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NBT 10390-2020 水电工程沉沙池设计规范.pdf3.1.1沉沙池设计应收集下列基本资料：
3.2入池含沙量及泥沙级配确定
2.1时段平均入池含沙量应根据取水枢纽引水期入池逐日平均含沙量和逐日平均弓 量按下式计算：
QB/T 2172-2014 注塑拉链式中：S一一时段平均入池含沙量（kg/m²）； T一时段天数： Q一第i日平均引水流量（m²/s）；
Z Q,s. Z.0
3.2.2作为沉沙池设计依据的代表性入池悬移质含沙量和颗粒级配，应根据沉沙池类型、河流输沙特性和水库沉沙作用，经分析论证后选用。3.3沉沙池设置条件及泥沙沉降标准3.3.1沉沙池的设置初步判别（图3.3.1）应根据过机多年平均含沙量Sp、过机多年平均粗粒径含沙量S"与水轮机额定水头H的交点确定。交点均位于图A区的，可不设置沉沙池；交点均位于图C区的，宜设置沉沙池；交点均位于图B区的，当水轮机过流部件的水力设计、结构设计及材料采用了可靠的抗磨措施，可不设置沉沙池。500适用于混流式及轴流式水轮机的电站s适用于水斗式水轮机的电站400C300C200ABCB100A0100200300400500600Hr(m)(a) Hr~Sp5
180适用于Hr<100m的水电工程,d>0.35mm适用于100
挖待沉自流沉沙、扬水沉沙或分期实施的自流与扬水结合等型式。T（a）湖泊型（b）条带型Y(c）梭型I(d）梭型ⅡI图4.0.4条渠沉沙池1一进水闸；2一渠道；3—沉沙条渠；4一节制闸9
5.1.1沉沙池布置应与枢纽布置相协调，合理利用地形、避开不良地段，结合地质条件 工程特点、运行条件、经济指标等因素综合确定。 5.1.2沉沙池进口宜布置在河道稳定、流态平缓地段，必要时可对河道进行适当改造。 5.1.3沉沙池宜邻近首部取水枢纽进水口布置，当受地形条件限制或冲沙水头不能满足 要求时，可沿引水道下移至适当位置，亦可布置为地下式。 5.1.4沉沙池轴线宜与沉沙池进口前引渠的轴线重合，有夹角时应采取措施保证进入沉 沙池工作段水流的横向及竖向流速分布均匀。
5.1.5沉沙池主要建筑物的设置应使水流均匀扩散至沉沙池工作段，并应
1沉沙池的引渠应满足设计引用流量下的输水和防淤要求，宜在引渠适当位置设置 截排底沙设施。 2扩散段平面布置宜采用对称扩散型式，单侧扩散角不宜大于12°。采用非对称扩散 型式时，两侧扩散角之和不宜大于24°。该段底板与工作段底板连接处不宜出现跌坎。 3配水墩应设置于扩散段内，其位置、尺寸、方向和整流栅的排距、栅距等宜通过 水力学模型试验确定。 4池室、池厢进口闸闸槛顶应与其上游底板齐平或略高，并宜高于池室、池厢设计 泥沙淤积面。有污物来源的应在进口闸设拦污及清污设施。闸门应满足局部开后工况 要求。 5池室的边墙和隔墙应与相应的池室进口闸的闸墩平顺连接，边墙、隔墙的迎水面 坡度不宜缓于1:0.1。 6根据需要可在沉沙池的引渠、工作段或输水道适当部位设置旁侧溢流堰，堰顶高 程宜略高于沉沙池运行水位。溢流能力应根据运行要求等因素确定。 5.1.6排沙道宜采用无压排沙形式，其纵坡不应缓于沉沙池工作段纵坡。排沙道出口应 有抗冲、防淤措施，并应在河道2年洪水重现期水位时保持排沙通畅。
