【正文】 轉槳式機組和沖擊式機組本身能延緩切斷發(fā)電水流的速度，可用于控制涌波。非自動調節(jié)渠道用側堰溢流控制前池水位。通過計算確定渠道斷面尺寸和各項水力要素，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)在各種工況下運行功能可靠，安全經濟。對有綜合利用要求，或引水渠道、前池結合調節(jié)池布置的工程，在水力設計時應根據其用途、上下游關系和運用要求進行相應的計算，擬定合理的運行操作方式。設計布置調節(jié)池，應通過水力計算，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系。這種布置情況下，調節(jié)池下游的渠道（調節(jié)池和前池之間的）段稱為高峰渠段，可利用調節(jié)池的水擔負峰荷發(fā)電，該段應屬自動調節(jié)渠道。當沖沙設施與水電站進水口分開布置時，則宜采用導沙、束沙措施，如云南有的水電站側面引水，排沙閘設在進水口的一側，在前池底部設排沙槽，其末端設排沙底孔。本規(guī)范在編制過程中走訪了有關專家和設計、運行人員，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用。表9所示為國內部分虹吸式進水口電站的資料。虹吸式進水口的主要優(yōu)點為：1 省去了進口快速閘門和檢修閘門及其相應的操作設備。構成前池—引水渠道系統(tǒng)的一般性觀測，有條件的地方應盡可能采用遙測、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與前池入口間，宜設直線調整段，用以調整彎道水流；也可在適當位置加設分流導向設施，用以消除漩渦。平面布置的另一重要影響因素是前池內排沙設施的布置與進水方向的關系，涉及排沙設施能否有效發(fā)揮作用的問題，對多泥沙渠道尤為重要。這個思想是合理的，即不能孤立地談前池容積問題，而問題的實質是下游邊界條件——開機流量一定的情況下，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，即達到16091m3，這對華安水電站來說也只能達到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滿足電站負荷變化時前池水位波動小和沉沙的要求”，但沒有給出更具體的規(guī)定。布置在山坡上的前池，應注意做好防止山坡坍塌、石崩以及暴雨洪水沖蝕的設計。調查中發(fā)現(xiàn)，前池布置設計合理與否，對保證水電站正常運行至關重要。工程實踐表明，開挖邊坡穩(wěn)定性的確定不只是受巖石本身強度的影響，往往還受巖石產狀、構造等因素所控制。美國墾務局的超高設計標準見圖3。從調查的情況來看，各地做法不一，但有一點值得注意，那就是不少情況下未考慮甩負荷時的涌波，或者說沒有按式（2）的要求去確定Fb值。少數未襯砌或襯砌標準低的渠道，大都運行效果不良。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，雖有少數工程采用b≈b0的斷面形式，但多數采用窄深式斷面，這說明渠道斷面b/h的選擇因涉及地形、地質、高邊坡問題、施工條件、泥沙特征、使用條件、動能經濟等方面的因素，通過計算分析和技術經濟比較后，不一定選擇水力最佳斷面。在新疆輪臺縣迪那河引水渠道上應用，獲得排除推移質泥沙的較好效果。排沙渦管出口應設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大，流速降低，有利于泥沙沉積，設置排沙設施也是必要的，但不宜把前池排沙當做清除入渠泥沙的唯一措施，更不宜當做沉沙池來對待。對于設置在渠道進口或渠線上的側堰具有這一特點，而設置在前池內的側堰，則因流速變緩，過堰流量較均勻，設計應就堰頂長L和堰上水頭H做出適宜的比較和選擇。根據調查資料，側堰的水力設計條件可概括為：1 側堰的堰頂高程略高于設計流量下水電站正常運行時的過境水流水面高程，～，供選擇之用。側堰上通常不設閘門，可自行對引水渠道中的水位（流量）起控制與調節(jié)作用?！∫兰扒到ㄖ锏姆篮榍酪剿娬径嘟ㄓ谏絽^(qū)、丘陵地區(qū)。為實現(xiàn)這一目的，要在渠道中設置泄水建筑物，其堰頂要高于引水渠道通過最大流量時的水位，這種情況下引水渠道分成兩段，上段可按非自動調節(jié)方式設計，而泄水建筑物下游的那一段具有自動調節(jié)渠道的性質。本節(jié)指明有利于選擇自動調節(jié)渠道的條件。實踐表明，水電站引水渠道采用明渠和明流隧洞（或暗渠）相結合的方式是一種常見的布置形式，并且，渠線優(yōu)化工作應貫穿于整個工程的設計及建設中去。 本條指出了設計引水渠道和前池應具備的基本資料，這是設計工作的依據。開展了專題研究，將成熟的工程經驗和科技成果引入規(guī)范，并吸取了國外在這一領域的有益經驗，用以指導水電站引水渠道和前池的設計。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，對環(huán)境及社會影響較大，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計上應給予足夠的重視，攔污設施不僅在渠道進水口和前池是必須設置的，對渠線較長且沿途仍有可觀數量的污物來源時，還應考慮在適當部位增設攔污柵，并采用適宜的清污機械，以保證水電站正常運行和減少電能損失。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計的重要環(huán)節(jié)，線路選擇得合理，可給施工帶來方便，減少維護管理費用，提高水電站運行的可靠性和經濟效益。側堰是開敞式泄水建筑物，對于給定的流量，泄水時的堰上水位，就相當于該流量下機組突然甩負荷時的涌波水位。表2列出了國內部分自動調節(jié)渠道的工程特性。設置閘門還具有一定的防沙、防污、防冰以及導漂等作用。靠近進水口外側的一定長度的渠段渠堤外坡的防洪問題，應根據實際情況經計算分析，確定適當的防護范圍和措施。渠道引水式電站多建于山區(qū)，易于布置單側溢流側堰。側堰溢流為非均勻變量流，過堰的單寬流量是不相等的。 泥沙對引水渠道、前池的淤積和水輪機的磨損問題，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，在a =30176。在安裝排沙渦管的同時，又在前池修建了一道曲線隔沙墻，將水電站進水口與排沙閘隔開，達到撇清引水、間歇排沙的目的。當渠線較長且受地形、地質條件影響，需分段變坡時，坡度宜沿程增大，對多泥沙和輸冰運行渠道這一點尤為重要，原因是可避免局部落淤或壅冰。據此，本規(guī)范給出了設計流速的選擇范圍。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的影響等引起的水面波動，一般為10cm～30cm，作為超高取其半波高5cm～15cm。對小型水電站，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（擴展）段、池身和水電站進水口組成。 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計。 本條給出了確定前池的池身長度、寬度和深度的原則。2 多數工程的LB/z為5～15。相反，華安水電站，其相應于zs高度的工作容積為2043m3，僅夠機組引水流量QP=160m3/s的13s之用，即調節(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)計平均值的范圍之內，Ws/QP=695s約合11min，屬常見情況，不具備什么調節(jié)功能。 根據所收集的國內外78個工程的前池資料來看，其平面布置和形狀很難找到兩個完全一樣的，見表8。上述經驗是值得借鑒的。渠道引水式電站的特點是渠道長，前池與廠房間的落差大，常需要在渠道進水口引水渠道沿線和前池設置上述設備，有的設備如水位觀測設備，還宜將觀測信號送至廠房控制室中，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襯，或鋼板焊制，可視工程條件選擇應用，但重要的是保證其氣密性，因為虹吸管體在施工工藝上要求較嚴。浙江省水利水電勘測設計院對南江二級等四個水電站的虹吸式進水口進行了系統(tǒng)的原型觀測，證明上述五個方面的作用是肯定的，且對