【正文】 轉(zhuǎn)槳式機(jī)組和沖擊式機(jī)組本身能延緩切斷發(fā)電水流的速度，可用于控制涌波。非自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道用側(cè)堰溢流控制前池水位。通過計(jì)算確定渠道斷面尺寸和各項(xiàng)水力要素，用以把握水流狀況，確定各部位的水深、流速、水面高程，使引水渠道—前池系統(tǒng)在各種工況下運(yùn)行功能可靠，安全經(jīng)濟(jì)。對(duì)有綜合利用要求，或引水渠道、前池結(jié)合調(diào)節(jié)池布置的工程，在水力設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)其用途、上下游關(guān)系和運(yùn)用要求進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，擬定合理的運(yùn)行操作方式。設(shè)計(jì)布置調(diào)節(jié)池，應(yīng)通過水力計(jì)算，查明各連接渠段、旁通渠（管）、連接或泄水建筑物的水力特征和相互關(guān)系。這種布置情況下，調(diào)節(jié)池下游的渠道（調(diào)節(jié)池和前池之間的）段稱為高峰渠段，可利用調(diào)節(jié)池的水擔(dān)負(fù)峰荷發(fā)電，該段應(yīng)屬自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道。當(dāng)沖沙設(shè)施與水電站進(jìn)水口分開布置時(shí)，則宜采用導(dǎo)沙、束沙措施，如云南有的水電站側(cè)面引水，排沙閘設(shè)在進(jìn)水口的一側(cè)，在前池底部設(shè)排沙槽，其末端設(shè)排沙底孔。本規(guī)范在編制過程中走訪了有關(guān)專家和設(shè)計(jì)、運(yùn)行人員，并到工程現(xiàn)場考察，決定把這一成熟的科技成果納入本規(guī)范，可在小型水電站上推廣應(yīng)用。表9所示為國內(nèi)部分虹吸式進(jìn)水口電站的資料。虹吸式進(jìn)水口的主要優(yōu)點(diǎn)為：1 省去了進(jìn)口快速閘門和檢修閘門及其相應(yīng)的操作設(shè)備。構(gòu)成前池—引水渠道系統(tǒng)的一般性觀測，有條件的地方應(yīng)盡可能采用遙測、遙控裝置。為防止泥沙淤積和改善流態(tài)，本條指出在彎道終點(diǎn)與前池入口間，宜設(shè)直線調(diào)整段，用以調(diào)整彎道水流；也可在適當(dāng)位置加設(shè)分流導(dǎo)向設(shè)施，用以消除漩渦。平面布置的另一重要影響因素是前池內(nèi)排沙設(shè)施的布置與進(jìn)水方向的關(guān)系，涉及排沙設(shè)施能否有效發(fā)揮作用的問題，對(duì)多泥沙渠道尤為重要。這個(gè)思想是合理的，即不能孤立地談前池容積問題，而問題的實(shí)質(zhì)是下游邊界條件——開機(jī)流量一定的情況下，前池—引水渠道系統(tǒng)中的流體瞬變問題。如果把華安水電站的前池工作容積做得像九沖河水電站那樣大，即達(dá)到16091m3，這對(duì)華安水電站來說也只能達(dá)到Ws/QP為100s，而前池容積要較現(xiàn)有的5000m3加大兩倍以上，是難以實(shí)現(xiàn)的，也未必是合理的、必要的?！　小容積前池的代表工程。GB 50071中指出“前池的容積和水深應(yīng)滿足電站負(fù)荷變化時(shí)前池水位波動(dòng)小和沉沙的要求”，但沒有給出更具體的規(guī)定。布置在山坡上的前池，應(yīng)注意做好防止山坡坍塌、石崩以及暴雨洪水沖蝕的設(shè)計(jì)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，前池布置設(shè)計(jì)合理與否，對(duì)保證水電站正常運(yùn)行至關(guān)重要。工程實(shí)踐表明，開挖邊坡穩(wěn)定性的確定不只是受巖石本身強(qiáng)度的影響，往往還受巖石產(chǎn)狀、構(gòu)造等因素所控制。美國墾務(wù)局的超高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見圖3。