5.2定期冲洗式沉沙池
5.2.1定期冲洗式沉沙池应设池室进口闸，池室内设有池厢时应设池厢进口闸，进口闸 的孔数应与池室厢数一致。各池厢间的隔墙应与相应的池厢进口闸的闸墩相连接，墙顶 应高于设计泥沙淤积面以上的冲沙水面高程0.5m。 5.2.2沉沙池工作段尾部可设置侧向、横向溢流堰和集水槽，溢流堰顶水深宜小于0.2m， 溢流堰和集水槽均应满足自由出流条件。侧向和横向集水槽断面应通过水力学计算确定。 5.2.3沉沙池末横墙底部宜设置排沙孔，排沙孔的流量宜取工作流量的5%~8%。每池厢 的排沙孔不宜少于2孔。 5.2.4沉沙池工作段末端应设置冲沙闸，冲沙闸的闸门及启闭机械应满足闸门局部开启 工况的要求。
5.2.5沉沙池下游输水道应设置出口闸。
5.3连续冲洗式沉沙池
5.3.1沉沙池冲洗系统应设置若干条支廊道和主廊道。 5.3.2沉沙池工作段池底可沿池宽方向做成若干倒梯形槽，槽壁与水平向夹角宜大于泥 沙水下休止角。
5.3.2沉沙池工作段池底可沿池宽方向做成若干倒梯形槽，槽壁与水平向夹角宜大于泥 沙水下休止角。 5.3.3支廊道应顺水流方向布置于沉沙池梯形槽底部，梯形槽底板应布置与冲沙支廊道 相通的进沙孔。各条支廊道宜分别汇入一条主廊道。沉沙池工作段内宜设置多个冲洗系 统，前段冲洗系统的支廊道长度宜短于后段冲洗系统的支廊道长度。 5.3.4主廊道、支廊道应满足排沙水力学要求，并应采取抗磨措施。冲沙主廊道出口应 有抗冲、防淤措施并保证排沙通畅。
5.3.6沉沙池下游连接段宜采用逐渐收缩
5.4.1条渠沉沙池可根据地形条件布置为湖泊形、条带形或梭形。 5.4.2条渠沉沙池进口、出口宜设置节制闸，按上、中、下分段布置。 5.4.3 条渠沉沙池的围堤、格堤边坡应根据筑堤材料的特性以及条渠的规模等因素确定。 5.4.4堤顶高程应按水面高程加波浪爬高和安全超高确定。
5.4.5堤顶宽度应满足交通及防护要求 5.4.6条渠布设应采取有效的防渗、截渗和排渗措施。
5.4.5堤顶宽度应满足交通及防护要求。
6水力设计及主要尺寸计算
6.1.1沉沙池主要水力断面尺寸应根据地形、地质条件拟定不同方案，经技术经济比较 后确定。 6.1.2定期冲洗式沉沙池应主要包括上游连接段、工作段及其溢流堰区、集水和排沙系 统。 6.1.3 连续冲洗式沉沙池应主要包括上游连接段、工作段、下游连接段、排沙廊道系统 6.1.4 沉沙池水力计算宜包含下列内容： 1过流能力计算。 2水面线计算。 3泥沙沉降率计算。 4泥沙淤积计算。 5冲沙水力计算。 6.1.5 泥沙沉降计算应符合本规范附录A的规定。 6.1.6水力学条件复杂的沉沙池宜经模型试验验证。
6.2引渠及上游连接段
5.2.1引渠及上游连接段水力设计应使渠内水流平顺、稳定，水面波动逐步减小，并应 避免回流和漩涡。
6.3.1沉沙池工作段尺寸应根据流量、泥沙沉速、淤沙容积、淤积时间、临界冲沙流速 冲洗周期、冲沙方式等因素综合确定。 6.3.2定期冲洗式沉沙池工作段进口应有足够的工作深度，并考虑运行期泥沙淤积的影 响。工作段进口水深不宜过大。工作深度和进口水深可按下列公式计算：
H≤Z+ (iLw+ioLo) V
