1、山区小型水电站压力前池设计摘要：在山区小型水电站设计中压力前池的设计。着重研究如何确定压力前池结构尺寸。 关键词：小型水电站压力前池设计结构尺寸 中图分类号：TV742 文献标识码： A 文章编号： 本人设计了四个小型水电站的压力前池，经过不断的学习和实践，参考相关资料，总结了小型水电站压力前池结构尺寸的计算。 1 设计依据及参考资料 （1）设计依据：水电站引水渠道及前池设计规范 （DL/T 50791997） 、 小型水力发电站设计规范 （GB 500712002） 、 水电站进水口设计规范 （SD 30388） 。 （2）参考资料：水电站建筑物 （王树人董毓新主编） 、 水电站（成都水力发
2、电学校主编） 2 设计基本资料 机组台数 n1 单机容量 N 引水渠设计引用流量 Qp 单机引用流量 Q 设 引渠末端渠底高程 1 引渠末段渠底宽度b 引渠末段渠道边坡m 引渠末端渠道设计水深h 引渠末端渠道设计流速 v0 压力钢管根数 n2 压力钢管内径D 进水室隔墩厚度d 进水室拦污栅的允许最大流速 v 进 堰顶与过境水流水面的高差 h 侧堰类型正堰的流量系数 m0 3 侧堰布置及水力计算 3.1 侧堰堰顶高程的确定 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 4.5.3 条的规定，侧堰的堰顶高程应高于设计流量下水电站正常 运行时的过境水流水面高程h(0.10.2m) 过境水流水面高程2=渠末渠底
3、高程 + 渠道正常水深 侧堰堰顶高程3=2 + h 3.2 侧堰堰顶长度、堰上平均水头的确定 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 A.0.3 条，对于设一道侧堰的布置，当水电站在设计流量下正常运行，侧堰不溢水；当水电站突然甩全部负荷待水流稳定后全部流量从侧堰溢出，为控制工况。此时，侧堰下游引水渠道流量为零，侧堰泄流能力按公式 A3 确定。 （A3） 流量系数 mL 宜取（0.90.95）m0 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 4.5.3 条，侧堰的堰顶长度，堰上平均水头，需经计算比较确定。溢流堰长度与溢流堰顶水深有关，溢流水深过大，则单宽流量大，消能工程量大，但溢流水深小，则溢流堰长度就长，
4、影响前池平面布置，所以在计算时两者应统筹兼顾。根据上述原则，经试算确定堰顶长度和堰上平均水头。 4 压力前池各部分平面尺寸的拟定 4.1 前池池身平面尺寸的拟定 对于中小型电站进水室长度 L 进=35m 单管的进水室宽度 b 进=1.8D 进水室宽度 B 进=n2b 进+(n2-1)d 前池池身宽度 B 前=1.5B 进 前池池身长度 L 前=3.0B 前 5 压力前池特征水位的拟定 5.1 进水室入口处的水深 h 进（m）应满足下列条件： 即: 5.2 前池正常水位 Z 正常： 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 7.0.4 条，应以设计流量下水电站正常运行时的水位作为前池的正常水位。 Z
5、正常=渠末渠底高程 + 渠道正常水深 5.3 前池最高水位 Z 最高： 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 7.0.5 条，前池和引水渠道内的最高水位，应按照设计流量下正常运行时，水电站突然甩全部负荷时的最高涌波水位确定。 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 D.0.5 条，侧堰作为控制泄流建筑物，对涌波起到控制作用，即对引水道系统来说，控制工况是：电站甩满负荷待水流稳定后（涌波已消失） ，全部流量从侧堰侧堰溢出时，将恒定流时的堰上水头乘以 1.11.2 的系数，把这时的水位定为最高涌波水位。 即 Z 最高=堰顶高程3+1.2H 堰 5.4 前池最低水位 Z 最低： 根据水电站引水渠道及前池设
6、计规范第 7.0.6 条，前池最低水位可根据水电站运行要求确定。一般前池最低水位为电站突然增加负荷前前池的起始水位 Z0 减去突然增荷时的最低涌波hmax。 对于非自动调节渠道，起始水位 Z0 可取溢流堰顶高程3，最低涌波hmax 按一台机组运行突增到两台机组即发电流量由 8.1m3/s 突然增加到 16.2m3/s 时的前池水位降落。 引水渠道中产生落波时，波的传播速度 c0 和波高h0 可按一下两式联立求解： 负荷变化前的流量 Q0 负荷变化后的流量 Q 下面试算求解波速 c0、起始断面波高h0： 假设h0 波流量Q B0=b+2m(h-h0/2) 负荷变化前的过水面积 W0=Q0/v0 计算波速 c0 得起始断面波高h0 hmax=Kh0=2h0 Z 最低=Z 正常 - hmax 6 压力前池各部位高程的拟定 6.1 进水室淹没深度 S 的确定 根据水电站引水渠道及前池设计规范第 6.1.9 条规定，水电站进水口上缘淹没于最低水位以下的深度，应 按 SD303 确定。淹没深度按戈登公式确定： 式中： C系数，对于对称进水口，C=0.55 d进水口闸门高度， V进水口闸门断面流速 6.2 进水室底板高程的确定 进水室底板高程=最低水位-S-d。
