【正文】 對于通航渠道，必須考慮涌波控制措施。規(guī)范編制組成員訪問福建、浙江、北京、東北一些中小型水電站時，了解到已建水電站出現(xiàn)突然甩全負(fù)荷的事故屢見不鮮，因此，條文中規(guī)定“假定水電站各機(jī)組均突然由滿發(fā)流量減至零”?！? 電站突然甩負(fù)荷或增加負(fù)荷，都會在引水渠道—前池系統(tǒng)中產(chǎn)生非恒定急變流，形成涌波，其最高和最低涌波水位是確定堤頂高程和校驗(yàn)壓力水管進(jìn)水口最小淹沒深度的依據(jù)。當(dāng)從上游向下游推算時，須與前池處的設(shè)計(jì)水位相吻合，否則要對水力要素做適當(dāng)調(diào)整；當(dāng)已知前池水位高程，也可從下游向上游推算，但渠道進(jìn)水口前的水位應(yīng)滿足進(jìn)水能力的要求。就引水渠道系統(tǒng)而言，主要是水面線計(jì)算。無論什么情況下確定的最低水位，均須滿足防止產(chǎn)生貫通式漏斗漩渦的最小淹沒深度的要求。但有的情況下，例如在汛期上游水位變幅大，渠道進(jìn)水口雖設(shè)有閘門，經(jīng)論證確認(rèn)有多余流量入渠，或有區(qū)間入流時，可視為校核工況，應(yīng)通過水力設(shè)計(jì)和計(jì)算，并采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，保證工程安全。對所采用的排沙方式和布置，應(yīng)進(jìn)行水力設(shè)計(jì)和計(jì)算，在滿足排沙和布置要求的前提下，其泄流能力應(yīng)有所控制；根據(jù)泥沙特性，要注意抗磨蝕措施，并應(yīng)便于檢修。這些建筑物應(yīng)按前池內(nèi)為最低水位時的最大流量設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^連接渠道或管道向渠道、前池或壓力管道供水。四川省磨房溝二級水電站屬于此類（無旁通渠道）。調(diào)節(jié)池的布置大體有三種情況：1　與渠道結(jié)合或相連通。調(diào)查資料表明，有的電站采用夜間用電低谷時充水沖沙；洪水季節(jié)水量充沛，水多沙多，可連續(xù)或間歇沖沙；有的工程采用降低運(yùn)行水位沖沙。　　前池內(nèi)的排沙底孔多布置在進(jìn)水口下部；排沙槽或排沙閘也可布置在前池內(nèi)或引水渠道上。 。四川省新林電站和甘肅省白鶴橋電站的進(jìn)口攔污柵都設(shè)于前池入口處。從水位變幅值來看。虹吸式進(jìn)水口是利用虹吸原理工作的，由于其后接流速受限定的壓力管道，便構(gòu)成了虹吸式進(jìn)水口與虹吸溢洪道的區(qū)別所在。3 操作方便可靠，維修工作大大減少。此外，對于多臺機(jī)組的電站，以一管一機(jī)為宜。對于前者應(yīng)按SD 303進(jìn)行設(shè)計(jì)。多泥沙渠道對泥沙情況的觀測也是必要的。受地形條件限制，小型工程布置地下洞室式前池也是可行的。但鑒于泥沙問題的復(fù)雜性，加之工程布置上的多樣性，應(yīng)結(jié)合工程具體條件，參照已成工程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2 正面進(jìn)水、側(cè)面排沙。按水電站進(jìn)水口軸線與引水渠道軸線間的相對位置，可概括為兩種基本布置形式，即兩者中心線相重合的正面進(jìn)水布置和兩者中心線某一角度的側(cè)面進(jìn)水布置。此外，還有系統(tǒng)的調(diào)蓄作用，這些都是可以通過水力計(jì)算來解決的。通常，水電站運(yùn)行前，先打開渠道進(jìn)水口閘門引進(jìn)所需的流量，對自動調(diào)節(jié)渠道應(yīng)待水位升至一定高程后開機(jī)；對非自動調(diào)節(jié)渠道應(yīng)是側(cè)堰先溢水后才能開機(jī)，以保持引水渠道流態(tài)穩(wěn)定。這并不排斥在有適宜條件的地方，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證許可的條件下，把前池尺寸做大，特別是高水頭小流量電站。調(diào)查表明，為減少棄水，機(jī)組不停地在調(diào)整動作，前池溢流堰不時有少量翻水。對表7中兩個典型工程實(shí)例進(jìn)行對比分析。3 有少數(shù)幾個工程的參數(shù)值偏離多數(shù)點(diǎn)據(jù)的范圍，說明其工作容積Ws/QP值偏大，但也還有個別特大、特小的，現(xiàn)列于表7中。為了闡明這一問題，我們從分析國內(nèi)已建工程的資料入手。并未提出容積要求，故而只需正確確定前池的長度、寬度和深度。如某水電站，前池長90m。巖層產(chǎn)狀、地下水作用等均會影響邊坡及建筑物的穩(wěn)定。因此，本條強(qiáng)調(diào)了前池作為連接建筑物設(shè)計(jì)的重要性并使之具備其應(yīng)有的功能。要求具有調(diào)整和穩(wěn)定水流的作用，以保證向壓力管道均勻分配水量，并在各種工況和來流條件下，都能保證水電站正常運(yùn)行。開挖邊坡采用的分級高度一般為10m～30m，～，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)開挖邊坡的具體情況，如與傍山公路、施工道路相結(jié)合等，加以確定。 邊坡穩(wěn)定是傍山開挖的水電站引水渠道工程較為常見的問題，設(shè)計(jì)時應(yīng)予以足夠的重視。