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SL205-2015 水电站引水渠道及前池设计规范.pdf4.1.1引水渠道线路及前池布置应根据水电站总体布置要求， 结合地形和地质条件、水力条件、施工条件、运行条件，以及沿 线建筑物、社会和自然环境等因素，经技术经济比较后确定。 4.1.2引水渠道及渠系建筑物、前池及调节池的建筑物级别 执行SL252的规定。与铁路或公路交叉布置的渠系建筑物，其 级别除不应低于该铁路或公路的工程级别外，尚应满足其有关建 筑净空的相应规定。 4.1.3引水渠道进口应根据需要设置必要的拦污、清污、沉沙 冲沙及拦排冰设施。 4.1.4引水渠道及渠系建筑物、前池及调节池的防洪标准应根 据建筑物级别，执行SL252的规定；如果建筑物失事影响厂房
4. 2 引水渠道布置
4.2.1引水渠道线路布置应符合下列要求： 1渠道线路应避开大溶洞、大滑坡以及泥石流等不良地质 地段。在冻胀性、湿陷性、膨胀性、分散性、松散坡积物以及可 容盐土壤上布置渠线时，应采取相应的工程措施。 2渠道线路宜少占或不占耕地，不宜穿过矿区、集中居民 点、高压线塔、重点保护文物、重要通信线路、地下管网以及重 要的铁路、公路等。 3山区渠道宜沿等高线布置渠线，采用明渠与无压隧洞或 暗渠、渡槽、倒虹吸相结合的布置，以避免深挖高填。 4引水渠道的弯曲半径，衬砌渠道不宜小于渠道设计水位 水面宽度的2.5倍；不衬砌土渠不宜小于设计水位水面宽度的5
GB/T 7991.10-2014 搪玻璃层试验方法 第10部分 铅、镉溶出量的测定倍；隧洞弯曲半径不宜小于洞径或洞宽的5倍
4.2.2引水渠道形式的选择应符合下列要求： 1应结合地形、地质、施工、运行以及枢纽总体布置等条 件，经技术经济比较选定自动调节渠道、非自动调节渠道或自动 与非自动相结合的调节渠道。 2符合下列条件可选择自动调节渠道： 1）渠道进水口水位变幅不大，渠道长度较短，渠底纵坡 较缓，渠道大都处于挖方内。 2）无修建泄水建筑物的条件。 3）运行要求利用渠道积蓄水量作为水电站的调节容量。 3长度较长、渠底纵坡较陡，且具有修建泄水建筑物条件 的渠道，可选择非自动调节渠道。 4.2.3引水渠道进水口的闸门设置应符合下列要求： 1非自动调节渠道宜在进水口设置工作闻门和检修闻门 （或预留门槽）。当进口水位较高且有多余水头需要消除时，可在 进口段设置消能工。 2自动调节渠道宜在进水口设置检修闸门。 4.2.4引水渠道上的建筑物布置应符合下列要求： 1渠系建筑物应避开不良地质地段，不能避开时应采用适 宜的布置形式或地基处理措施。 2顺渠向的渠系建筑物的中心线宜与所在渠道的中心线重 合；跨渠向的渠系建筑物中心线宜与所跨渠道的中心线垂直。 3泄水建筑物宜采用侧堰或虹吸式泄水道等形式。 1）侧堰宜布置在前池内（或距前池较近处）或渠道跨冲 沟处。可布置单侧溢流侧堰，或根据需要布置两岸对 称的双侧溢流侧堰。 2）根据需要可在堰上设置闻门。当有超过水电站引用流 量的多余水量进入渠道或防洪需要时，经水力计算分 析论证，可在适当部位增设侧堰
4.2.2引水渠道形式的选择应符合下列要求
4.2.2引水渠道形式的选择应符合下列要求： 1应结合地形、地质、施工、运行以及枢纽总体布置等条 件，经技术经济比较选定自动调节渠道、非自动调节渠道或自动 与非自动相结合的调节渠道。 2符合下列条件可选择自动调节渠道： 1）渠道进水口水位变幅不大，渠道长度较短，渠底纵坡 较缓，渠道大都处于挖方内。 2）无修建泄水建筑物的条件。 3）运行要求利用渠道积蓄水量作为水电站的调节容量。 3长度较长、渠底纵坡较陡，且具有修建泄水建筑物条件 的渠道，可选择非自动调节渠道。 4.2.3引水渠道进水口的闸门设置应符合下列要求：
