水利水電工程分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)導(dǎo)則XXXX-XX-XX發(fā)布 1 33水溫計(jì)算及分層取水效果分析 5 3.2水庫(kù)水溫及出庫(kù)水溫計(jì)算 3.3分層取水效果分析 64分層取水型式與進(jìn)水口建筑物布置 7 74.2固定孔口式進(jìn)水口 84.3疊梁門式進(jìn)水口 4.4套筒式進(jìn)水口 95結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基處理 6水力設(shè)計(jì) 6.1水力計(jì)算 6.2模型試驗(yàn) 7金屬結(jié)構(gòu) 7.2攔污柵 8.1監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì) 8.2運(yùn)行管理 附錄A疊梁門頂和套筒式進(jìn)水口頂?shù)倪^流能力 20 1.0.1為適應(yīng)水利水電工程取水水溫控制需求，規(guī)范分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)，制定本導(dǎo)則。1.0.2本導(dǎo)則適用于水利水電工程分層取水的進(jìn)水口設(shè)計(jì)。1.0.3水庫(kù)的水溫存有分層現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)結(jié)合其對(duì)環(huán)境敏感目標(biāo)的影響，采取必要的分層取水措施。對(duì)取水水質(zhì)有不同需求時(shí)，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)的時(shí)空分布及其變化特征開展取水措施的專題研究。1.0.4分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1分層取水進(jìn)水口的建筑物級(jí)別應(yīng)符合SL252、DL5180有關(guān)規(guī)定。2分層取水進(jìn)水口的建筑物合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)符合SL654的有關(guān)規(guī)定。3分層取水進(jìn)水口的布置應(yīng)符合SL285、NB/T10858有關(guān)規(guī)定。4分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)應(yīng)收集相關(guān)地形地質(zhì)、水文氣象(氣溫、水溫、冰情等)泥沙、漂污物、水庫(kù)(河道)運(yùn)行等基本資料，以及環(huán)境敏感目標(biāo)對(duì)水溫、水質(zhì)的要求。5對(duì)于水庫(kù)水位變幅較大的大型或重要的工程，應(yīng)分別對(duì)采取分層取水設(shè)施前后的水庫(kù)水溫分布和取水水溫進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，論證分層取水設(shè)施的必要性、型式選擇及其效果。1.0.5分層取水為有壓引水系統(tǒng)的進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置充水和通氣設(shè)施。多泥沙、多污物或漂浮物河流以及嚴(yán)寒地區(qū)水利水電工程，還應(yīng)設(shè)置專門的防沙、防污、排漂及防冰建筑物或設(shè)施、設(shè)備。1.0.6分層進(jìn)水口設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、環(huán)境友好、技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，并積極慎重地采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備。1.0.7本導(dǎo)則主要引用以下標(biāo)準(zhǔn)。GB51247水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50265泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)SL74水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范SL155水工(常見)模型試驗(yàn)規(guī)程2.0.1水庫(kù)水溫watertemperatureofreservoir以溫度表示的水庫(kù)水體熱量時(shí)空分布特征。2.0.2水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)watertemperaturestructureofreservoir水庫(kù)水溫的時(shí)空分布及其變化特征。根據(jù)垂向水溫年內(nèi)分布特征，可分為分層型、混合型和過渡型三種結(jié)構(gòu)類型。2.0.3水庫(kù)水溫分層watertemperaturelaminationofreservoir受以年為周期的水溫、氣候規(guī)律性變化的影響，水庫(kù)沿水深方向呈現(xiàn)出具有相同周期特征的水溫分層現(xiàn)象。2.0.4分層型水庫(kù)thermallystratifiedreservoir全年中除冬季外的其他時(shí)段水溫隨深度的變化明顯，存在溫水層、溫躍層和深水層的多層水溫結(jié)構(gòu)，或者滯溫層分布不明顯但有明顯的溫躍層的水庫(kù)。2.0.5混合型水庫(kù)thermallymixedreservoir全年氣溫隨深度的變化較小，無明顯的深水層和溫躍層的水庫(kù)。2.0.6過渡型水庫(kù)thermallytransitivereservoir介于分層型和混合型之間，且年內(nèi)部分時(shí)段存在水溫分層現(xiàn)象的水庫(kù)。2.0.7出庫(kù)水溫outlettemperatureofreservoir庫(kù)水通過灌溉、供水、發(fā)電等進(jìn)水口至輸(引)水管(洞)出口或電站尾水的溫度。2.0.8分層取水進(jìn)水口layeredwaterintake從水庫(kù)中不同高程引取相應(yīng)出庫(kù)水溫水體的取水建筑物或取水設(shè)施。2.0.9固定孔口式進(jìn)水口multilevelfixingholeintake在不同高程設(shè)置多個(gè)固定進(jìn)水口引取相應(yīng)出庫(kù)水溫水體的取水建筑物。固定孔口式進(jìn)水口又常稱多層進(jìn)水口。2.0.10疊梁門式進(jìn)水口stoploggateintake在進(jìn)水口前端設(shè)置疊梁門引取相應(yīng)出庫(kù)水溫水體的取水建筑物。2.0.11翻板門式進(jìn)水口flapgateintake在進(jìn)水口前端設(shè)置多層翻板門，根據(jù)不同取水高程要求，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)高程門葉，以取到相應(yīng)出庫(kù)水溫水體的取水建筑物。2.0.12套筒式進(jìn)水口muffintake、retractableshaftintake在進(jìn)水口前端設(shè)置數(shù)節(jié)不同管徑套接的直立鋼圓筒，提拉圓筒以引取水相應(yīng)出庫(kù)水溫水體的取水建筑物和設(shè)施。2.0.13匯流豎井compoundshaft用于固定孔口進(jìn)水口的分層取水中，連通各層進(jìn)水口的豎井結(jié)構(gòu)，底部與引水道連接。2.0.14移動(dòng)泵站式取水口moviblepumpstationfetchingwater位置可適應(yīng)水位變化而變化的泵站式取水口。移動(dòng)泵站式取水又稱活動(dòng)泵站式取水，主要有浮船泵站取水和纜車式泵站取水兩種。3水溫計(jì)算及分層取水效果分析3.1.1水溫計(jì)算應(yīng)包括以下內(nèi)容：1開展基本資料收集與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。2判別水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)類型。3根據(jù)工程任務(wù)、規(guī)模以及水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)類型、環(huán)境敏感對(duì)象保護(hù)要求，合理選擇出庫(kù)水溫計(jì)算方法。4計(jì)算水庫(kù)水溫及進(jìn)水口出庫(kù)水溫。5分析工程擬采取的分層取水措施效果。3.1.2應(yīng)收集、整理和分析水文氣象、河流水溫、工程設(shè)計(jì)等基本資料。水文氣象、水溫資料應(yīng)具有代表性和可靠性，符合SL/T278有關(guān)規(guī)定?；举Y料不滿足水溫計(jì)算要求時(shí)，應(yīng)開展補(bǔ)充觀測(cè)或調(diào)查。3.1.3水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)類型宜依據(jù)SL278、NB/T35094、NB/T35053規(guī)定的有關(guān)方法判別為分層型水庫(kù)、過渡型水庫(kù)或混合型水庫(kù)。鄰近已建水庫(kù)特性相近且具有實(shí)測(cè)水溫資料時(shí)，可通過類比分析判別水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)。3.1.4判別為水溫分層型的水庫(kù)以及水溫分層時(shí)段環(huán)境敏感的過渡型水庫(kù)，應(yīng)開展水庫(kù)水溫和進(jìn)水口出庫(kù)水溫計(jì)算。3.1.5水溫計(jì)算成果及分層取水措施效果分析結(jié)果應(yīng)作為分層取水設(shè)計(jì)的依據(jù)。3.2.1出庫(kù)水溫計(jì)算應(yīng)滿足下列要求：1供水對(duì)象為農(nóng)業(yè)灌溉的庫(kù)內(nèi)或壩前進(jìn)水口，應(yīng)開展出庫(kù)水溫計(jì)算。2水流泄放到壩下河道的引水發(fā)電進(jìn)水口、下游補(bǔ)償供水進(jìn)水口，應(yīng)開展出庫(kù)水溫計(jì)算。3供水對(duì)象為城鎮(zhèn)生活用水、無特殊水溫要求的工業(yè)用水的進(jìn)水口，可不進(jìn)行出庫(kù)水溫計(jì)算。3.2.2大型分層型水庫(kù)及水溫分層時(shí)段環(huán)境敏感的大型過渡型水庫(kù)宜采用數(shù)值模型計(jì)算水庫(kù)水溫和進(jìn)水口出庫(kù)水溫，并應(yīng)滿足下列要求：1湖泊型水庫(kù)宜采用垂向一維數(shù)值模型。