從調(diào)查的情況來看，各地做法不一，但有一點(diǎn)值得注意，那就是不少情況下未考慮甩負(fù)荷時(shí)的涌波，或者說沒有按式（2）的要求去確定Fb值。少數(shù)未襯砌或襯砌標(biāo)準(zhǔn)低的渠道，大都運(yùn)行效果不良。該圖表明，渠道斷面形狀矩形、梯形均有，以梯形居多；圖中的b0～m曲線反映水力最佳斷面的條件，雖有少數(shù)工程采用b≈b0的斷面形式，但多數(shù)采用窄深式斷面，這說明渠道斷面b/h的選擇因涉及地形、地質(zhì)、高邊坡問題、施工條件、泥沙特征、使用條件、動(dòng)能經(jīng)濟(jì)等方面的因素，通過計(jì)算分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，不一定選擇水力最佳斷面。在新疆輪臺(tái)縣迪那河引水渠道上應(yīng)用，獲得排除推移質(zhì)泥沙的較好效果。排沙渦管出口應(yīng)設(shè)閥門并有必要的落差，保證出流順暢，排沙便利。為宜；渦管斷面為圓形，其直徑D可在（1/3～1/5）h范圍內(nèi)選用（h為上游渠道水深）；開口角度a =75176。前池由于其斷面較渠道擴(kuò)大，流速降低，有利于泥沙沉積，設(shè)置排沙設(shè)施也是必要的，但不宜把前池排沙當(dāng)做清除入渠泥沙的唯一措施，更不宜當(dāng)做沉沙池來對(duì)待。對(duì)于設(shè)置在渠道進(jìn)口或渠線上的側(cè)堰具有這一特點(diǎn)，而設(shè)置在前池內(nèi)的側(cè)堰，則因流速變緩，過堰流量較均勻，設(shè)計(jì)應(yīng)就堰頂長L和堰上水頭H做出適宜的比較和選擇。根據(jù)調(diào)查資料，側(cè)堰的水力設(shè)計(jì)條件可概括為：1 側(cè)堰的堰頂高程略高于設(shè)計(jì)流量下水電站正常運(yùn)行時(shí)的過境水流水面高程，～，供選擇之用。側(cè)堰上通常不設(shè)閘門，可自行對(duì)引水渠道中的水位（流量）起控制與調(diào)節(jié)作用。　引水渠道及渠系建筑物的防洪渠道引水式水電站多建于山區(qū)、丘陵地區(qū)。為實(shí)現(xiàn)這一目的，要在渠道中設(shè)置泄水建筑物，其堰頂要高于引水渠道通過最大流量時(shí)的水位，這種情況下引水渠道分成兩段，上段可按非自動(dòng)調(diào)節(jié)方式設(shè)計(jì)，而泄水建筑物下游的那一段具有自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道的性質(zhì)。本節(jié)指明有利于選擇自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道的條件。實(shí)踐表明，水電站引水渠道采用明渠和明流隧洞（或暗渠）相結(jié)合的方式是一種常見的布置形式，并且，渠線優(yōu)化工作應(yīng)貫穿于整個(gè)工程的設(shè)計(jì)及建設(shè)中去。 本條指出了設(shè)計(jì)引水渠道和前池應(yīng)具備的基本資料，這是設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。開展了專題研究，將成熟的工程經(jīng)驗(yàn)和科技成果引入規(guī)范，并吸取了國外在這一領(lǐng)域的有益經(jīng)驗(yàn)，用以指導(dǎo)水電站引水渠道和前池的設(shè)計(jì)。究其原因，這類電站多建于山區(qū)，受地形條件限制難以修建大型引水渠道；在平原、丘陵地區(qū)，則因人口稠密，如占地過多，對(duì)環(huán)境及社會(huì)影響較大，也限制了大型引水渠道的修建。污物問題在渠道引水式水電站設(shè)計(jì)上應(yīng)給予足夠的重視，攔污設(shè)施不僅在渠道進(jìn)水口和前池是必須設(shè)置的，對(duì)渠線較長且沿途仍有可觀數(shù)量的污物來源時(shí)，還應(yīng)考慮在適當(dāng)部位增設(shè)攔污柵，并采用適宜的清污機(jī)械，以保證水電站正常運(yùn)行和減少電能損失。