4重要建筑物和难工险段之前，宜设置退水建筑物。在多 泥沙条件下，宜与排沙设施相结合。 5宜设置放水孔（闸）以满足渠道检修要求。放水孔（闸） 宜与排沙或灌溉、供水等设施相结合。 6当渠道较长且沿途有较多漂浮物进人渠道时，宜在适当 部位增设拦漂、清污设施。 7当渠道较长且有较多泥沙进入渠道时，宜在适当位置设 置沉沙设施，或在渠道内设置有效的排沙设施，如排沙涡管等。 8引水渠道沿线应设置安全、交通等设施。
1对靠近进水口的渠段，渠堤外坡的防洪，应根据泄洪情 况确定防护范围和相应的工程措施。 2对易形成坡面暴雨径流的傍山渠道，应合理布设坡面截 （排）水沟和跨渠道的排洪建筑物
4.3.1前池的布置应能引导和控制水流从引水渠道向压力管道 平稳过渡和供水，保证水电站机组正常运行和事故情况下的 安全。
4.3.2应根据需要设置泄水、排沙、排泳、放空等建筑物
4.3.3前池应布置在稳定的地基上，避开滑坡和顺坡裂隙
地段，采取必要措施避免前池建成后水文地质条件变化对建 及边坡稳定产生不利影响，确保前池和下游厂房的安全
4.3.4前池的平面布置宜优先采用水电站进水口中心线与
渠道中心线相重合的正面进水方式，避免布置在弯道或紧靠弯道 的末端。如难以避免时，则宜在弯道终点与前池人口间设直线调 整段，或加设分流导向设施。重要工程或布置条件复杂的前池， 其体型应通过水工模型试验确定。
4.3.5受地形条件限制的工程可布置地下洞室式前池。
4.4.1调节池应结合地形、地质条件，根据所需的调节容积和
与引水渠道结合或相连通。 与前池结合或相连通。 调节池通过连接管（渠）直接向压力管道或前池供水。
5.1.1水力设计应包括下列内容： 引水渠道系统恒定流和非恒定流的水力计算。 2 泄水建筑物的水力设计及消能防冲。 3 排沙设施的水力设计和计算。 4 其他过水建筑物的水力计算。 5.1.2 引水渠道的设计流量应包括水电站的最大引水发电流量 （Qp），以及计入渠道的渗漏、蒸发等损失的流量。下列情况可 加大相应渠段的设计流量： 1引水渠道兼有供水、灌溉以及航运等用途的流量。 2考虑专门用于排沙、排冰的流量。 5.1.3当经过论证有大于设计流量的多余流量进入引水渠道时 可作为校核工况。 5.1.4应以设计流量下水电站正常运行时的水位作为前池的正
5.1.5前池和引水渠道内的最高水位，应按照设计流量下止常
5.2引水渠道系统恒定流水力设计
5.2.1 恒定流的水力设计应包括下列内容，并按附录A进行 计算： 1 从渠道进水口至水电站进水口范围内，在渠道进水口前
2通过水力计算确定渠道进水口来流与引水渠道的水流衔 接关系。 3对于非自动调节渠道，应按下列情况计算水面线： 1）当入渠流量为设计流量时，机组全部关闭，全部设计 流量由侧堰宣泄。 2）当人渠流量大于设计流量时，分别计算机组满发所剩 余流量由侧堰宣泄和机组全部关闭入渠流量由侧堰宣 泄两种情况。 3）根据需要计算其他情况下的水面线。 5.2.2侧堰水力设计应满足下列要求，并按附录B进行计算： 1在设计流量下水电站引水渠道正常运行时，侧堰的堰顶 高程应高于过境水流的水面高程0.1～0.2m。 2堰顶长度及堰上平均水头，应经计算比较确定。 3过堰水流应保持自由出流，堰后应因地制宜布置侧槽或 陡槽泄水和必要的消能防冲设施。 4堰型采用实用堰或梯形堰，也可采用真空剖面堰。 5 侧堰两侧导墙应满足使水流保持平顺的要求。 5.2.3在设计流量下水电站引水渠道正常运行时，对棱柱体渠 道应按明渠均匀流进行计算；对非棱柱体渠道应按明渠恒定缓变 流进行计算。水头损失包括沿程摩擦损失以及断面变化、弯道、 桥墩、拦污栅、门槽等局部损失，应同时计算出相应于各项水头 损失的水位变化量。
