标称直径，但D 1=1.8m 相差太大，可近似取为D 1=1.6m 。

大工 秋《水工建筑物课程设计》

网络教育学院 《水工建筑物课程设计》 题目：某混凝土重力坝施工导流设计 学习中心：奥鹏直属学习中心 专业：水利水电工程 年级： 2012年秋季 学号： 学生： 指导教师： 某混凝土重力坝施工导流设计 1施工导流设计标准选择 施工导流建筑物级别的选定 该工程施工工期为2年，工程总库容为8 ，根据《水利水电工程施工组织设计规 10 范》SL303-2004，以及围堰工程规模，选定施工导流建筑物为4级。 施工导流设计洪水标准的选择 根据导流建筑物级别为4级和《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004，选定导流建筑物的洪水标准为：20年一遇（P=5%）。 施工导流时段选择 根据本工程的特征条件采用分段围堰法导流，中后期用临时底孔泄流来修建混凝土坝。由施工设计洪水成果表可得，当选定导流建筑物的洪水标准为20年一遇时，全年施工流量为996m/s,7月至次年4月施工时，流量为860m/s。9月至次年3月施工时，流量为235m/s。10月至次年3月施工时，流量为186m/s。10月至次年4月施工时，流量为252m/s。 若采用全年施工，流量太大，导流建筑物的工程量大。 7月至次年4月施工时，流量为860m/s，也过大，同时可能还在汛期，不利于施工，对导流建筑物要求也很高，同样不经济。 9月至次年3月施工时，流量为235m/s，施工期为7个月，流量小，对导流建筑物

要求相对要低一些，且经济。但是考虑到汛期的特点和坝基岸坡的开挖时间，在8月的时候有可能还在汛期，会影响施工进度。 10月至次年3月的时段内，流量虽然相比其他时段小，但是施工期过短，只有6个月，可能导致施工坝体工程不能按时达到渡汛高程，以至于影响整个工程的进度。 10月至次年4月这一时段，流量为252m/s，有7个月的低流量施工时间。9月份时汛期基本已过，此时可进行坝基和岸坡的开挖和部分围堰工程，10月初可下河截流，随后进行坝体混凝土浇筑，汛前完成溢流坝段的土建工程，汛期及汛后进行非溢流坝段的混凝土浇筑。次年9月进行左岸坡坝基开挖，并修筑二期围堰工程，利用布置在一期工程坝体内的底孔导流，9月下旬进行河床部分的基础开挖，10月初进行二期工程的坝体和厂房的混凝土浇筑。因此，选定施工导流时段为10月至次年4月。 由施工进度安排并考虑到工程特点，工程施工导流过程可分为：前期、后期、下闸蓄水三个阶段。前期，河水由束窄河床通过，进行第一期基坑内施工；后期，河水由导流底孔下泄，进行第二期基坑内施工；下闸蓄水后，坝体全面升高，可先由导流底孔下泄河水，底孔封堵以后，则河水由永久泄水建筑物下泄，也可部分或完全拦蓄在水库中，直到工程完建。 表1—3 施工设计洪水成果单位：m/s 施工导流设计流量 根据导流设计洪水标准和围堰施工分期，选定施工导流设计流量为Q=252m3/s。根据坝址水位—流量关系曲线，采用内插法得到Q=252 m3/s时的水位为86.20m，考虑到坡降，选择坝址处水位为86.50m。由下游水位流量关系曲线图可得，下游水位为86.10m。由于厂房工程结构复杂，一期工程量大，施工期长，围堰过水对工期及经济都影响较大，故一期导流标准选为洪水重现期10年；二期拦河坝结构相对较为简单，工程规模小，在一个枯水期可完成，故二期导流标准选为洪水重现期5年。 表1-4 坝址水位—流量关系曲线