式中：H 一工作段进口工作深度（m）： H一工作段进口水深（m）； 4Hk一 一工作段进口设计泥沙淤积厚度（m），初拟方案时可取25%H～30%H； △Z一一工作段进口水位与排沙道出口天然河道水位差（m）； 排沙道冲沙单宽流量(m²/（sm））； i一沉沙池工作段底坡； Lw一沉沙池工作段长度（m）; i0一排沙道底坡； Lo一排沙道长度（m）。 6.3.3连续冲洗式沉沙池工作段进口工作深度应保证具有足够的冲沙流速，可按下式 算：
He≤Zi— (1+Z) D 2g Jo C?R
式中：4ZI 沉沙池运行水位与廊道出口处顶的高差（m）； Z一一局部水头损失系数总和； L一一支廊道和主廊道总长度（m）； g一重力加速度（m/s²）; C一谢才系数： R一水力半径（m）。 6.3.4 条渠沉沙池水深宜为2.0m~3.5m。 6.3.5水力冲洗式沉沙池单室工作段宽度由流量、水深及流速确定，可按下式计算：
式中：B一工作宽度（m）； Q一工作流量（m3/s）; U一一工作段平均流速（m/s），初拟方案时，当泥沙沉降最小粒径为0.05mm~0.10mm 时，其值可取0.05m/s~0.15m/s；当泥沙沉降最小粒径为0.25mm时，其值可取
0.25m/s~0.55m/s；当泥沙沉降最小粒径为0.35mm时，其值可取0.40m/s ~0.80m/s; Hw一一平均工作深度（m)。 水力冲洗式沉沙池单室工作段宽度与深度之比不宜大于4.5 定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度可按下式计算：
式中：bs一一定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度（m）； Q—池厢冲洗流量（m3/s); qs—池厢单宽冲洗流量（m/（sm))。 6.3.8条渠沉沙池工作宽度可按本规范公式（6.3.5）初选尺寸，当出池泥沙允许粒径不 大于0.05mm时，v值可取0.20m/s~0.40m/s。 6.3.9沉沙池工作长度的确定应符合下列要求： 1应初拟多个主要尺寸方案，按本规范附录A规定经泥沙沉降计算确定工作长度。 2悬移质泥沙沉速计算应符合本规范附录B的规定。 3沉沙池工作段设计长度宜取计算长度的1.2倍 6.3.10设有侧向溢流堰的定期冲洗式沉沙池可根据工作段尾部溢流堰区的堰前含沙量 垂线分布计算出池分组含沙量。各池室的侧向溢流堰合计长度可按下式计算
0, 1 β( (m/2gh3/2
式中：Le一池室侧向溢流堰合计长度（m）； Q一池室引用流量（m3/s ） bf一一池室横向正堰宽度（m）； hf一堰顶平均水深（m）； m一流量系数； β一溢流堰的侧向影响系数。 6.3.11条渠沉沙池和各时段末出池断面分组含沙量可按本规范第A.2节的有关规定计 算。当出池断面颗粒级配和含沙量接近设计标准上限时，可将其累积运行时间作为条渠 沉沙池的使用期限，
6.3.12定期冲洗式沉沙池的工作段应具有保证冲沙水流的流速要求的纵向底坡，纵向底 坡可按下式计算：
式中：Ui.—工作段冲沙流速（m/s）。
6.4下游连接段及输水道
6.4.1有压引水道的连接段及输水道水深应满足有压进水口最小淹没深度要求，避免出 现立轴旋涡和掺气现象， 6.4.2连接段及输水道最高水位应按设计流量下正常运行时水电站突然丢弃全部负荷的 最高涌波水位确定。 6.4.3当沉沙池设溢流堰时，对溢出水流应设置消能设施