2河道型水庫(kù)宜采用立面二維數(shù)值模型。3橫向、縱向、垂向水溫分布差異均較大的水庫(kù)可采用三維數(shù)值模型。4采用的數(shù)值模型計(jì)算方法應(yīng)符合NB/T35094有關(guān)規(guī)定。3.2.3中型分層型水庫(kù)及水溫分層時(shí)段環(huán)境敏感的中型過渡型水庫(kù)，基本資料具備時(shí)，宜采用一維或二維數(shù)值模型計(jì)算庫(kù)區(qū)和進(jìn)水口出庫(kù)水溫?；举Y料不具備時(shí)，可采用經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算進(jìn)水口出庫(kù)水溫，采用的經(jīng)驗(yàn)公式法應(yīng)符合SL/T3.2.4小型分層型水庫(kù)及水溫分層時(shí)段環(huán)境敏感的小型過渡型水庫(kù)，可采用經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算進(jìn)水口出庫(kù)水溫，并應(yīng)符合下列要求：1鄰近已建水庫(kù)特性相近且有實(shí)測(cè)的庫(kù)表、庫(kù)底水溫資料時(shí)，宜采用指數(shù)函數(shù)法。2缺乏類比水庫(kù)水溫實(shí)測(cè)資料時(shí)，宜采用余弦函數(shù)法。3采用的經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)符合3.2.3有關(guān)規(guī)定。3.2.5采用數(shù)值模型計(jì)算進(jìn)水口出庫(kù)水溫時(shí)，應(yīng)采用驗(yàn)證水庫(kù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型參數(shù)確定。3.2.6數(shù)值模型計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算中的設(shè)計(jì)水文條件應(yīng)與工程運(yùn)行調(diào)度方案保持一致。3.3.1分層取水效果分析計(jì)算方法應(yīng)與采取措施前的出庫(kù)水溫計(jì)算方法保持一致。3.3.2當(dāng)水庫(kù)下游河道分布有保護(hù)對(duì)象時(shí)，應(yīng)計(jì)算采取分層取水措施后下游河道水溫沿程變化及保護(hù)對(duì)象分布斷面水溫變化，分析時(shí)段應(yīng)包括水庫(kù)水溫分層明顯時(shí)段和下游保護(hù)對(duì)象水溫敏感時(shí)段。水庫(kù)下游河流計(jì)算應(yīng)符合NB/T35094有關(guān)規(guī)定。3.3.3對(duì)灌溉進(jìn)水口出庫(kù)后通過渠道、管道輸送至受水點(diǎn)，應(yīng)分析計(jì)算受水點(diǎn)水溫。計(jì)算方法可采取縱向一維數(shù)值模型分析計(jì)算，也可通過類比調(diào)查進(jìn)行分析計(jì)算?？v向一維數(shù)值模型計(jì)算應(yīng)符合NB/T35094有關(guān)規(guī)定。3.3.4應(yīng)根據(jù)采取分層取水設(shè)施前后的水溫計(jì)算成果，判斷分析分層取水效果。和下部嵌固結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可選擇獨(dú)立塔式和岸塔式。獨(dú)立塔式進(jìn)水口可設(shè)計(jì)成單沒深度應(yīng)按照SL285或NB/T10858有關(guān)規(guī)定估算。當(dāng)難以達(dá)到最小淹沒深度要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置防渦梁(板)或防渦柵等措施。污、防冰等措施。過水工模型試驗(yàn)或水力數(shù)值模擬計(jì)算等驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。4.2固定孔口式進(jìn)水口4.2.1固定孔口式進(jìn)水口的各進(jìn)水口高程設(shè)置應(yīng)結(jié)合水庫(kù)水溫分布特點(diǎn)、建筑物結(jié)構(gòu)布置、地形地質(zhì)條件、水力學(xué)特性等綜合考慮，確保下層進(jìn)水口在相鄰上層進(jìn)水口最低運(yùn)行庫(kù)水位取水時(shí)仍能滿足出庫(kù)水溫要求和最小淹沒深度要求。4.2.2固定孔口式進(jìn)水口應(yīng)根據(jù)工程條件研究設(shè)置為塔式結(jié)構(gòu)或布置在山體內(nèi)。不同高程的進(jìn)水口可上下重疊布置或水平錯(cuò)開布置，且每層進(jìn)水口應(yīng)滿足相應(yīng)的取水深度和最小淹沒水深要求。4.2.3固定孔口式取水口每層進(jìn)水口均應(yīng)設(shè)置一道取水閘門。取水閘門宜布置緊湊，便于運(yùn)行管理。4.2.4固定孔口式進(jìn)水口之間通過匯流豎井或斜井連通，豎井或斜井底部連接引水隧洞，每層進(jìn)水口與豎井或斜井的連接體形應(yīng)使水流平順，豎井或斜井?dāng)嗝娌灰诵∮谶M(jìn)水口過流面積。4.2.5固定孔口式進(jìn)水口取水閘門可兼作進(jìn)水口事故檢修閘門。4.3疊梁門式進(jìn)水口4.3.1在各種運(yùn)行水位下，疊梁門頂?shù)倪^流流量、流態(tài)及流速均應(yīng)滿足運(yùn)行要求。門頂過流量可按本導(dǎo)則附錄A的方法估算。4.3.2疊梁門與進(jìn)水口胸墻之間的流道寬度應(yīng)根據(jù)流量、流速、流態(tài)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。流道內(nèi)應(yīng)避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)安全的貫通漩渦，必要時(shí)應(yīng)采取消渦措施。4.3.3疊梁門頂過流水深應(yīng)通過取水流量、流速及流態(tài)、取水水溫計(jì)算以及單節(jié)門葉高度等綜合分析確定。4.3.4疊梁門式進(jìn)水口為多個(gè)進(jìn)水口并排時(shí)，可根據(jù)需要在疊梁門與進(jìn)水口之間設(shè)置通倉(cāng)流道。通倉(cāng)寬度應(yīng)根據(jù)流量、流速、流態(tài)等確定。流態(tài)復(fù)雜時(shí)可通過水工模型試驗(yàn)或水力數(shù)值模擬計(jì)算驗(yàn)證。4.3.5疊梁門門槽布置方式及型式宜通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。4.4套筒式進(jìn)水口4.4.4套筒式進(jìn)水口筒周宜均勻布置立柱安設(shè)導(dǎo)軌及限位裝置。柱高大于6m4.4.6套筒式進(jìn)水口可通過調(diào)節(jié)取水深度控制取水流量，亦可在其后設(shè)工作閘閥控制取水流量。取水流量可按附錄A計(jì)算。前置擋墻、控制幕(隔水幕)等型式。4.5.3纜車式泵站應(yīng)布置在河流順直，主流靠岸處，岸邊水深不應(yīng)小于1.2m,不小于1.0m。浮船式泵站布置應(yīng)執(zhí)行GB50265相關(guān)下淹沒出流且堰上水深大于2倍閘門高度時(shí)，不宜選用翻板閘門。4.5.6翻板閘門式進(jìn)水口布置應(yīng)符合SL753的有關(guān)規(guī)定。向分級(jí)高差不宜超過2.0m。4.5.9采用疊虹吸式進(jìn)水口時(shí)，虹吸管駝峰頂部的真空度不應(yīng)大于7.5m水柱高，管身接縫處應(yīng)具有良好的密封性能。4.5.10前置擋墻式、控制幕式進(jìn)水口布置可按疊梁門式進(jìn)水口相關(guān)要求執(zhí)行。較少的新型結(jié)構(gòu)時(shí)，2級(jí)~5級(jí)進(jìn)水口的建筑物級(jí)別可提高一級(jí)，但洪水標(biāo)準(zhǔn)可型工程的分層取水進(jìn)水口宜采用擬靜力法和動(dòng)力法兩種方法進(jìn)行抗震計(jì)算分析。5.0.4框架豎塔混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25,并根據(jù)環(huán)境類別及運(yùn)行條件提環(huán)，可兼筒間連接用。各節(jié)套筒圓度偏差應(yīng)根據(jù)圓筒直徑、管節(jié)高度、圓筒總5.0.10翻板閘門式進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照SL753的有關(guān)規(guī)定。5.0.11疊虹吸式進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)5.0.12進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚應(yīng)執(zhí)行SL285、NB/T10858相6水力設(shè)計(jì)6.1.1固定孔口式分層取水進(jìn)水口應(yīng)根據(jù)不同型式和功能進(jìn)行相應(yīng)的水力計(jì)算，大型和重要工程的水力計(jì)算成果應(yīng)與水工模型試驗(yàn)互相驗(yàn)證。6.1.2疊梁門式進(jìn)水口的門頂過流為堰流形式，應(yīng)計(jì)算門頂過流流量及疊梁門上下游水位差。當(dāng)設(shè)置通倉(cāng)流道時(shí)，通倉(cāng)流道內(nèi)流速宜控制在0.8m/s～2.0m/s,必要時(shí)通過水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。6.1.3套筒式進(jìn)水口的門頂過流為堰流形式。當(dāng)下部設(shè)置底部進(jìn)水口時(shí)，其過流能力應(yīng)綜合考慮門頂過流能力及底部進(jìn)水口的過流能力。6.1.4其他型式的進(jìn)水口應(yīng)根據(jù)其水力學(xué)特性采用堰流或孔流計(jì)算過流能力進(jìn)行。6.1.5分層取水進(jìn)水口的水頭損失應(yīng)按沿程水頭損失和局部水頭損失分別進(jìn)行計(jì)算。6.1.6大中型工程分層取水進(jìn)水口宜進(jìn)行流體力學(xué)數(shù)值模擬計(jì)算。6.1.7進(jìn)水口的最小淹沒深度可按照SL285、SL205、DL5079有關(guān)規(guī)定估算。6.1.8當(dāng)引水系統(tǒng)不設(shè)上游調(diào)壓室時(shí)，應(yīng)通過水力學(xué)過渡過程分析，計(jì)算水擊波傳遞到分層取水進(jìn)水口內(nèi)時(shí)產(chǎn)生的水擊壓力。