引水建筑物 - 水电站

三、引水建筑物 1.渠道有哪几种断面型式？ 渠道断面型式一般采用梯形。当流量变化较大时，往往采用复式断面。衬砌的渠道也可采用短形、U 形、抛物线形断面，暗渠也 可采用圆形断面。 2.什么是渠道水力最优断面？ 当渠道的坡度、粗糙系数以及过水断面面积一定时，具有最大输水能力或具有最小湿周的过水断面称为水力最优断面。 3.什么是渠道的实用经济断面？ 对于常用的梯形渠道，按水力最佳断面设计的渠道断面往往是窄深式的。对土渠来说，这种窄深式渠道对施工是很不利的，不能达到经济的目的，在实际应用中有很大的局限性。为此，应求一个宽浅式的梯形断面，使其水深和底宽有一个较广的选择范围以适应各种情况的需要，而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求，这种断面称为实用经济断面。 4.影响渠道输水能力的因素有哪些？ 影响渠道输水能力的因素有边坡系数、糙率、底坡、底宽和渠道水深。 5.什么是渠道的不冲流速？ 挟带一定含沙量的水流通过渠道时，若渠床上的泥沙不致冲刷，这时的断面平均流速就称为渠道的不冲流速。 6.什么是渠道的不淤流通？ 在挟一百含沙量的渠道水流中，水流的挟沙能力若刚能挟运这定量的泥沙而不致淤积，这时的断面平均流速就称为渠道的不淤流速。 7.输水渠道交叉建筑物有哪些？ 当渠道与山谷、河流、公路或铁路交叉时，需要修交叉建筑物来跨越这些障碍，常见的交叉建筑物有渡槽、涵洞或涵管、倒虹吸管、无压隧洞、桥梁等。 8.对水电站引水渠道的基本要求是什么？ 对水电站渠道的基本要求如下：。 (l) 有足够的输水能力渠道要能随时输送水电站所需要的设计流量，并有适应此流量变化的能力。

(2) 水质符合要求要防止有害的污物及泥沙进入渠道，不仅在渠首要采取适当措施，更要防止渠道沿线上的污物及泥沙随暴雨涌入渠道，在渠末端是压力前地。压力前池的出口处，即为压力管道的进口处。该进口处还要再次采取拦污、防沙及排污措施。 (3) 运行安全可靠渠道在运行中要防止冲刷及淤积，渠道的渗漏要限制在一定的范围内，过大的渗漏不但会造成水量损失，而且可能影响渠道的安全。另外，要抑制渠中杂草生长，以减小渠道糙率，增加渠道输水能力。 9.什么叫水工隧洞？其作用是什么？ 在水利工程中为了输水或泄洪，常穿山开挖建成封闭式的输水道，称为水工隧洞。按其担负任务的不同，可分为放水隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用来由水库放出用于灌溉、发电和给水等所需的水量；泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水，泄放水电站尾水、为检修枢纽建筑物或因战备等的需要而放空水库以及排沙等。 10.水工隧洞的工作特点是什么？ 水工隧洞具有以下工作特点： (1) 为了控制流量和便于工程的检修，蓄水枢纽中的隧洞必须设置控制建筑物，用以安设工作闸门和检修闸门以及门门启闭设备等。 (2) 隧洞位于深水下，除承受较大的山岩压力(或土压力)外，还要承受高水压及高速水流的作用力。 (3) 隧洞是在岩层中开凿的，开凿后破坏了岩体的自然平衡状态，使得岩体可能产生变形和崩塌，因此，往往需要设置衬砌和临时支撑进行防护。 (4) 高水头无压泄水隧洞，要求体形设计得当，施工质量好，否则容易产生空蚀破坏，水流脉动也会引起闸门等的振动。 (5) 隧洞的断面较小，洞线较长，从开挖、衬砌到灌浆，工序多、干扰大。 11.水工隧洞的总体布置包括哪些内容？ (1) 根据枢纽任务，确定隧洞属专建专用，或是一洞多用。针对不同要求，结合地形和水流条件拟定进口的位置、高程和相应的布置。 (2) 在选定线路方案的基础上，根据地形、地质等条件，选择进口段的结构型式，确定闸门在隧洞中的布置。 (3) 确定洞身的纵向底坡和横断面的形状及尺寸。 (4) 根据地形、地质、尾水位和施工条件等确定出口位置和底板高程，选用适宜的消能方式。 12.隧洞洞线选择的一般原则和要求是什么？