6.5沉沙池及排沙道水力学计算
6.5.1沉沙池排沙水力计算应按本规范附录C的有关规定执行。冲沙流速应大于池内泥沙 的临界冲沙流速。临界冲沙流速可按本规范第C.1节中的临界冲沙流速公式计算。 6.5.2定期冲洗式沉沙池冲洗周期与淤沙容积应结合调度运行进行技术经济比较确定 冲洗周期内的淤积体积、淤积时间、冲洗周期可按本规范附录A的有关规定计算 6.5.3定期冲洗式沉沙池的设计冲沙单宽流量、冲沙历时可按本规范第C.2节中无压排沙 水力学方法计算。 6.5.4定期冲洗式沉沙池的冲洗历时可分为泄空冲洗、溯源冲洗和沿程冲洗三个阶段进 行计算。沉沙池冲洗计算可按本规范附录D的有关规定进行。 6.5.5连续冲洗式沉沙池的廊道水力学计算可按本规范第C.1节中有压排沙水力计算方 法进行。当进行排沙廊道输沙能力复核时，入池含沙量可根据实测最大含沙量选用
1.1沉沙池结构型式和尺寸应根据工程布置、水力设计、地基及运用条件，经技术 齐比较确定
7.1.1沉沙池结构型式和尺寸应根据工程布置、水力设计、地基及运用条件，经技术经 济比较确定。 7.1.2沉沙池宜采用钢筋混凝土结构，也可采用其他结构。 7.1.3沉沙池结构应满足耐久性和各种设计状况下的稳定、强度要求。沉沙池混凝土结 构的混凝土强度等级不应低于C20，砌石结构强度等级不应低于MU30，水泥砂浆强度等 级不应低于M10 7.1.4混凝土结构应满足现行行业标准《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057的要求。 7.1.5沉沙池的工作段和冲沙道、排沙道断面型式及尺寸均应便于冲沙和检修。支廊道 和主廊道的冲沙廊道过水断面宜采用矩形，主廊道高度不宜小于1.5m，支廊道的过水断 面应沿程加大。 7.1.6连续冲洗式沉沙池冲沙支廊道顶板宜采用预制盖板。顶板上应设进沙孔，进沙孔 宜选用百叶窗式孔口。 7.1.7寒冷地区和严寒地区的沉沙池设计应根据冬、春季运用要求，采取防止冰冻和泄 放冰凌措施。沉沙池基础应采取防冻胀措施。 7.1.8沉沙池相关结构应满足安全稳定运行要求，对地基采取必要的处理措施。 7.1.9沉沙池应根据运行、交通、检修需要设置必要的爬梯、交通桥、工作桥、进人孔 起重挂钩等设施。 7.1.10沉沙池边墙应有足够的超高，池室的边墙宜高于最高水位0.5m，隔墙宜高于正 常运行水位0.5m。边墙外地表宜设排水通道。 7.1.11沉沙池结构应考虑当地气候条件、结构特点、基础约束等因素，满足温度变形及 沉降的要求，沿垂直水流方向设置伸缩缝、沉降缝等结构缝，缝间距可采用10m～20m。 当工作段或上游连接段内设有隔水墙或配水墩时，隔水墙或配水墩与底板可组成T型结 构，按T型结构计算。当工作段无隔水墙时，若池宽较大，应根据地基条件设置纵向结构 缝；若池宽较小，边墙和底板亦可作为整体式，按U型结构计算。结构缝应设置止水措施
7.2.1沉沙池结构计算应考虑持久状况、短暂状况、偶然状况。
7.2.2沉沙池结构设计宜根据需要进行下列计算和验算： 1 结构整体抗滑和抗浮稳定性。 2地基承载力和地基沉降。 3结构各部位强度。 7.2.3沉沙池结构及构件应根据沉沙池各种计算荷载性质进行分析计算，可按现行行业 标准《水闸设计规范》NB/T35023的有关规定进行。 7.2.4土基上的分离式结构，建基面不得出现拉应力。 7.2.5岩基上的分离式结构，持久状况下建基面不应出现拉应力，短暂状况、偶然状况 建基面可出现不大于0.1MPa的拉应力