5.2.2侧堰水力设计应满足下列要求，并按附录B进行计算
道应按明渠均匀流进行计算；对非棱柱体渠道应按明渠恒定维 流进行计算。水头损失包括沿程摩擦损失以及断面变化、弯 桥墩、拦污栅、门槽等局部损失，应同时计算出相应于各项 损失的水位变化量。
5.3引水渠道系统涌波计算
5.3.1应进行引水渠道系统水电站机组突然丢弃负荷引起的最
5.3.1应进行引水渠道系统水电站机组突然丢弃负荷引起的最 高涌波和突然增加负荷时的最低涌波计算。涌波计算按附录 进行。
5.3.2水电站机组突然丢弃负荷时的涌波计算宜采用下列计算
条件： 1初始条件为渠道进水口前为正常水位、在设计流量下引 水渠道系统为恒定流以及水电站满负荷运行。 2假定水电站各机组均突然由满发流量减至零。 3当采用涌波控制措施时可按实际的流量变化进行计算。 5.3.3水电站突然增加负荷时的负涌波计算，宜按照孤立运行 的水电站突增1台机组负荷考虑。
6.1.1水电站引水渠道的纵坡及横断面设计，应根据渠道沿线 的地形、地质条件以及环境、施工、运行管理等要求，通过水力 计算和技术经济比较确定。 6.1.2与铁路、公路、地下管网、重要通信线路交叉的引水渠 道设计还应执行其行业的相关规范规定，
5.1.2与铁路、公路、地下管网、重要通信线路交叉的引水渠
6.2.1中低水头、大流量引水渠道，自动调节渠道，清水渠道 及土渠，宜采用较缓的纵坡。 6.2.2高水头水电站的引水渠道，多泥沙渠道，傍山衬砌渠道 不衬砌的岩石渠道以及输冰运行渠道，宜采用较陡的纵坡。 6.2.3当渠线较长时可根据地形、地质条件分段选用不同纵坡 多泥沙和输冰流 大纵坡
6.2.2高水头水电站的引水渠道，多泥沙渠道，傍山衬砌渠道，
6.3.1横断面形式宜按下列条件选择： 1地面陡且起伏大、地下水位低的山丘地区，采用窄深式 断面。 2地势平坦、地下水位高、基土冻胀性较强，以及有综合 利用要求的渠道，采用宽浅式断面。 3易受洪水、泥石流等危害，以及穿越居民点、工矿区的 渠道，采用城门洞形、箱形等暗渠形式的断面。
6.3.2引水渠道在设计流量下的平均流速，应小于护面的充
流速；在多泥沙条件下应满足不冲、不淤的要求，并符合下列 规定： 1渠道的不冲、不淤流速以及各种护面材料的允许流速按 GB 50288确定。 2中型水电站和低水头大流量的小型水电站引水渠道的设 计流速，应经技术经济比较确定。 3小型水电站引水渠道设计流速的选择范围：衬砌渠道宜 选用1～2m/s，土渠宜选用0.6~0.9m/s。 4输冰和结冰盖运行的引水渠道的流速，按GB/T50662 的有关规定确定。 6.3.3引水渠道应因地制宜、就地取材，选用耐久、防渗性能
6.3.5渠顶超高，对于中型工程应按机组满发渠道通过设计流 量时，突然丢弃全部负荷产生的最大涌波高度，再加安全超高来 确定；对小型工程可按GB50071的规定执行；对兼有通航的引 水渠道应计人船行波的影响。
6.3.6对地下水位较高的渠道可根据需要在边墙和底板设置排
3.7无压隧洞横断面设计，中型工程和小型工程可分别按 L 279和 GB 50071 规定执行。