第四章、 5　引水渠道布置　引水渠道線路的選擇～ 線路選擇是引水渠道設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，線路選擇得合理，可給施工帶來方便，減少維護(hù)管理費(fèi)用，提高水電站運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。側(cè)堰是開敞式泄水建筑物，對(duì)于給定的流量，泄水時(shí)的堰上水位，就相當(dāng)于該流量下機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)的涌波水位。表2列出了國內(nèi)部分自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道的工程特性。設(shè)置閘門還具有一定的防沙、防污、防冰以及導(dǎo)漂等作用?？拷M(jìn)水口外側(cè)的一定長度的渠段渠堤外坡的防洪問題，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算分析，確定適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)范圍和措施。渠道引水式電站多建于山區(qū)，易于布置單側(cè)溢流側(cè)堰。側(cè)堰溢流為非均勻變量流，過堰的單寬流量是不相等的。 泥沙對(duì)引水渠道、前池的淤積和水輪機(jī)的磨損問題，在我國較為普遍存在，特別是西北、西南地區(qū)。、小于60176。渦管排水流量Qs可用下式估算，即 （1）式中： A ——渦管斷面面積，； h ——上游渠道水深，m；Dy ——管中心至開口邊緣的距離，m； m ——流量系數(shù)，在a =30176。在安裝排沙渦管的同時(shí)，又在前池修建了一道曲線隔沙墻，將水電站進(jìn)水口與排沙閘隔開，達(dá)到撇清引水、間歇排沙的目的。當(dāng)渠線較長且受地形、地質(zhì)條件影響，需分段變坡時(shí)，坡度宜沿程增大，對(duì)多泥沙和輸冰運(yùn)行渠道這一點(diǎn)尤為重要，原因是可避免局部落淤或壅冰。據(jù)此，本規(guī)范給出了設(shè)計(jì)流速的選擇范圍。GB 50071按照上述的原則，給出了渠頂超高的范圍，見表3。3 考慮到渠道上建筑物及風(fēng)的影響等引起的水面波動(dòng)，一般為10cm～30cm，作為超高取其半波高5cm～15cm。對(duì)小型水電站，可按GB 50071的規(guī)定執(zhí)行。前池由引水渠道與池身間的連接（擴(kuò)展）段、池身和水電站進(jìn)水口組成。 在渠道引水式水電站中，前池起“承前啟后”的連接作用，其位置在山頂并面臨集中落差的壓力鋼管斜坡之上，因此應(yīng)把前池布置在穩(wěn)定的地基上，而不允許布置在填筑的地基上，且其承載能力、抗滑穩(wěn)定、地基變形、滲流控制及耐久性方面必須滿足工程要求，否則要做專門的處理設(shè)計(jì)。 本條給出了確定前池的池身長度、寬度和深度的原則。2 多數(shù)工程的LB/z為5～15。相反，華安水電站，其相應(yīng)于zs高度的工作容積為2043m3，僅夠機(jī)組引水流量QP=160m3/s的13s之用，即調(diào)節(jié)功能微不足道。另一方面，表中所列蘇帕河水電站前池，zs/z=，LB/z=，均位于統(tǒng)計(jì)平均值的范圍之內(nèi)，Ws/QP=695s約合11min，屬常見情況，不具備什么調(diào)節(jié)功能。 根據(jù)所收集的國內(nèi)外78個(gè)工程的前池資料來看，其平面布置和形狀很難找到兩個(gè)完全一樣的，見表8。上述經(jīng)驗(yàn)是值得借鑒的。渠道引水式電站的特點(diǎn)是渠道長，前池與廠房間的落差大，常需要在渠道進(jìn)水口引水渠道沿線和前池設(shè)置上述設(shè)備，有的設(shè)備如水位觀測設(shè)備，還宜將觀測信號(hào)送至廠房控制室中，以利監(jiān)測。虹吸管體可采用鋼筋混凝土、鋼筋混凝土加鋼板內(nèi)襯，或鋼板焊制，可視工程條件選擇應(yīng)用，但重要的是保證其氣密性，因?yàn)楹缥荏w在施工工藝上要求較嚴(yán)。浙江省水利水電勘測設(shè)計(jì)院對(duì)南江二級(jí)等四個(gè)水電站的虹吸式進(jìn)水口進(jìn)行了系統(tǒng)的原型觀測，證明上述五個(gè)方面的作用是肯定的，且對(duì)