圖3 美國墾務(wù)局渠道超高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖表6　安全超高和超泄能力比較表項(xiàng)目 流量規(guī)范國別斷面特征（b，h）mdm滿襯砌斷面過流量與設(shè)計(jì)流量之比303030美國墾務(wù)局日本由表6可見，兩規(guī)范的d 值在數(shù)量級上是接近的，可以作為設(shè)計(jì)的參考依據(jù)；而其中所列的超泄能力對理解d 的意義是有價值的，設(shè)置側(cè)堰的非自動調(diào)節(jié)渠道，側(cè)堰本身也具有超泄能力。表4　不同條件下安全超高d 的值編號渠 道 種 類d 的數(shù)值土 渠襯 砌 渠 道瀝青砂漿、堆石護(hù)面等混凝土護(hù)面等1大型渠道流量大于200m3/s～～～2中型渠道流量30m3/s～200m3/s～～～3小型渠道流量小于30m3/s～～～表5　不同條件下d 和Fb值流 量m3/sdmFb的最小許可值m＞200～～200～30～～＜30～～考慮渠道遭遇不可預(yù)見的事態(tài)。前蘇聯(lián)1959年《水力發(fā)電站的引水渠道》設(shè)計(jì)規(guī)范給出的d值如表4所示，其關(guān)于前池的設(shè)計(jì)規(guī)范中給出的d 值和Fb的最小許可值如表5所示。表3　渠 頂 安 全 超 高最大流量m3/s＞5050～10＜10安全超高m～　注：渠內(nèi)的水位按最大流量時最高涌波水位計(jì)算。 渠道超高是考慮運(yùn)行中不可預(yù)見的因素，為工程安全提供儲備的綜合措施。此外，從水力學(xué)觀點(diǎn)來看，渠道流速大或者水流的弗勞德數(shù)為平均流速，h為平均水深）偏大，渠內(nèi)水流易產(chǎn)生波動，且對側(cè)堰泄流不利。根據(jù)國內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)了對中型水電站工程和低水頭大流量的小型水電站引水渠道的設(shè)計(jì)流速合理取值的重要性，由于低水頭大流量情況下發(fā)電水頭對水電站出力的影響較大，因此直接關(guān)系到水頭損失的渠道流速，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。 本條根據(jù)國內(nèi)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給出了不同情況下選擇渠道橫斷面形式的適宜條件。設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮渠道沿線的地形、地質(zhì)條件，以及環(huán)境（如移民搬遷，占用耕地等）、施工（施工設(shè)備、條件、挖填平衡等）、運(yùn)行管理等要求，通過不同方案的水力計(jì)算和相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選用?，F(xiàn)在兩項(xiàng)措施聯(lián)合運(yùn)用，汛期水量豐富時可在夜間電站降低負(fù)荷時用渦管排沙，平、枯水季節(jié)每半月用前池處的排沙閘排沙，至今運(yùn)行效果良好。在我國陜西、新疆、甘肅等有十余處工程上應(yīng)用?！?0176。一般可用90176。以45176。近年來國內(nèi)在引水渠道上行之有效的排沙措施有：1 渦管排沙，其布置如圖1所示。泥沙防治應(yīng)在渠道進(jìn)水口防止和減少泥沙入渠。 在引水渠道上的重要建筑物，如渡槽、倒虹吸以及難以避開的難工險(xiǎn)段之前，設(shè)置必要的保護(hù)性退水建筑物是合理的。對于緩流條件下的水電站引水渠道上的側(cè)堰，過堰水流沿堰長度方向呈壅水曲線，受側(cè)向出流角度、分速度的影響。2 側(cè)堰的堰頂長度L與所在位置處的渠道水面寬（或前池水面寬）b之比L/b，在40個工程實(shí)例中，L/b=2～8的約占50％；＜L/b＜2的范圍；布置在渠道中的L/b值都大于2。但有的工程，如裝機(jī)容量為60MW的福建省華安水電站，由于引水隧洞出口緊接前池，受地形條件限制，因此在前池內(nèi)布置了兩岸對稱的雙側(cè)溢流側(cè)堰，其靠山一側(cè)的堰后水流通過前池下部的廊道排出。側(cè)堰位置選擇要依地形、地質(zhì)條件經(jīng)方案比較確定?！∫郎系慕ㄖ锊贾谩? 根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)非自動調(diào)節(jié)渠道上的泄水建筑物絕大多數(shù)采用側(cè)堰（僅收集到兩個采用虹吸泄水道的實(shí)例）。引水渠道在暴雨洪水情況下，發(fā)生事故的不乏其例。對于非自動調(diào)節(jié)渠道，還須依靠操作進(jìn)水閘門來適當(dāng)限制汛期進(jìn)入渠道的流量?？傊?，渠道形式的合理選擇，應(yīng)結(jié)合具體工程的地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)行、河流水源情況及樞紐總體布置等條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。表2　國內(nèi)部分自動調(diào)節(jié)渠道的工程特性工程名稱譚家堰雙柏紅石橋永久晨光301遙田南津渡沉江渡地 址四川省都江堰市四川省都江堰市四川省彭縣黑龍江省湯原縣黑龍江省依藍(lán)縣吉林省安圖縣湖南省耒陽市湖南省永州市湖南省城步縣電站裝機(jī)容量MW2222534