6.4.1对傍山开挖的引水渠道所形成的边坡，其稳定坡度应根 据地质条件、边坡高度和施工条件等进行工程类比和稳定分析确 定；宜分级设置马道，以便于施工和维护，并应符合下列规定： 1对易于失水于裂、卸荷松弛、风化掉块和可能失稳的边 坡，应根据工程的重要性、边坡高度与坡度、影响边坡稳定的主 要因素、施工和技术经济条件，确定综合防护和处理措施。 2对于需要加固处理的边坡，可根据地质条件，通过技术
经济比较，采用减载、锚喷、灌浆、抗滑挡墙、抗滑桩（塞）、 锚洞以及预应力锚索锚固等措施。 3应分层设置排水设施和可靠的排水通道。 4对高陡边坡及地质条件复杂的边坡，应加强施工期和运 行期的监测，以保证工程安全。 6.4.2引水渠道边坡设计应执行 SL 386 的有关规定。
6.4.2引水渠道边坡设计应执行SL386的有关规定。
1.1前池及调节池应设置必要的爬梯（踏步）、栏杆、照明等 施以及运行管理用的观测设备。
设计应执行GB/T50662的有关规定
设计应执行GB/T50662的有关规定。 7.1.3应根据前池及调节池的规模、级别，对变形、渗流、应 力应变及温度、水力学、环境量等内容进行安全监测设计。
7.1.3应根据前池及调节池的规模、级别，对变形、渗流、应
7.2.前池设计应包括连接段、池身和水电站进水口的设计。 7.2.2池身与引水渠道间的连接段，在平面上宜两边对称扩展， 其扩展角不宜超过12°，底部纵坡不宜陡于1：5。 7.2.3池身的长度、宽度、深度，应根据地形、地质条件，压 力管道的直径、根数、间距，过栅流速，水电站进水口的最小淹 没深度，排沙、排冰设施布置，水电站运行条件等要求确定。 7.2.4水电站进水口应采用有闸门控制的布置形式，条件适宜 时也可采用虹吸式进水口，并应符合下列要求： 1有闸门控制的水电站进水口，应设拦污栅、检修闸门、 工作闸门和相应的启闭设备，其设计执行SL285的有关规定。 2当小型水电站前池内的水位变幅在3.0m左右时，可采 用虹吸式进水口，且前池最低水位至虹吸喉道断面顶点间的高差 应小于当地高程的容许吸入高度。其横断面形式，可采用矩形或 圆形，可采用钢筋混凝土、钢筋混凝土加钢板内衬或钢板制作， 应保证其气密性。 3虹吸式进水口的拦污栅可与进水口分开设置，也可设于 进水口处，视具体条件经论证确定
4虹吸式进水口设计和水力计算按附录D进行。 7.2.5水电站进水口上缘淹没于最低水位以下的深度，应按 SL285确定。 7.2.6前池侧堰应根据地形、地质条件布置，水力设计应满足 5.2.2条的有关规定。 7.2.7前池内设排沙设施时，其设计应符合下列要求，
1排沙设施的布置形式，以及冲沙方式和冲沙流量大小， 应考虑水源条件、泥沙特性及运行方式等因素，合理选定。 2宜采用正面排沙，当冲沙底孔布置在水电站进水口底槛 内（或前池底部）时，其尺寸应便于检修，并设控制闸门；当采 用非正面排沙时，宜辅以导沙设施。 3在前池内采用涡管排沙时，宜采用方形涡管。方形涡管 应位于前池底板上、垂直前池轴线布置，且产生逆时针螺旋流。
7.3.1应根据水源条件和电力系统日负荷曲线，结合实际情况， 经水能分析计算和技术经济比较确定调节池所需的容积和消落 深度。 7.3.2应结合选定的调节池位置布置设计调节池的连接建筑物、 泄水建筑物等，并通过水力计算确定水流衔接关系。 7.3.3调节池防渗可选用沥青混凝土、混凝土、膜料或适宜的 当地材料进行表面衬护。
7.3.4多泥沙渠道应采取有效的泥沙控制措施，防止调节
1调节池的位置宜靠近前池。 2 冬季调节池宜采用冰盖保温运行方式。 3 宜采用现浇混凝土面板护坡，防止冰盖浮动时对调节池 边坡的破坏。