6.1.9有壓式分層取水進(jìn)水口通氣孔面積計(jì)算應(yīng)按SL74、NB35055的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)后接壓力管道充泄水時(shí)，應(yīng)保證管道內(nèi)的空氣能順暢進(jìn)出。6.2.1大中型工程及重要工程分層取水口應(yīng)按照SL155的有關(guān)規(guī)定開展水工模型試驗(yàn)研究。6.2.2水工模型試驗(yàn)應(yīng)采用重力相似準(zhǔn)則，按幾何相似進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，模型比尺應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)要求、工程規(guī)模、建筑物尺寸、水頭、流量、試驗(yàn)量測(cè)精度和試驗(yàn)場(chǎng)地條件等因素綜合考慮，整體模型試驗(yàn)一般不小于1:50。1在不同水庫(kù)運(yùn)行水位及隧洞引用流量時(shí)，觀察含前置建筑物在內(nèi)的進(jìn)水口前緣水庫(kù)區(qū)域、包括喇叭段及控制閘門在內(nèi)的各層進(jìn)水口流道、事故檢修閘2根據(jù)初步試驗(yàn)成果，提出分層取水建筑物布置的較優(yōu)方案及對(duì)應(yīng)固定孔3結(jié)合水庫(kù)水溫分層特點(diǎn)，進(jìn)行試驗(yàn)研究各層進(jìn)水口的取水深度，確定相鄰進(jìn)水口開啟或關(guān)閉閘門對(duì)應(yīng)的庫(kù)水位，推薦滿足取水要求、流態(tài)較優(yōu)的閘門4上下層進(jìn)水口切換運(yùn)行時(shí)，觀察進(jìn)水口的流態(tài)，監(jiān)測(cè)流量變化情況。6固定孔口式進(jìn)水口設(shè)置匯流豎(斜)井，應(yīng)模擬事故甩負(fù)荷、增負(fù)荷工況，觀察進(jìn)水口的流態(tài)，量測(cè)取水閘門井水面波動(dòng)、7觀察事故閘門快速關(guān)閉引起的進(jìn)水口水流變化、通氣孔中水位波動(dòng)等。1在水庫(kù)各運(yùn)行水位及隧洞不同引用流量時(shí)，觀察進(jìn)水口前緣水庫(kù)區(qū)域、攔污柵、疊梁門頂部、塔內(nèi)流道、喇叭段、閘門槽等各部位的水流流態(tài)，量測(cè)3結(jié)合水庫(kù)水溫分層特點(diǎn)，進(jìn)行疊梁門頂最小過流水深試驗(yàn)；當(dāng)設(shè)置通倉(cāng)流道時(shí)，多個(gè)進(jìn)水口還宜進(jìn)行疊梁門不對(duì)稱開啟試驗(yàn)，推薦滿足取水要求、流4測(cè)定不同工況下的進(jìn)水口水頭損失。5在水庫(kù)各運(yùn)行水位，量測(cè)疊梁門承受的最大水壓差及疊梁閘門的振動(dòng)情6觀測(cè)疊梁門后流道內(nèi)的流態(tài)，分析該流道結(jié)構(gòu)及聯(lián)系梁布置的合理性，7不設(shè)上游調(diào)壓室的引水系統(tǒng)，應(yīng)模擬事故狀態(tài)下的水擊波影響，量測(cè)疊梁門、閘門槽水擊壓力，進(jìn)水口流道內(nèi)涌浪幅8觀察事故閘門快速關(guān)閉引起的進(jìn)水口水流變化、通氣孔中水位波動(dòng)等。9可通過水力學(xué)數(shù)值分析與水工模型試驗(yàn)綜合分析，研究疊梁門分成取水6.2.6套筒式取水流量大于20m3/s時(shí)，宜利用水工模型試驗(yàn)進(jìn)行水力學(xué)及振7金屬結(jié)構(gòu)7.1.3分層取水閘門宜布置在攔污柵和檢修(事故)閘門之間。7.1.4疊梁閘門和共槽的固定孔口式分層取水閘門門槽附近宜設(shè)置專用門庫(kù)，7.1.5套筒閘門宜布置在水流流態(tài)穩(wěn)定的部位，閘門上游側(cè)宜設(shè)置檢修閘門，7.1.6采用新型的分層取水閘門、攔污柵及啟閉機(jī)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行方案論證，必7.1.7分層取水閘門控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的擋水高度、狀態(tài)或其他指示裝置，7.2.1攔污柵的設(shè)計(jì)荷載，應(yīng)根據(jù)水庫(kù)、河流污物的性質(zhì)、數(shù)量、流道特性、清污措施、檢測(cè)監(jiān)視設(shè)備、運(yùn)行條件等確定。有流冰并于流冰期運(yùn)用時(shí)，應(yīng)計(jì)入壅冰影響。設(shè)計(jì)水頭宜取用2m~5m,污物較多、清污條件差時(shí)，宜適當(dāng)提高7.2.2攔污柵結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗振分析，柵條和柵葉自振頻率應(yīng)高于水流脈動(dòng)頻率，其頻率比值不宜小于2.5。7.2.3分層取水?dāng)r污柵宜布置清污設(shè)備。根據(jù)來污量、污物性質(zhì)及水工布置等因素可選用液壓抓斗式、耙斗式或回轉(zhuǎn)式清污機(jī)。對(duì)于污物量較大的進(jìn)水口，7.3.1分層取水閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合水工建筑物孔口尺寸、閘門前后最大水壓差和取水層高度等因素。對(duì)于設(shè)置在機(jī)組進(jìn)口的分層取水閘門，應(yīng)考慮機(jī)7.3.2固定孔口式進(jìn)水口的取水閘門，宜采用面板設(shè)置在上游側(cè)的整體閘門。7.3.3疊梁閘門單節(jié)高度應(yīng)結(jié)合水庫(kù)水位變化幅值及頻率、取水流量、下泄7.3.6套筒閘門各節(jié)圓筒的圓度應(yīng)能滿足閘門筒節(jié)節(jié)間止水的要求。筒壁壁厚應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水頭、制造安裝要求等綜合確定，且不應(yīng)小于6mm。7.3.7自浮式套筒閘門應(yīng)進(jìn)行浮力計(jì)算，浮筒浮力應(yīng)大于所需提升的所有結(jié)7.3.8翻板門式分層取水進(jìn)水口閘門與啟閉機(jī)布置、閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足7.4.3疊梁閘門和固定孔口式取水閘門宜選用移動(dòng)式啟閉機(jī)通過自動(dòng)掛脫梁操作，自動(dòng)掛脫梁應(yīng)定位準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠。7.4.4分層取水閘門數(shù)量多且采用移動(dòng)式啟閉機(jī)操作時(shí)，宜設(shè)置智能控制系統(tǒng)。7.4.5固定孔口式進(jìn)水口采用環(huán)形或多邊形布置取水閘門時(shí)，宜采用“一門整體提升尾筒底取水工況，并應(yīng)計(jì)入提起底筒泄流時(shí)的負(fù)壓影響，可按運(yùn)行工況中的最不利荷載組合設(shè)計(jì)。無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，筒底負(fù)壓可按20kN/m2計(jì)。8.1監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)測(cè)斷面應(yīng)設(shè)在壩上游附近。庫(kù)中垂向水溫監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)應(yīng)根據(jù)水庫(kù)形態(tài)、回水8.1.10監(jiān)測(cè)儀器要求精度及可靠性高，且應(yīng)便于維修或更換。層取水的運(yùn)行建議。8.2運(yùn)行管理感對(duì)象水溫要求等，及時(shí)調(diào)整分層取水設(shè)施的取水深度和調(diào)度方式，以達(dá)到水溫改善效果。8.2.3分層取水進(jìn)水口的運(yùn)行除應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)SL285、NB/T10858的有關(guān)規(guī)2分析天然河道水溫，確定出庫(kù)水溫調(diào)控目標(biāo)范圍。3根據(jù)水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析，確定分層取水設(shè)施的最高、最低運(yùn)行水位；4綜合分析水庫(kù)運(yùn)行、機(jī)組發(fā)電、防洪、灌溉、引水等多目標(biāo)運(yùn)行模式要5熟悉掌握分層取水進(jìn)水口配套設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行方式及操作要求，保證分層取水設(shè)施有效運(yùn)行。6分層取水進(jìn)水口運(yùn)行條件與上游水庫(kù)、下游引水管道、機(jī)組等建筑物運(yùn)7制定合理、有效的分層取水運(yùn)行管理監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案，指導(dǎo)并驗(yàn)證運(yùn)行效果。8針對(duì)分層分層取水進(jìn)水口安全運(yùn)行制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。9其它。附錄A疊梁門頂和套筒式進(jìn)水口頂?shù)倪^流能力A.0.1疊梁門頂和套筒式進(jìn)水口頂?shù)倪^流能力可按矩形薄壁堰淹沒出流示意圖(圖D)考慮，并按下列公式計(jì)算：式中：g—一側(cè)收縮系數(shù)，取1.0;m?——計(jì)及行近流速的流量系數(shù)；H——堰上水頭(m);H。一—計(jì)入行近流速水頭的堰上水頭(m);P上、P下——矩形薄壁堰上、下游高度(m);Z——堰上下游水位差(m);b——堰頂寬度，疊梁門取過水門頂寬度，套筒取過水筒緣周長(zhǎng)(m)。圖A矩形薄壁堰淹沒出流示意圖標(biāo)準(zhǔn)用詞說明標(biāo)準(zhǔn)用詞必須應(yīng)宜允許稍微有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做不宜可水利水電工程分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)導(dǎo)則Layeredwaterintakedesignguide 3水溫計(jì)算及分層取水效果分析 4分層取水型式與進(jìn)水口建筑物布置 5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基處理 497金屬結(jié)構(gòu) 1.0.1~1.0.3本導(dǎo)則主要針對(duì)出庫(kù)水溫有要求的大中型水利水電工程取水工程設(shè)計(jì)。