水工建筑物思考题及答案共13页

水工建筑物思考题及答案 问题： 1．什么是水利水电工程枢纽？ 2．水工建筑物按其作用可分为几类？ 3．什么是挡水建筑物？ 4．水库有哪些特征水位及相应库容？ 5．拦水坝按形式可分为几种？ 6．土石坝的工作特点是什么？ 7．土石坝在设计、施工和运行中必须满足哪些要求？ 8．土石坝有几种类型？ 9.土石坝主要由哪几动分组成？它们各自的作用是什么? 10．土坝的渗透变形有几种主要形式？ 11.什么叫管涌？ 12．什么叫流土？ 13.什么叫接触冲刷？ 14．什么叫接融流土和接触管涌？ 15．重力坝的工作特点是什么？ 16．重力坝主要有几种型式？ 17．作用于重力坝上的荷载主要有哪些？ 答案： 1．什么是水利水电工程枢纽？ 为了满足防洪需求，获得发电、灌溉、供水、航行等方面的综合效益，需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物，用来控制和支配水流。这些建筑物通称为水工建筑物，而不同功能的水工建筑物组成的综合体称为水利水电工程枢纽。 2．水工建筑物按其作用可分为几类？ 水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取(进)水建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。 但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型。如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；水闸既能挡水，又可泄水，有时还作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物，等等。 3．什么是挡水建筑物？ 用于拦截江河水流，形成水库或空高上游水位的建筑物。如各种坝和水闸以及为抗御洪水或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。 4．水库有哪些特征水位及相应库容？

库容大小决定着水库调节径流的能力和它所能提供的效益。因此，确定水库特征水位及其相应库容是水利水电工程规划、设计的主要任务之一。 (1)死水位和死库容水库正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位，该水位以下的库容即死库容。除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不能动用这部分水库的水量。 (2)正常蓄水位和兴利库容水库正常运用情况下，为满足设计的兴利要求，在设计枯水年(或枯水段)开始供水时应蓄到的水位，称为正常蓄水位，又称设计兴利水位。该水位与死水位间的库容即兴利库容。正常蓄水位到死水位间的水库深度称为消落深度或工作深度。 (3)防洪限制水位水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。可根据洪水特性和防洪要求，对汛期不同时期分段拟定。 (4)防洪高水位和防洪库容当退下游防护对象的设计洪水位时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。该水位与防洪限制水位间的库容称为防洪库容。当防洪限制水位低于正常蓄水位时，防洪库容与兴利库容的部分库容是重叠的，可减小专用防洪库容，重叠部分称共用库容或重叠库容，在汛期是防洪库容的一部分，而在汛后则为兴利库容的一部分。 (5)设计洪水位和拦洪库容水库遇设计洪水，在坝前达到的最高水位称为设计洪水位。该水位与防洪限制水位间的库容称为拦洪库容。 (6)校核洪水位和调洪库容水库遇校核洪水，在坝前达到的最高水位称为校校洪水位。该水位与防洪限制水位间的库容称为调洪库容。 (7)总库容和有效库容校核供水位以下的全部库容称总库容。校核洪水位与死水位之间的库容称有效库容。 5．拦水坝按形式可分为几种？ 主要有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝和橡胶坝等。其中土石坝又可分为心墙坝、斜墙坝、堆石坝、均质坝等。 6．土石坝的工作特点是什么？ 土石坝是土坝与堆石坝的总称。土石坝历史悠久，在国内外广泛采用。其优点是：①就地取材；②结构简单，便于维修和加高、扩建；③对地质条件要求较低，能适应地基变形；④施工技术较简单，工序少，便于组织机械化快速施工；⑤有较丰富的修建经验。 其主要缺点在于：①坝身不能溢流，需另设溢洪道；②施工导流不如混凝土坝方便； ③粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。 7．土石坝在设计、施工和运行中必须满足哪些要求？ 土石坝坝体主要由散粒材料构成。为使其安全有效地发挥作用，在设计、施工和运行中必须满足以下各项要求： (1)不允许水流漫顶由于规划设计时对洪水估计偏低，致使溢洪道行洪断面偏小；或因坝顶高程不足，或水库控制运用不当等原因，都可导致坝顶漫水直至溃坝的严重事故。 (2)不发生危害性渗透变形水库蓄水后不仅在坝身和坝基内产生渗流，而且库水还会绕过坝端经两岸渗向下游，形成绕坝渗流。渗透水流不但损失水量，更重要的是在渗流逸出