8.1.1建筑物的结构形式应根据地形地质、水文气象、施工方 法、环境保护、安全经济等条件，综合考虑比较后确定。结构外 形应与周边环境相协调。 8.1.2建筑物结构应满足强度、变形、稳定性、抗裂（或限 裂）、抗渗、抗冰冻要求。 8.1.3建筑物应进行抗滑稳定及基底应力计算，必要时按照相 关规定进行抗倾覆、抗浮稳定计算。 8.1.4建筑物主要承载受力部位的混凝土强度等级不应低于 C25，其沉陷伸缩缝处应设置止水设施，必要时宜采用两道以上 不同形式的止水设施。止水材料应具有足够的耐久性和可靠性。 8.1.5设计烈度为7度及以上的建筑物应按照SL203的规定进 行抗震计算，并采取相应的抗震措施；设计烈度为6度的建筑物 可不进行抗震计算，但应采取必要的抗震措施
8.2.1作用在建筑物上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类。
基本荷载应包括下列内容： 1）结构、上部填料和永久设备自重。 2）正常水位时的静水压力。 3）泄流时的动水压力（只在泄水建筑物结构计算时考虑）。 4）正常水位时的扬压力（包括渗透压力和浮托力）。 5）正常水位时的浪压力。 6）泥沙压力。 7)土压力。 8）冰压力（包括静冰压力和动冰压力）。
9）冻胀力。10）其他出现机会较多的荷载。2特殊荷载应包括下列内容：1）最高水位时的静水压力。2）最高水位时的扬压力。3）最高水位时的浪压力。4）最高水位时的动水压力（只在泄水建筑物结构计算时考虑)。5）地震荷载。6）其他出现机会较少的荷载。8.2.2荷载计算方法和公式，可按DL5077及SL203的有关规定计算确定。8.2.3应按照作用在建筑物上的最不利荷载组合进行结构计算。荷载组合分为基本荷载组合和特殊荷载组合两类，应按表8.2.3选用。表8.2.3荷载组合荷载静动水压力泥沙压力地霆荷载其他荷载扬压力浪压力土压力冰压力冻胀力说明荷载计算自水压力组合工况重(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)正常V水位基本冰冻按冬季运行水位荷载情况计算（2)、（4）项组合检修前池完全放空情况最高水位特殊荷载按正常水位计组合地震算（2）、（4）、情况(5）项18
4）当岩石地基内存在不利的软弱构造时，其抗滑稳定应
做专门研究。 2土质地基上闻、堰等重力式建筑物沿基础底面的抗滑稳 定和地层整体稳定设计应执行SL265的有关规定。 8.2.5挡土墙稳定计算应执行SL379的有关规定。 8.2.6挡水土堤稳定计算应执行SL274的有关规定。 8.2.7建筑物的基底应力应满足地基承载力要求。
8.3.1结构强度计算应根据结构布置形式、尺寸、受力特点及 工程地质条件进行。 8.3.2应力分析可用材料力学方法。闸室底板应力可用弹性地 基梁法、反力直线分布法或用有限元法计算，其他渠系建筑物结 构应力计算执行SL482的有关规定
8.3.1结构强度计算应根据结构布置形式、尺寸、受 工程地质条件进行。
8.3.1结构强度计算应根据结构布置形式、尺寸、受力特点及 工程地质条件进行 8.3.2应力分析可用材料力学方法。闸室底板应力可用弹性地 基梁法、反力直线分布法或用有限元法计算，其他渠系建筑物结 构应力计算执行SL482的有关规定。