8.0.1沉沙池的运行设计应符合沉沙池运行水位、设计入池流量、设计含沙量、泥沙沉 降设计标准和运用时间等要求。 8.0.2沉沙池应根据运行要求设置必要的运行和检修设施、清淤设施或辅助冲洗设施。 8.0.3运行设计应根据沉沙池功能要求和使用特性，提出检修时机建议。 8.0.4定期冲洗式沉沙池运行设计，应提出冲洗时机、冲洗方式及闸门调度方式。当弓 水含沙量或粒径超过设计控制条件时，应提出减小引水流量直至暂停运行的要求。设计 应提出沉沙池排沙孔运行方式。 8.0.5连续冲洗式沉沙池运行设计，应提出连续开启冲沙廊道出口闸门排沙的运行方式 当出现入池含沙量大于设计含沙量时，应提出调整运行安排直至暂停运行的要求。 8.0.6条渠沉沙池宜采用高水高淤、低水低淤的分期淤高方式。对较长的条渠沉沙池， 可采用自上而下的分段放淤方式。
0优伙 观测设施及设备、观测方法、观测资料整编分析要求等内容。 9.0.2沉沙池主要水沙观测项目可包括下列内容： 1入池流量及水位。 2沉沙池进口、出口及沿池的含沙量和颗粒级配变化， 3水流流速分布。 9.0.3定期冲洗式沉沙池除应观测本规范第9.0.2条规定的项目外，还可包括下列项目： 1池内淤积变化及淤沙干密度。 2底孔排沙流量和含沙量。 3池末溢流堰堰前含沙量垂线分布。 4冲洗过程中的池厢进口、出口断面含沙量、沿程水面和沙面变化。 9.0.4连续冲洗式沉沙池除应包括本规范第9.0.2条规定的观测项目外，还可包括在各排 沙廊道出口取单样计算含沙量、输沙率，并作颗粒级配分析等。 9.0.5观测断面位置布设和数量应能控制过池水力泥沙因子的沿程变化，观测设施布置 应方便观测。 9.0.6流量、水位观测方法应符合现行行业标准《水利水电工程水力学原型观测规范》 SL616的有关规定，悬移质测验方法应符合现行国家标准《河流悬移质泥沙测验规范》 GB/T50159的有关规定。 9.0.7在拟定水电站沉沙池沉沙效果观测项目的同时，宜安排水轮机组过机含沙量和颗 粒级配等观测项目。 9.0.8条渠沉沙池应选择入池流量和含沙量较稳定时期进行水沙观测，上断面、下断面 的观测时间应考虑水沙流程的因素
当沉沙池工作宽度、淤积厚度或工作深度沿程变化时，应将沉沙池划分为n个计算 ，从下游向上游按下列公式计算水面线：
积厚度或工作深度沿程变化时，应将沉沙 创公式计算水面线：
1.2.1泥沙沉降率计算应从上游向下游逐池段计算各计算断面各粒径组含沙量，进而 计算各池段各粒径组泥沙沉降率、全池各粒径组泥沙沉降率和大于某粒径级的泥沙沉降 率。含沙量及泥沙沉降率可按下列规定计算： 1池段下断面各粒径组含沙量可按下式计算：
式中：ni——k池段i粒径组泥沙沉降率。 3全池各粒径组泥沙沉降率可按下列规定计算： 1）当工作段无溢流堰区时可按下式计算：
当工作段尾部设有溢流堰区时可按下式计
S(k+I) = Site
4大于i粒径级泥沙沉降率可按下式计算
2n,AP i=m 7 = ZAP
中：APdi 沉沙池淤积泥沙或廊道、排沙孔水流中的第i粒径组沙重百分数（%）