為滿足灌溉、工業(yè)、環(huán)境保護(hù)和生活用水的水溫要求，通常需要取用水庫(kù)或河道內(nèi)不同深度的水體，這些為滿足水溫要求而設(shè)置的分層取水進(jìn)水口，可通過分層取水措施抬高(或降低)進(jìn)水口高程，引取水庫(kù)或河道不同高程水體，控制取水水溫。通過對(duì)國(guó)內(nèi)32個(gè)采用分層取水進(jìn)水口的工程進(jìn)行調(diào)研，分層取水進(jìn)水口型式較多，不同型式的分層取水進(jìn)水口，其結(jié)構(gòu)布置、受力條件、水力特性、控制分層取水方式等方面有較大區(qū)別，并基本存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行不便、增加投資、增加進(jìn)水口水頭損失等問題，因此，需根據(jù)工程特點(diǎn)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較選定分層取水進(jìn)水口型式。對(duì)于以控制取水水質(zhì)為目的的工程，由于水庫(kù)水質(zhì)受到入庫(kù)水質(zhì)、水量、水溫等因素的影響較大，且各工程水庫(kù)水質(zhì)分布差異性較大，分層取水進(jìn)水口設(shè)計(jì)需專題研究。對(duì)于以控制取水泥沙含量為目的的工程，由于河流泥沙含量、泥沙入庫(kù)過程可庫(kù)內(nèi)淤積形態(tài)等差異性較大，分1.0.7本導(dǎo)則在已有相關(guān)規(guī)范基礎(chǔ)上編制，側(cè)重于分層取水進(jìn)水口特有設(shè)計(jì)內(nèi)容，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水庫(kù)水溫、水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)、水庫(kù)水溫分層、分層型水庫(kù)、混合型水庫(kù)、過渡型水庫(kù)、出庫(kù)水溫、分層取水進(jìn)水口、固定孔口式進(jìn)水口、疊梁門式進(jìn)水口、翻板門式進(jìn)水口、套筒式進(jìn)水口、匯流豎井、移動(dòng)泵站式進(jìn)水口等進(jìn)行了解釋與定義，其他本標(biāo)準(zhǔn)沒有定義的術(shù)語(yǔ)可參照SL26《水利水電工程技2水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)判別目前應(yīng)用較為成熟的有參數(shù)a-β判別法(也稱“庫(kù)水交條件較好的水庫(kù)水溫資料，采用類比分析判別水溫結(jié)構(gòu)比較準(zhǔn)確。判斷水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)水庫(kù)壩前有較為穩(wěn)定的庫(kù)底水溫，除極少數(shù)月份外，全年各月存在溫躍層，庫(kù)表與庫(kù)底之間存在一定的溫差，可判斷為分層型；水庫(kù)壩前在春夏季(主要是2月~8月)有較為穩(wěn)定的庫(kù)底水溫，但進(jìn)入秋季庫(kù)底水溫快速升高，庫(kù)底水溫變化較大，全年多數(shù)月份存在溫躍層，可判斷為過渡型；水庫(kù)各月均不存在穩(wěn)定的庫(kù)底水溫，庫(kù)底水溫變化較大，除3月~5月升溫期外，水庫(kù)3本導(dǎo)則所稱的環(huán)境敏感對(duì)象主要是針對(duì)水溫因子特別敏感的對(duì)象而言，包括特殊用水進(jìn)水口、珍稀水生生物棲息地、魚類產(chǎn)卵場(chǎng)、魚類索餌場(chǎng)、魚類越冬場(chǎng)和珍稀兩棲動(dòng)物棲息地等對(duì)水溫有特定要求的程的規(guī)劃階段，由于設(shè)計(jì)深度及基礎(chǔ)資料獲取的問題，難以開展準(zhǔn)確的數(shù)值模型計(jì)算工作；在不涉及重要環(huán)境敏感對(duì)象情況下，可以采用經(jīng)驗(yàn)公式法予以初步計(jì)算和判斷；如有相似條件較好的水庫(kù)水溫資料，可采用類比分析法判斷水溫影響程度。不同分層取水設(shè)施，其適用性有所不同，應(yīng)結(jié)合水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)的4水庫(kù)水溫及出庫(kù)水溫計(jì)算，必要時(shí)宜開展流域水利水電工程建設(shè)對(duì)水溫文典型年，其入庫(kù)流量和水溫差異均會(huì)對(duì)水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)造成影響，帶來庫(kù)區(qū)水溫分布和出庫(kù)水溫的差異。水文氣象資料年限應(yīng)不低于10年，年限不足時(shí)應(yīng)插3.2.2~3.2.4垂向一維水溫模型綜合考慮了水庫(kù)入流、出流、風(fēng)的摻混及水面熱交換對(duì)水庫(kù)水溫分層結(jié)構(gòu)的影響，邊界條件相對(duì)簡(jiǎn)單，計(jì)算能快速穩(wěn)定，能夠模擬出穩(wěn)定分層型水庫(kù)壩前水溫的分層結(jié)構(gòu)的形成、發(fā)展、減弱的年內(nèi)變化過程。在水利水電工程的規(guī)劃階段且涉及重要環(huán)境敏感目標(biāo)的情況下，盡可能采用垂向一維水溫模型進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于需要采取分層取水設(shè)施的中型水庫(kù)，宜采取垂向一維水溫模型計(jì)算水庫(kù)水溫。立面二維水溫模型能較好地模擬浮力流在縱垂向斷面上的流動(dòng)及溫度分層在縱向上的形成和發(fā)展過程，以及分層水庫(kù)最重要特征的沿程變化；由于計(jì)算穩(wěn)定性好，且模型中需率定的參數(shù)少，使得該模型具有良好的工程實(shí)用性，對(duì)預(yù)測(cè)有明顯溫度分層的大型深水水庫(kù)的水溫結(jié)構(gòu)及其出庫(kù)水溫過程具有良好的精度；因此對(duì)于已確定要采取分層取水設(shè)施的大型水庫(kù)或涉及重要的環(huán)境敏感目標(biāo)時(shí)，其水溫可采用立面二維水溫模型進(jìn)行計(jì)算。在水庫(kù)大壩、發(fā)電或泄洪等進(jìn)水口或支流匯口等附近區(qū)域，受工程引水、泄洪或支流匯水等影響，水流具有明顯的三維特征，流場(chǎng)和溫度場(chǎng)變化較大。因此，在特別關(guān)注水溫空間差異且計(jì)算精度要求較高的情況下，此類區(qū)域可考慮采用三維水溫模型進(jìn)行模擬。通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算庫(kù)區(qū)垂向水溫時(shí)，出庫(kù)水溫可提取進(jìn)水口處的水溫作為出庫(kù)水溫。3.2.5水溫?cái)?shù)值模型驗(yàn)證所采用的水庫(kù)實(shí)測(cè)水溫、水文氣象等基礎(chǔ)資料應(yīng)相對(duì)較完整及匹配；驗(yàn)證水庫(kù)的形態(tài)和調(diào)節(jié)能力、取水方式、調(diào)度過程等水溫影響因素應(yīng)與目標(biāo)計(jì)算水庫(kù)具有一定的相似性。采用數(shù)值模型計(jì)算水庫(kù)及出庫(kù)水溫時(shí)，應(yīng)根據(jù)驗(yàn)證水庫(kù)的實(shí)測(cè)資料對(duì)模型中主要水動(dòng)力和熱通量相關(guān)參數(shù)進(jìn)行率定和驗(yàn)證。3.3分層取水效果分析3.3.2~3.3.3河道或輸水渠道水流的混合一般較充分，應(yīng)采用縱向一維水溫模型進(jìn)行模擬，并考慮沿程取用水、支流入?yún)R、氣象等因素影響。對(duì)于長(zhǎng)距離輸水隧洞，其水流混合更為充分，應(yīng)采用縱向一維水溫模型進(jìn)行模擬，并考慮沿程埋深帶來的地?zé)嵊绊?。有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行隧洞水溫影響觀測(cè)，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證或開展類比分析。3.3.4分層取水效果分析應(yīng)包括出庫(kù)水溫在采取分層措施前后的對(duì)比、出庫(kù)水溫與原河段水溫的對(duì)比、庫(kù)區(qū)水溫和流場(chǎng)在采取措施前后的對(duì)比、水庫(kù)下游水溫在采取措施前后的恢復(fù)距離和影響時(shí)段對(duì)比。布置，還能盡量滿足直接從水庫(kù)取水；若進(jìn)水口前需設(shè)置引水渠時(shí)，引水渠的過流能力應(yīng)大于取水流量。在支流或山溝的匯口處，往往由洪水帶來大量推移質(zhì)，威脅進(jìn)水口的正常運(yùn)行，因此進(jìn)水口不宜設(shè)在支流或山溝的匯口處。污物之所以匯集在進(jìn)水口前緣，是由于進(jìn)水口前面的回流作用，而回流的形成往往稱順暢。首先應(yīng)重視工程布置，保證水流條件的良好銜接，避免進(jìn)水口的水流發(fā)生流向突變或形成回流，避免進(jìn)水口軸線平行并緊靠陡峻的岸坡而造成進(jìn)水水口型式，主要采用疊梁門型式，其控制分層取水靈活、運(yùn)行相對(duì)簡(jiǎn)單；而固定孔口進(jìn)水口型式目前大中型工程中應(yīng)用不多，早期小型水庫(kù)使用較多，如大伙房水庫(kù)、永定河水庫(kù)、澤雅水庫(kù)等，具有進(jìn)水口結(jié)構(gòu)受力條件好、閘門控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于擬建中的大中型工程也可考慮，進(jìn)行方案比較。能夠靈活控制分層取水是確保出庫(kù)水溫的一個(gè)重要因素，而且運(yùn)行操作都需方便可靠。對(duì)于平面為單孔的疊梁門型式主要是考慮單節(jié)門高及運(yùn)行要求，充分體現(xiàn)分層取水的靈活性，對(duì)于平面為多孔的疊梁門運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，疊梁門啟閉用時(shí)較多；固定孔口進(jìn)水口型式應(yīng)研究不同閘門切換的控制條件及要求。疊梁門式進(jìn)水口，根據(jù)水庫(kù)水位的變化，設(shè)置疊梁閘門，調(diào)節(jié)閘門的高度，達(dá)到取水庫(kù)表層水的目的，其布置見圖4.1.4-1(a)和圖4.1.4-1(b)。固定孔口式進(jìn)水口，為分層取水進(jìn)水口的一種，通過在不同高程設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)水口，達(dá)到分層取水的目的，見圖4.1.4-2(a)和圖4.1.4-2(b)。國(guó)內(nèi)大中型工程分層取水概(a)事故閘門在邊坡外(b)事故閘門在山體內(nèi)圖4.1.4-1.疊粱門式進(jìn)水口攔河細(xì)結(jié)上星取水□a中層取水口事故檢修鋼門共庭層取水□M(a)兩層進(jìn)水口(事故閘門在邊坡外)(b)三層進(jìn)水口(事故閘門在山體內(nèi))圖4.1.4-2固定孔口式進(jìn)水口表4.1.4-1國(guó)內(nèi)大中型工程分層取水概況表序號(hào)項(xiàng)目名稱引用流量疊梁門頂控制水深(m)(寬度、是否通倉(cāng))1疊梁門、岸塔式2光照水電站疊梁門、塔式3江坪河水電站疊梁門、岸塔式寬10.7m,獨(dú)立4錦屏一級(jí)水電站疊梁門、岸塔式5疊梁門、岸塔式6疊梁門、岸塔式寬5.5m,通倉(cāng)7疊梁門、岸塔式序號(hào)項(xiàng)目名稱引用流量疊梁門頂控制水深(m)(寬度、是否通倉(cāng))8烏東德水電站疊梁門、岸塔式寬5.9m,通倉(cāng)9亭子口水電站疊梁門、壩式寬10.0m,通倉(cāng)白鶴灘水電站疊梁門、岸塔式序號(hào)項(xiàng)目名稱功能建設(shè)備注1大伙房水庫(kù)遼寧渾河建成2永定橋水庫(kù)壩內(nèi)分三層埋設(shè)鋼管，四川流沙河建成3溫州市澤雅水庫(kù)岸坡豎井式，浙江，戍浦江建成4磨盤山水庫(kù)黑龍江，拉林河建成5阿哈水庫(kù)四孔閘門，上下重疊，塔式貴陽(yáng)市南郊6喀拉克水利建成7云龍水庫(kù)五邊形棱柱體分四層(不同平面、不同立面、不同方向昆明市掌鳩河建成8清涼山水庫(kù)西陽(yáng)鎮(zhèn)9肖家?guī)r水庫(kù)軟、硬管四川萬善河小浪底南岸引水口沙問題小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)南岸建成引黃進(jìn)水口壩內(nèi)進(jìn)水口前設(shè)隔水豎井，豎井前設(shè)取水閘門，提升或下降沙問題建成沙斯塔樞紐工改建，在原進(jìn)水口前設(shè)置攔阻裝置，形成三層取水結(jié)構(gòu)發(fā)電美國(guó)，薩克拉曼多河建成電站裝機(jī)629MW,538m3/s,額定水頭改建，在原攔污柵部位設(shè)置半圓形閘門結(jié)構(gòu)防洪發(fā)電美國(guó)建成4臺(tái)機(jī)共裝機(jī)格蘭峽大壩形成固定孔口取水結(jié)構(gòu)發(fā)電美國(guó)建成擋水壩段完全結(jié)合布置。另外，亦有將不同高程的進(jìn)水管埋于壩內(nèi)的布置方式，物連通，獨(dú)立塔式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性相對(duì)較差。岸塔式進(jìn)水口與岸坡相連，塔的下部嵌固或靠在岸邊，塔的穩(wěn)定性好，塔頂交通布置方便。對(duì)于分層取水結(jié)構(gòu)，由于在常規(guī)進(jìn)水口的基礎(chǔ)上增加了疊梁門或固定孔口式進(jìn)水口結(jié)構(gòu)，體型龐大，因此宜盡量結(jié)合岸邊地質(zhì)地形條件作岸塔式結(jié)構(gòu)布置。目前國(guó)內(nèi)大中型事故或檢修閘門裝入與岸邊連接的塔式建筑物內(nèi)者稱為岸塔式進(jìn)水口。引水式電站常采用該型式。塔的下部嵌固或靠在岸邊，塔的穩(wěn)定性好。上塔頂?shù)慕煌蛞子诓贾?。?dú)立塔式進(jìn)水口獨(dú)立于壩體和岸邊之外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差，閘門和上塔頂交通橋不便布置。我國(guó)已建的塔式進(jìn)水口多為單面進(jìn)水的矩形塔筒式。固定孔口式多孔徑向進(jìn)水的圓形或多邊形獨(dú)立塔式進(jìn)水口，由于塔多控”的平面鋼閘門。4層進(jìn)水口在平面布置上重合，立面分設(shè)于進(jìn)水塔不同高程，4扇取水閘門共用一個(gè)門槽，在每孔門槽孔口底部設(shè)置定位鎖定，依靠每扇閘門不同尺寸的橫向外伸鎖定定位每扇閘門位置；4扇閘門共用一臺(tái)前后移動(dòng)的臺(tái)車，通過一套專用的自動(dòng)液壓式抓梁控制閘門。運(yùn)行時(shí)根據(jù)庫(kù)水位變化情況開啟相應(yīng)的取水閘門，關(guān)閉的下部閘門浸泡在水中擋住深層水流，在平面鋼閘門與引水隧洞進(jìn)口間形成豎向流水流，在平面鋼閘門與引水隧洞進(jìn)口間昆明市云龍水庫(kù)進(jìn)水口為五邊形棱柱體分層取水塔(4層進(jìn)水口，不同平面、不同立面、不同方向進(jìn)水),五邊棱柱體中心設(shè)水井，4個(gè)取水閘孔分別位于五邊棱柱體4個(gè)迎水的立面井壁內(nèi)。取水塔閘門均采用固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)操作。程建筑物，尤其在高壩大庫(kù)工程中，水庫(kù)中水體在鉛直方向會(huì)存在溫度和密度梯度，不同深度水體，其水質(zhì)的水溫、溶解氧、浮游生物、渾濁度、二氧化碳等是不同的，從不同深度取水，對(duì)生態(tài)、農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、人類生活及下游環(huán)境帶來的影響不同。國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)高度關(guān)切，為了保護(hù)下游生態(tài)環(huán)境，或者維持下游生物生存生態(tài)平衡，要求在任何時(shí)段均要求滿足下目前，水電站運(yùn)行期正常情況下，生態(tài)流量泄放采用機(jī)組發(fā)電方式保證下泄流量，但是考慮到在運(yùn)行過程中存在發(fā)生各種事故的可能性，比如電網(wǎng)發(fā)生故障，電量不能向外輸送，或者機(jī)組全部發(fā)生事故，不能正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)組將全面停機(jī)，生態(tài)流量不能通過機(jī)組下放，此時(shí)可根據(jù)水庫(kù)在不同運(yùn)行水位情況下，采用溢洪道、泄洪洞、放空洞等永久泄水建筑物閘門局開方式進(jìn)行泄放生態(tài)流量，雖然此時(shí)能滿足生態(tài)流量的水量要求，但是不能滿足生態(tài)用水中分層取水水質(zhì)的質(zhì)量要求，同時(shí)閘門較長(zhǎng)時(shí)間的局開也存在安全隱患，雖然有些工程通過設(shè)置單獨(dú)的生態(tài)管道，但是生態(tài)流量只滿足水量大小要求，而不滿足水溫的要求。因此，生態(tài)流量進(jìn)水口宜結(jié)合分層取水進(jìn)時(shí)，通常采用疊梁門布置型式；對(duì)于中小型工程，尤其引用流量比較小，且在立面和平面布置條件較好時(shí)，可采用固定孔口式進(jìn)水口。最終選型需從確保工分層取水進(jìn)水口布置應(yīng)與整個(gè)樞紐布置統(tǒng)一考慮，既要選擇進(jìn)水口的合適方案，又不致影響其它建筑物的布置。因此，進(jìn)水口位置選擇應(yīng)結(jié)合廠房以及引(輸)水道的工程布置方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。為了與樞紐其它建筑物的布置相協(xié)調(diào)，分層取水進(jìn)水口頂部高程一般與壩頂同高；對(duì)不設(shè)上游調(diào)壓室的工4.1.9為保證進(jìn)水口的順利施工和管理方便，尤其是塔式進(jìn)水口，良好的交通運(yùn)輸條件是非常重要的。在進(jìn)水口位置選擇和工程布置時(shí)應(yīng)予以充分重視，也是經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算淹沒深度，推算進(jìn)水口底板高程。灌溉和供水工程有壓式進(jìn)水口也一般參照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算淹沒深度，同時(shí)可根據(jù)使用要求和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)類比確定。當(dāng)難以達(dá)到最小淹沒深度要求時(shí)，要采取防渦措施，如在水面以下設(shè)置防渦梁、板或防渦柵等。對(duì)于大型或重要工程的有壓式進(jìn)水口，一般通過水工模型試驗(yàn)確定孔口型式及底板高程。但也要指出，中、高水頭進(jìn)水口前緣水域發(fā)生漩渦是較為普遍的現(xiàn)象，編制SD303-88時(shí)，對(duì)48座水電站的統(tǒng)計(jì)資料表明，其中有33個(gè)進(jìn)水口(約占69%)曾不同程度地發(fā)生過漩渦。表面漩渦對(duì)進(jìn)水口或后接流道運(yùn)行不致有大的影響，但貫通式挾氣漏斗漩渦有可能造成大量漂污物吸附在攔污柵上，使柵條變形，并將空氣吸入，使管道震動(dòng)，流量減少，增加水頭損失，影響工程安全與效益的發(fā)揮水口，如抽水蓄能電站進(jìn)水口，往往受多種因素限制，不能滿足最小淹沒深度要求，就需采取設(shè)置防渦梁、板或其他有效的消渦措例如，三峽水利樞紐左岸電站進(jìn)水口，水庫(kù)運(yùn)行最低水位為135m,進(jìn)水口底板高程為108m,原設(shè)計(jì)后接壓力管道有一傾角，結(jié)果未能滿足按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的淹沒深度要求，由于大壩布置上的原因，進(jìn)水口底板高程不能下降，最后通過大比尺的水工模型試驗(yàn)，將后接的一段壓力管道調(diào)平，并利用口門前方的攔污柵八字撐桿消除漩渦，結(jié)果試驗(yàn)表明進(jìn)水口門前沒有再出現(xiàn)有害的立軸漩又如，十三陵抽水蓄能電站下庫(kù)進(jìn)/出水口淹沒深度采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得最小淹沒深度為5.37m,而實(shí)際淹沒深度為5.8m;但考慮漩渦的復(fù)雜性，在進(jìn)/出口的上方設(shè)置了三根斷面尺寸為2m×1.3m(高×寬)、間距為1.2m的防渦梁，用以消除漩渦。運(yùn)行表明進(jìn)/出水口在進(jìn)水時(shí)無環(huán)流、無漩渦，出水時(shí)無翻白鶴灘電站進(jìn)水口在進(jìn)行體形優(yōu)化試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，位于水流表層的聯(lián)系梁(包括橫梁、縱梁或人字梁)對(duì)進(jìn)口流態(tài)具有明顯的消渦作用。在烏東德水電站進(jìn)水口體形優(yōu)化試驗(yàn)過程中，原設(shè)計(jì)方案死水位945m附近的聯(lián)系梁底面位于死水位的上方，沒有起到應(yīng)有的作用，進(jìn)口流態(tài)出現(xiàn)了立軸漩渦，并有氣泡進(jìn)入流道。