恢复饱和系数宜选用水质和泥沙特征相似的已建沉沙池实测资料确定，当选用有困难 时，可按下列方法确定： 1处理悬移质泥沙粒径较粗的水电站沉沙池恢复饱和系数可按下列公式计算
αik =K()% Usk ux=nUg RVS
式中：αi——k池段i粒经组恢复饱和系数； K，——综合经验系数，当沉沙池宽度与深度之比在1.5～4.0之间时，Kz取1.2~ 1.0。
处理悬移质泥沙粒径较细的沉沙池可按下式计算分段恢复饱和系数：
定期冲洗式沉沙池淤积及冲洗周期可按下列规定计算： 单日淤积体积可按下式计算：
单日淤积体积可按下式计算：
A.4.2定期冲洗式沉沙池淤积及冲洗周期还可按下列规定计算：
A.4淤积及冲洗周期计算
A.4.2定期冲洗式沉沙池淤积及冲洗周期还可按下列规定计算：
不含溢流堰区的工作段k池段某时段淤积体积可按下列公式计算
t,一一计算时段历时长（d); Sk、Sk+1——k池段上断面、下断面含沙量（kg/m²）。 2k池段的时段平均淤积厚度可根据淤积体积按下式计算。
式中：Dk一一k池段的时段平均淤积厚度（m）； b一一k池段池室工作宽度（m）。 溢流堰区前的工作段各池段计算断面在各时段内的淤积厚度，可从k=n池段的下 断面（第n+1断面）向上游逐断面推算。
j=1 k=1 V, = b,L,D,
式中：V，一一全池各时段累积淤积体积（m"）； V一一全池室某时段内淤积体积（m²）； V，一一溢流堰区某时段内淤积体积（m²）； L,一溢流堰区长度（m）; Da+I一一第n+1断面的时段淤积厚度（m）； j——时段数，j=1,2,ΛΛ,mo。 4出池含沙量及其粒径超过泥沙沉降设计标准的沉沙池应及时进行冲洗，池室冲 洗周期可按下式计算：
2全池各时段淤积体积可按下式计算：
附录B悬移质泥沙沉速计算
B.0.1粒径级宜采用Φ分级法划分。粒径级的划分应能控制颗粒级配曲线的线型，并 应包含沉沙池设计最小泥沙沉降粒径。 B.0.2选用泥沙沉降分析法所得的悬移质颗粒级配，粒径级沉速应使用该泥沙沉降分 析法所规定的公式进行计算。 B.0.3对粒径小于0.062mm部分应采用泥沙沉降分析法、粒径大于0.062mm部分应采 用筛分析法所得悬移质颗粒级配，粒径级沉速可按下列规定计算： 1当粒径等于或小于0.062mm时，可按下列公式计算：
式中： 泥沙沉速（cm/s）； 重力加速度（cm/s²）； 泥沙密度（t/m²）； Pw—清水密度（t/m²）； d一 泥沙粒径（mm）； V水的运动黏滞系数（cm²/s）； t一水温（℃）; 2当粒径为0.062mm～2.000mm时GB/T 14946.1-2019 全国组织、干部、人事管理信息 第1部分：数据元，可按下列公式计算
粒径判数。 当粒径大于2.0mm时可按下式计算：
.0.4当设计入池含沙量较大时应考虑含沙量对沉速的影响，选用合适的公式对沉 生行修正。 .0.5粒径组平均沉速应采用其上下限粒径沉速的几何平均值，按下式计算：
武中：の一 一粒径组平均沉速（cm/s）； 粒径组上限粒径沉速（cm/s）
附录 C沉沙池排沙水力计算
SZDBZ 208-2016 H7N9 亚型禽流感病毒实时荧光RT-PCR检测方法C.1有压排沙水力计算
C.1.1有压排沙道内不应出现淤堵，选定的冲沙流速U.应大于临界冲沙流速U，且不 宜小于2.5m/s。矩形和圆形断面排沙道的临界冲沙流速可按下列规定确定：