將該處的聯(lián)系梁頂面降低到死水位945m下0.5m,進(jìn)口流態(tài)轉(zhuǎn)變因此，在設(shè)計(jì)中當(dāng)水位一定時(shí)，聯(lián)系梁可布置在該水面以下0~0.5m處；在電站運(yùn)行中當(dāng)聯(lián)系梁高程一定時(shí)，水位可在聯(lián)系梁中部以上運(yùn)行，進(jìn)口流態(tài)即位于水流表層的聯(lián)系梁(包括橫梁、縱梁或人字梁)對(duì)進(jìn)口流態(tài)具有明顯的消渦作用，在水電站進(jìn)水口疊梁門分層取水中，要重視各層聯(lián)系梁的消渦作用，各層聯(lián)系梁的布置一般與疊梁門的層數(shù)相匹配。在分層取水的最低水位 (死水位)和最高水位分別布置聯(lián)系梁(相應(yīng)水位下0~0.5m處)后，其余聯(lián)系梁的間距按：疊梁門單節(jié)高度≤4m,可按2層疊梁門布置1層聯(lián)系梁；當(dāng)疊梁門單節(jié)高度較大時(shí)，可按1層疊梁門布置1層聯(lián)系梁。白鶴灘電站在進(jìn)行各層疊梁門最小淹沒水深試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，位于水流表層的聯(lián)系梁對(duì)進(jìn)口流態(tài)具有明顯的消渦作用，每層疊梁門運(yùn)行水位只要位于相應(yīng)的聯(lián)系梁頂面上附近，進(jìn)口流態(tài)均可滿足要求；水位脫離該聯(lián)系梁的底面，浙江灘坑電站分層取水水溫原型觀測(cè)表明：出庫(kù)水溫與疊梁門門頂水深具有密切的關(guān)系，特別是在升溫期，門頂水深對(duì)出庫(kù)水溫影響很大，要盡可能減小門頂水深以提高出庫(kù)水溫。而進(jìn)口流態(tài)需要門頂較大的淹沒深度，與出庫(kù)水溫門頂水深盡可能小，是一對(duì)矛盾，只有通過合理布置聯(lián)系梁的高程，起到消污物堵塞攔污柵是進(jìn)水口運(yùn)行中較為普遍的問題，攔污柵的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合污嚴(yán)寒地區(qū)河流上的進(jìn)水口設(shè)計(jì)，應(yīng)防止冰壓力的破壞以及結(jié)構(gòu)設(shè)施的凍結(jié)，4.1.12岸塔式的分層取水進(jìn)水口規(guī)模一般較大，邊坡的開挖及其高度也具有相當(dāng)規(guī)模。為保證邊坡安全，首先，施工前的勘探工作必須深入，對(duì)進(jìn)水口邊坡的巖石條件、節(jié)理裂隙、卸荷帶應(yīng)有充分研究：其次，施工過程中應(yīng)堅(jiān)持開挖一層支護(hù)一層，并做到及時(shí)支護(hù)，對(duì)于地質(zhì)缺陷，可通過錨固、抗剪洞(樁)、4.1.13對(duì)于大型或重要工程的分層取水進(jìn)水口要進(jìn)行水工北盤江光照水電站引水發(fā)電系統(tǒng)采用疊梁門式分層取水進(jìn)水口，因?yàn)榀B梁門分層取水進(jìn)水口水流條件較為復(fù)雜，為了弄清楚進(jìn)水口水力工作特征、流態(tài)及水頭損失等，為進(jìn)水口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、體型優(yōu)化提供依據(jù)，對(duì)分層取水進(jìn)水口作了水工模型試驗(yàn)。模型比尺采用1:40,通過試驗(yàn)優(yōu)化疊梁墻與喇叭口胸墻之間的凈距，結(jié)構(gòu)體形亦經(jīng)過水力學(xué)模型試驗(yàn)及優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)水口水流平順，滿足進(jìn)水口水流條件要求，水頭損失較小，由此帶來的年電量損失也較小。疊梁門孔口處最大平均流速1.28m/s,經(jīng)調(diào)研分析，目前的技術(shù)水平可以解決流速在1.3m/s以內(nèi)的抓梁深水下動(dòng)水啟閉的問題。淹沒深度要求。正常運(yùn)行水位即高水位時(shí)，頂層進(jìn)水口在滿足取水溫度的前提下可以盡量降低底板高程。當(dāng)庫(kù)水位降低，上下相鄰進(jìn)水口則需相互切換，應(yīng)該保證下層進(jìn)水口在上層進(jìn)水口最低運(yùn)行水位取水時(shí)，其出庫(kù)水溫仍能滿足要求。洞內(nèi)隧洞匯流結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮洞內(nèi)匯流，降低洞外建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。固定孔口式進(jìn)水口還需根據(jù)水庫(kù)水溫分層特點(diǎn)、進(jìn)水口塔體高度、地形條件及運(yùn)行管理等按上下重疊布置或水平錯(cuò)開布置。重疊布置能夠減小進(jìn)水口建筑物寬度，但在控制取水溫度稍顯不足；錯(cuò)開布置可以更加合理重慶玉灘水庫(kù)灌溉取水口四孔閘門、黑龍江拉林河磨盤山水庫(kù)三孔閘門和貴陽(yáng)市南郊阿哈水庫(kù)四孔閘門均采用上下重疊布置。新疆喀拉克水利三層進(jìn)水口平面前后錯(cuò)開布置，樞紐遼寧渾河大伙房水庫(kù)固定分為四層平面錯(cuò)開布置，四川流沙河永定橋水庫(kù)壩內(nèi)分三層埋設(shè)鋼管平面錯(cuò)開布置，浙江溫州市戍浦江根據(jù)庫(kù)水位、水溫的變化及出庫(kù)水溫要求，開啟或關(guān)閉相應(yīng)高程取水閘門，達(dá)到控制取水的目的。取水閘門的位置決定淹沒水深，淹沒水深是控制出庫(kù)水溫的關(guān)鍵。通常，淹沒水深越小，則水溫越高。然而，若過分追求小的淹沒水優(yōu)化連接段體形，適當(dāng)加大豎井或斜井的面積以減小流速，從而改善水流條件位下，門頂都能滿足取水流量要求，同時(shí)還必須確保水流流態(tài)、流速等要求。疊梁門槽的底板高程一般可與進(jìn)水口底板高程相同，若高于進(jìn)水口底板高程，在低水位運(yùn)行時(shí)，即使疊梁門全部開啟，也可能會(huì)影響到取水流量，若疊梁門槽底板高程過低，則不但門槽易被泥沙淤積而影響到疊梁門的正常使用，而且疊梁門的過流能力應(yīng)大于工作門孔口過流能力和發(fā)電機(jī)組引用流量的要求。之間的流道(進(jìn)水倉(cāng)),經(jīng)進(jìn)水倉(cāng)流入進(jìn)水口。一般情況下，水流方向發(fā)生兩次變化，先由水平變?yōu)榇怪?，再有垂直變?yōu)樗?，水頭損失較大，故需盡量降低進(jìn)水倉(cāng)內(nèi)流速。進(jìn)水倉(cāng)寬度設(shè)計(jì)較大時(shí)，倉(cāng)內(nèi)流速小，但需要加長(zhǎng)疊梁門支承結(jié)構(gòu)，不僅增加了進(jìn)水口工程量，也增加了支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，尤其在高地震區(qū)，支承結(jié)構(gòu)太長(zhǎng)難以滿足抗震要求。進(jìn)水倉(cāng)寬度設(shè)計(jì)較小時(shí)，倉(cāng)內(nèi)流速大，水頭損失大，流態(tài)差。故進(jìn)水倉(cāng)寬度一般根據(jù)流量、流速、流態(tài)，以及進(jìn)水口以烏東德水電站進(jìn)水口為例，左右岸進(jìn)水塔進(jìn)水倉(cāng)寬度為8.60m、相應(yīng)倉(cāng)內(nèi)流速分別為2.8m/s、3.1m/s(因左右岸進(jìn)水塔寬度不同);受工程布置、地形地質(zhì)條件限制，左右岸進(jìn)水塔垂直水流向長(zhǎng)度不具備加長(zhǎng)條件，且塔體前緣已位于弱卸荷巖體，若加大進(jìn)水倉(cāng)寬度，進(jìn)水塔下游邊界只能向下游調(diào)整，從而使得左岸進(jìn)水口正面邊坡高度達(dá)300m級(jí)，對(duì)邊坡整體穩(wěn)定不利：而右岸7#、8#引水隧洞水平段僅長(zhǎng)5.0m、17.04m,將導(dǎo)致右岸引水發(fā)電建筑物布置困難。經(jīng)水工模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬驗(yàn)證，進(jìn)水倉(cāng)流速為2.8m/s、3.1m/s時(shí)，進(jìn)水口水流條件較好、流態(tài)平穩(wěn)，最大水頭損失也控制在已建同類同規(guī)模的分層取水進(jìn)根據(jù)對(duì)多個(gè)工程水工模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，由于疊梁門式進(jìn)水口流道內(nèi)存在水平向與豎向水流、閘墩?qǐng)A弧形尾部及支撐梁引發(fā)繞流，流道內(nèi)容易出現(xiàn)漩渦，并隨水流會(huì)發(fā)生移動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生貫通漩渦，危害結(jié)構(gòu)安全。因此在進(jìn)行流道內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)閘墩尾部形狀、門槽尺寸、支撐設(shè)置均應(yīng)進(jìn)行充分研究，消除有害漩渦。烏東德水電站、白鶴灘水電站和亭子口水利樞紐疊梁門分層取工程名稱部位名稱引水流量/進(jìn)水口孔長(zhǎng)度消除有害漩渦/孔m門頂最小淹沒總高度/m/層m每層高度m烏東德左/右水口1644攔污柵墩之間6層連系梁，豎向凈距7.5m;通倉(cāng)內(nèi)6層支撐梁，白鶴灘引水發(fā)電進(jìn)水口154666攔污柵墩之間6層連系梁；通倉(cāng)內(nèi)6層支亭子口引水發(fā)電進(jìn)水口4攔污柵墩之間6層連系梁；通倉(cāng)內(nèi)6層支水流流態(tài)及流速、進(jìn)水口水頭損失等方面綜合考慮。對(duì)于大中型的分層取水結(jié)構(gòu)，常通過水工模型試驗(yàn)確定，必要時(shí)采用數(shù)值模型計(jì)算復(fù)核。當(dāng)前的大中型分層取水工程研究成果表明，各工程的門頂最小控制取水深度也不盡相同，從10~30m不等，其中多數(shù)工程按不低于15m控制。在庫(kù)水位發(fā)生一定變化或需調(diào)整出庫(kù)水溫時(shí)，通過改變疊梁門高度控制取水流量和溫度。每提起或放下一節(jié)疊梁門，應(yīng)保證對(duì)出庫(kù)水溫沒有大的影響，則單節(jié)門葉高度宜小些；從啟閉疊梁門的操作運(yùn)行來考慮，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化程序，較少頻率，則單節(jié)門葉高度宜大些。單節(jié)門葉高度應(yīng)結(jié)合水庫(kù)水溫分層計(jì)算成果分析確定。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)工程研究情況，單節(jié)門葉高度3~15m不等，一般認(rèn)為5~10m較為合適。寬度不建議小于進(jìn)水口閘孔寬度的1/2,通倉(cāng)流道內(nèi)流速宜控制在0.8~2.0m/s,適當(dāng)增加通倉(cāng)流道寬度，有利于減小流速、改善水流條件。在進(jìn)行寬度設(shè)計(jì)時(shí)，黃登、烏東德、兩河口等水電站工程，利用檢修(備用)柵槽兼顧作為疊梁門門槽，亦或在攔污柵槽之后單獨(dú)設(shè)置疊梁門門槽，但是均為共用柵墩(閘墩),即攔污柵孔數(shù)與疊梁門孔數(shù)相同；第二種為類似光照水電站等工程的疊梁門布置方式，攔污柵與疊梁門分開布置，采用不同的柵墩(閘墩),疊梁門孔數(shù)少于攔污柵孔數(shù)。疊梁門門槽布置方式及型式宜結(jié)合地形地質(zhì)條件、樞紐布置、水嚴(yán)格，也不承擔(dān)檢修閘門之用，必要時(shí)，按常規(guī)閘門設(shè)置仍應(yīng)滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL285的有關(guān)規(guī)定。在較小范圍內(nèi)，但若因庫(kù)岸地形影響或攔污柵周圍污物不均勻堵塞，因圓環(huán)周圍進(jìn)水不均勻，可能產(chǎn)生渦流，對(duì)圓筒產(chǎn)生扭矩及不平衡徑向力，造成閘門扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、徑向振動(dòng)，因此，套筒式進(jìn)水口布置位置應(yīng)盡量保證環(huán)周一定范圍均筒懸掛套筒，筒口隨水位變化升降，保持固定取水深度。伸縮筒布置分為“上式”是把小直徑管段布置在進(jìn)口端。“上小下大式”多適用于浮筒(子)式，這種結(jié)構(gòu)上部管徑小，因此所需浮筒(子)提供的浮力較“上大下小式”小。“上小下大式”從上到下，筒徑由小變大，水流入筒后內(nèi)部擴(kuò)散，易產(chǎn)生局部負(fù)壓，引起閘門振動(dòng)，同時(shí)，產(chǎn)生下吸力，增大啟閉設(shè)備持住力；同時(shí)，這種布置隨筒徑增加承受的水頭也在增加，圓筒承受外荷載能力與筒徑的三次方成反比，大式”若采用機(jī)械式，較“上大下小式”啟閉力增大、鋼材耗量增大，水流條有管理?xiàng)l件的進(jìn)水口多采用機(jī)械式套筒式進(jìn)水口目前多采用機(jī)械式，可通過起吊設(shè)備靈活調(diào)節(jié)喇叭口取水深度控制取水流量；對(duì)供電、管理受限的工程，可選用浮筒(浮子)式。各工程可根據(jù)運(yùn)行管理需要及工程邊界條件情況綜合分接的可伸縮圓筒，通常采用金屬結(jié)構(gòu)，兼具進(jìn)水、導(dǎo)水、擋水功能，主要包括活動(dòng)部分(喇叭口及可伸縮圓筒)、埋固件(導(dǎo)軌、底檻、鎖定裝置等)、啟閉因此，采用套筒四周均勻布置豎向立柱安設(shè)導(dǎo)軌及限位裝置。當(dāng)柱高大與6m式設(shè)計(jì)影響筒體豎向垂直度，進(jìn)而影響筒體伸縮時(shí)，可將攔污柵與套筒分開設(shè)在套筒式進(jìn)水口下部，引水道(洞)首部設(shè)置底部取水口，并設(shè)相應(yīng)擋水閘門 (底部取水閘門),以加大取水幅度、減小圓筒閘門總高度、減少相應(yīng)土建工程量及工程投資、方便套筒底坎等部位檢修。在使用套筒門時(shí)，底部取水閘門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)水位下降至套筒門下部，不能滿足取水流量時(shí)，開啟底部取水4.5其他型式10m以上，水位漲落速度小于2m/h,每臺(tái)泵車日最大取水量為40000m3~60000m3時(shí)，可采用纜車式泵站。當(dāng)進(jìn)水口水位變化幅度在10m以上，水位漲落速度小于2m/h,水流流速較小時(shí)，可采用浮船式泵站。浪區(qū)；浮船位置不受江河航行、放筏的影響；枯水期間應(yīng)有足夠的水深，避開分流岔道的匯合口；為便于浮船定期檢修，應(yīng)考慮附近有可利用檢修場(chǎng)地的平門等組成。閘門利用塔內(nèi)外水頭差產(chǎn)生的水壓力，自動(dòng)開啟門葉過水，通過浮箱和拉鏈傳動(dòng)使門葉自動(dòng)關(guān)閉，因此不需啟閉設(shè)備。該型式進(jìn)水口閘門檢修較困難，水深較大時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，目前僅在少數(shù)小型水利工程上應(yīng)用，如四日日立一后擋梁檢修閘門主工作同4.5.8斜臥管式進(jìn)水口利用斜坡(岸坡、壩坡等)順坡修建取水通道(匯流斜井),根據(jù)取水溫度需求在不同高程設(shè)置進(jìn)水口引取目標(biāo)柵、進(jìn)水口控制閘(閥)門、斜臥管進(jìn)水道及消能設(shè)施等組成。斜臥管上端高水口，斜臥管末端設(shè)消能設(shè)施(消力池、消力井等),其后接引水洞(涵管)。已修建的小型斜臥管部分采用磚、石等材料建造，雖造價(jià)低廉，但易漏水；對(duì)于木塞式及混凝土塞式進(jìn)水孔口，操作不便。建議材質(zhì)選用便于標(biāo)準(zhǔn)化制造和安裝的材質(zhì)，如球墨鑄鐵、高強(qiáng)度聚合物(聚乙烯管HDPE、聚氯乙烯管UPVC)等。中國(guó)江西省豐城縣楓溪水庫(kù)(最大壩高17.5m)在斜涵上設(shè)置4個(gè)高程分別為64.3m、67.2m、70.1m、73.0m進(jìn)水口，以取表層水，壩下涵管的斜臥管式進(jìn)水口在1980年改建完成。進(jìn)水口設(shè)計(jì)流量為1.0m3/s,加大流量為2.966m3/s,分級(jí)取水孔為60cm×60cm的方形水平孔，級(jí)間高差2.9m?？卓谏厦嬖O(shè)水平蓋板閘門，側(cè)邊設(shè)導(dǎo)槽，使蓋板閘門在啟閉過程中不偏離孔位。溫圖2斜臥管式進(jìn)水口示意圖4.5.9疊虹吸式進(jìn)水口設(shè)計(jì)可參照《水電站引水渠道及前池設(shè)計(jì)規(guī)范》SL205-2015附錄D。疊虹吸式進(jìn)水口由攔污柵、虹吸管體、虹吸的發(fā)動(dòng)與斷流裝置等組成。虹吸管必需保證不漏氣，對(duì)管材及施工質(zhì)量要求高。該型式進(jìn)水口通過虹吸管駝峰頂部充入或釋放空氣而實(shí)現(xiàn)閘閥功能，因此無需再裝設(shè)鋼閘閥及啟閉系統(tǒng)，具有建設(shè)及運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)，近年來在日本得到廣泛應(yīng)用。2011年日本的Shizumi水壩最先開始采用該技術(shù)，共設(shè)有13座虹吸閘閥；2012年日本鳥取縣東部的Tono水壩也采用了這一技術(shù)，共設(shè)有17座虹吸閘閥。圖3垂直層疊虹吸式進(jìn)水口示意圖圖4日本鳥取縣Tono壩分層取水系統(tǒng)側(cè)面圖我國(guó)部分中小型電站采用了虹吸式進(jìn)水口，亦有工程采用虹吸式取水泄放生態(tài)流量。河南省嵩縣鋪溝水電站采用虹吸式進(jìn)水口。1983年7月建成發(fā)電，運(yùn)用良好。鋪溝水電站為無壓引水式，引用流量為12.0m3/s,發(fā)電水頭為16m,裝機(jī)容量為2×800kw。該虹吸式進(jìn)水口由虹吸式進(jìn)水管、真空破壞閥和抽氣射流泵三大部件組成。抽氣射流泵是把虹吸管駝峰空氣抽出，使虹吸管把水流從壓力前池引到壓力管，真空破壞閥是在停機(jī)時(shí)把虹吸管的水流斷開。4.6.10前置擋墻式進(jìn)水口布置應(yīng)滿足出庫(kù)水溫需要及進(jìn)水口水力學(xué)條件的要求。該型式進(jìn)水口目前在國(guó)內(nèi)已有多個(gè)工程應(yīng)用，如董箐水電站和羊曲水電站均在進(jìn)水口前設(shè)置擋墻，豐滿水電站利用原大壩拆除形成前置擋墻，運(yùn)行均能達(dá)到分層取水效果。470.0m;豐滿水電站正常蓄水位263.50m,死水定高度作為前置擋墻，墻頂高程237.50~240.0m。羊曲水電站正常蓄水位m243地校植淋水位)(盤計(jì)水恤450(發(fā)電教限本位鋼鄲多十擋T□中心懶eC檢7圖5董箐水電站進(jìn)水口剖面示意圖控制幕(隔水幕)式進(jìn)水口由浮筒、控制幕和引水管道等組成。浮筒懸浮于水庫(kù)表面，利用浮筒的浮力作用支撐控制幕的重量，控制幕懸掛于水庫(kù)內(nèi)，可調(diào)節(jié)控制幕的位置，達(dá)到控制出庫(kù)水溫的目的?？刂颇?隔水幕)對(duì)改造、擴(kuò)建和新建水庫(kù)具有較大的研究和應(yīng)用價(jià)值。目前在美國(guó)和日本部分水庫(kù)已有工程應(yīng)用和研究成果，如美國(guó)ShastaReservoir,LewistonReservoir(最大水深在建設(shè)實(shí)施中。采用隔水幕分層取水，可保留水庫(kù)原進(jìn)水口結(jié)構(gòu)，大大減少原吊水水溫分布圖6控制幕式(隔水幕)分層取水示意圖錨固墩提供浮力錨固墩提供浮力湖庫(kù)水面幕布織物纜繩帶底部排水閥的底部錯(cuò)固墩鎖鏈底部錨固墩底部排水閥5.0.2分層取水進(jìn)水口內(nèi)部水擊壓力值，可通過水工模型試驗(yàn)測(cè)定，若采用水力學(xué)數(shù)值計(jì)算成果，則應(yīng)確保計(jì)算成果的可靠性。5.0.3大中型分層取水進(jìn)水口一般引水流量規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)計(jì)算宜采用有限元法進(jìn)行整體分析。當(dāng)結(jié)構(gòu)有抗震要求時(shí)，宜使用擬靜力法和動(dòng)力法兩種方法分析，二者可互為驗(yàn)證。5.0.5固定孔口式進(jìn)水口的各取水口高程應(yīng)根據(jù)水庫(kù)水溫分層情況、出庫(kù)水溫要求、最小淹沒深度確定：取水口的空間位置同地形地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)布置尺寸、運(yùn)行管理要求等有關(guān)，需綜合比較確定。對(duì)于塔式結(jié)構(gòu)的固定孔口式取水型式，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，應(yīng)選取合適的取水口及匯水豎井型式，達(dá)到優(yōu)化體型結(jié)構(gòu)和改善受力條件的目的。5.0.6根據(jù)已建和在建的工程經(jīng)驗(yàn)，疊梁門分層取水口主要由墩體和聯(lián)系梁組成，可視為高大的空間框架結(jié)構(gòu)，在滿足分層取水效果和引水流量的前提下，需合理設(shè)計(jì)墩體及聯(lián)系梁的尺寸、間距等，以保證分層取水結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度和整體穩(wěn)定性，且水流流態(tài)應(yīng)維持在良好的狀態(tài)。對(duì)處于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)作抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)加強(qiáng)縱向和橫向結(jié)構(gòu)。5.0.7建議喇叭口曲線盡量與流線吻合，可盡量避免局部負(fù)壓。5.0.8套筒最小直徑應(yīng)根據(jù)取水流量等需要計(jì)算確定，因套筒直徑直接關(guān)系金屬結(jié)構(gòu)及圖建工程量、投資及運(yùn)行安全，建議套筒直徑按計(jì)算取水流量裕度不大于20%確定。目前國(guó)內(nèi)套筒式進(jìn)水口之所以取水流量多不大與20m3/s,主要是受限于套筒制造、運(yùn)輸及安裝。套筒單節(jié)高度應(yīng)具體考慮制造、運(yùn)輸、安裝、檢修條件等因素。5.0.9套筒筒間止水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮檢查、維修、更換方便。本導(dǎo)則僅給出矩形薄壁堰淹沒出流計(jì)算公式及套筒式進(jìn)水口喇叭口過流能力計(jì)算，見附錄A,其它型式條文要求要根據(jù)進(jìn)水口類型和功能分別按照SL319、道較短，沿程水頭損失很小，主要為局部水頭損失，如疊梁門頂堰流、通倉(cāng)內(nèi)縱橫水流、匯水豎井、進(jìn)口喇叭段、彎管段等都產(chǎn)生較大水頭損失。在水工模6.1.6流體力學(xué)數(shù)值分析可與水工模型試驗(yàn)相互驗(yàn)證，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算主要為流場(chǎng)計(jì)算，包括流速、流速分布、水頭損失等方面，可采用目前通用的CFD流體力學(xué)通用軟件進(jìn)行分析。流場(chǎng)計(jì)算主要為進(jìn)水口的湍流計(jì)算，由于其雷諾數(shù)通常較高，本導(dǎo)則推薦采用RANS方程法(ReynoldsAveragedNavier-Stokes)計(jì)算，數(shù)值模型采用Rk-ε模型(Realizablek-eModel)。建議在流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算時(shí)將流場(chǎng)與溫度場(chǎng)進(jìn)行耦合計(jì)算，對(duì)上游水庫(kù)水體賦予初始溫度場(chǎng)，通過能量方程、水流流態(tài)分布對(duì)熱傳導(dǎo)過程進(jìn)行計(jì)算，從水流流態(tài)及流速、進(jìn)水口水頭損失等方面綜合考慮。對(duì)于大中型的分層取水結(jié)構(gòu)，常通過水工模型試驗(yàn)確定、必要時(shí)采用數(shù)值模型計(jì)算復(fù)核。當(dāng)前的大中型分層取水工程研究成果表明，各工程的門頂最小控制取水深度也不盡相同，10～30m不等，其中多數(shù)工程按不低于15m控制或必須提起疊梁門(至少一節(jié))對(duì)于固定孔口式進(jìn)水口，其每個(gè)高程的進(jìn)水口都應(yīng)滿足對(duì)應(yīng)最低取水水位時(shí)的最小淹沒深度。對(duì)于虹吸式分層取水進(jìn)水口，其各個(gè)工況下確定的最低運(yùn)行水位均應(yīng)滿足防止產(chǎn)生貫通式漏斗漩渦的最小淹沒深度的要求。6.1.8機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，各層疊梁門所承受的附加水擊壓力從下至上依次遞減，中間墩槽疊梁門所承受附加水擊壓力大于邊墩槽疊梁門。同時(shí)在檢修門井、工作門井及通氣孔水面產(chǎn)生較大涌浪。進(jìn)水口塔體結(jié)構(gòu)內(nèi)的涌浪極值可通過水力學(xué)過渡過程計(jì)算實(shí)現(xiàn)，水擊波產(chǎn)生的水擊壓力呈脈動(dòng)形式，可通過水工模型試驗(yàn)測(cè)定。進(jìn)水口塔體結(jié)構(gòu)內(nèi)的水位波動(dòng)及脈動(dòng)壓力對(duì)進(jìn)水口結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定存在一定的危害，因此必須予以十分重視。6.1.9本導(dǎo)則通氣孔面積計(jì)算及引用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL74和SL285條文說明的相應(yīng)公式及建議值。6.2模型試驗(yàn)6.2.1、6.2.2分層取水進(jìn)水口一般規(guī)模較大、體型復(fù)雜，宜進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。模型試驗(yàn)應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL156～SL165的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.2.4、6.2.5本導(dǎo)則所羅列的固定孔口式進(jìn)水口及疊梁門式進(jìn)水口的水工模型試驗(yàn)要求及內(nèi)容基本滿足設(shè)計(jì)需要，較多大中型工程如灘坑、錦屏一級(jí)、溪洛渡、大石峽水電站等研究過程中試驗(yàn)內(nèi)容基本相同，已建的工程實(shí)施結(jié)果良好，如光照、灘坑水電站。各工程在進(jìn)行相應(yīng)的水工模型試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行其他項(xiàng)目的量測(cè)和研究。對(duì)于水頭損失測(cè)量，可根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)增大模型比例，提高測(cè)量精確度。6.2.6受限于結(jié)構(gòu)尺寸太大，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)組裝困難，組裝精度不易保證，國(guó)內(nèi)套筒式進(jìn)水口引水流量多不大于20m3/s。目前國(guó)內(nèi)尚缺乏大流量水力學(xué)及振動(dòng)情況等運(yùn)行效果的原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，因此，若取水流量大于20m3/s時(shí)，建議利用大比尺水工模型試驗(yàn)進(jìn)行專題研究。同時(shí)，若因地形影響導(dǎo)致喇叭口周圍進(jìn)水不均形成渦流，或?qū)ν搀w產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及徑向振動(dòng)，所以，模型試驗(yàn)應(yīng)考慮地形影響。6.2.7小型水利工程的分層取水建筑物一般規(guī)模小，功能要求單一，是否進(jìn)行水工模型試驗(yàn)可結(jié)合實(shí)際情況考慮。7金屬結(jié)構(gòu)7.1.2分層取水進(jìn)水口采用固定孔口式進(jìn)水口、疊梁門式進(jìn)水口型式時(shí)，為適應(yīng)不同水位變幅的取水流量要求，攔污柵基本采用通高式布置，也有一些工程，其分層取水口采用固定孔口式進(jìn)水口時(shí)(含共槽布置型式),攔污柵采用潛孔式或其他布置型式。比如云龍水庫(kù)，其輸水隧洞進(jìn)口為五邊形棱柱體分層取水塔，四個(gè)取水口分別位于五邊棱柱體4個(gè)迎水的立面井壁內(nèi)，每個(gè)進(jìn)水口閘門前均設(shè)置一扇欄污柵，為潛孔式布置型式；比如重慶玉灘水庫(kù)改建工程，其灌溉引水進(jìn)水口采用共槽的固定孔口式進(jìn)水口型式，閘門采用一種串聯(lián)平板閘門(已授權(quán)專利),閘門前設(shè)置一道攔污柵槽，攔污柵采用移動(dòng)式，可利用啟閉機(jī)提升至需要的取水水位，針對(duì)某一分層取水進(jìn)水口進(jìn)行攔污。對(duì)于庫(kù)區(qū)水位變幅較小的日調(diào)節(jié)水庫(kù)，國(guó)內(nèi)有些工程采用前置擋墻分層取水型式，攔污柵沒有采用通高式布置，采用了在攔污柵頂后部設(shè)置擋水板梁的潛孔型式，設(shè)置高度超出死水位一定深度即可，比如貴州北盤江董箐水電站，正常蓄水位490.00m,死水位483.00m,攔污柵頂部設(shè)置高程485.00m。套筒閘門設(shè)計(jì)時(shí)，也有將閘門和攔污柵相結(jié)合的工程實(shí)例，如升鐘灌區(qū)、蓬溪船山灌區(qū)工程中，其分層取水閘門采用套筒閘門，閘門前未單獨(dú)設(shè)置攔污柵，但在套筒閘門頂部圓筒取水口處7.1.3根據(jù)目前國(guó)內(nèi)河流污物性質(zhì)和數(shù)量，以及運(yùn)行時(shí)污物對(duì)分層取水閘門的影響，從技術(shù)可靠性角度考慮，分層取水閘門布置在攔污柵后，能更好的保障閘門正常運(yùn)用，降低啟閉容量，延長(zhǎng)閘門使用壽命。特殊條件下，也可布置在攔污柵前。過長(zhǎng)、檢修維護(hù)困難等問題，已在研發(fā)一些新的分層取水技術(shù)，比如LCRM、LCBDa項(xiàng)目研發(fā)的無級(jí)分層取水技術(shù)。該技術(shù)每套裝備水下部分由多節(jié)液壓驅(qū)動(dòng)式翻板閘門通過銷軸連成一體，每節(jié)門葉裝置由活動(dòng)門瓣和支撐活動(dòng)門瓣的流道閘組成，活動(dòng)門瓣通過流道閘內(nèi)設(shè)置的深潛液壓機(jī)操作，裝備水下整體通過進(jìn)水口閘井頂部設(shè)置的移動(dòng)式啟閉設(shè)備操作；在運(yùn)行期間，活動(dòng)門瓣通過深潛液壓機(jī)進(jìn)行局部開啟或全開全閉操作實(shí)現(xiàn)任意深度取水，因啟閉活動(dòng)門瓣的操作時(shí)間很短，大約10min,取水效率得到大幅提升，目前該裝備正在開展模7.1.7本條款設(shè)立的要求旨在確定閘門取水深度，固定孔口式分層取水閘門可設(shè)置工作狀態(tài)指示裝置，疊梁式、套筒式分層取水閘門可設(shè)置擋水高度指示裝置，其余型式分層取水閘門應(yīng)根據(jù)閘門和啟閉機(jī)布置、閘門運(yùn)用方式等綜合確7.2.1根據(jù)常規(guī)