9.1.1地基处理设计应结合建筑物结构和运用特点，满足各部 应对承载能力、抗滑稳定、地基变形、渗流控制以及耐久性等方 面的要求，保证运行安全。 9.1.2地基的渗流控制应采用防、排并重的设计原则，根据工 程地质和水文地质条件、建筑物的重要性和部位，作用水头的大 小等，确定采用相应的措施。 9.1.3建筑物建基面及边坡坡面开挖设计，应结合地质条件、
9.1.3建筑物建基面及边坡坡面开挖设计，应结合地质条件、 施工条件及处理措施等因素综合研究确定。
9.2.1当地基为软岩或存在断层破碎带、软弱夹层、岩溶等不 良地质构造时应进行处理设计。处理方案应根据工程的重要性和 部位、地质条件、施工条件和运用要求等因素，并经技术经济比 较确定。
9.3.1土质地基处理方法的选择应根据地基处理目的和要求、 地基条件、材料和机具来源以及工程投资等综合确定。 9.3.2土质地基的处理设计根据建筑物类型分别执行SL265或 GB/T 50600 的有关规定。
GB/T50600的有关规定。
附录 A 引水渠道恒定流水力计算
A. 0. 1 明渠恒定均匀流计算的基本公式：
式中C——谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定； R一水力半径，m; i一渠道纵坡。 2流量公式:
式中A过水断面面积，m²。 3流量模数：
Q=Au =ACVRi
K=ACR C=lR1/6 7
式中n一一曼宁粗糙系数，其值按GB/T50600确定。 A.0.2水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型雍水 曲线和b1型落水曲线最为常见。宜采用逐段试算法求解明渠恒 定缓变流水面曲线，对棱柱体和非棱柱体渠道均可应用。 1逐段试算法的基本公式：
式中 A.c 流段长度，m； g 重力加速度，m/s²； hi、ha 流段上游和下游断面水深，m;
i+it） 2 A 2 R4/3
式中ht—一△α段的水头损失，m; n1、n2——上游和下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同 时，则ni=n2=n; R1、R2一一上游和下游断面的水力半径，m。 2计算时将整个明渠分成若干段，一般落水曲线水面变化 大，分段宜短；雍水曲线水面变化小，分段可长些。 3计算段内的断面形状、粗糙系数和纵坡宜一致，如有变 化宜作为分段的位置。 A.0.3各项水头损失的计算应采用下列公式，
中h一 △c段的水头损失，m； n1、n2——上游和下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同 时, 则 ni=n2 =n;
NY/T 2519-2013 植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 番木瓜1 沿程水头损失的计算公式：
Ar (niu) n22 h= R4/3 R:/3
渐变段的水头损失按下列规定进行： 1）当断面渐缩变化时，渐变段的水头损失按式（A.0.3一 2) 计算：
()+ h.=h.十ht =f。( 2g 2g
式中B—一按中心线水面高程算得的水面宽度，m; L一弯道中心线的长度，m; C一一谢才系数; R—一水力半径，m; 一弯道中心线半径，m；
C?R Ay=K"B gr
u一断面平均流速，m/s； K一一超高系数，对于梯形和矩形明渠的简单圆曲线式弯 道NY/T 2197-2012 农用柴油发动机 修理质量，可取K=0.5。 5门槽、拦污栅的水头损失计算参照SL285进行。
B.0.1本附录适用于侧堰段为矩形断面棱柱体渠道，且渠内水 流为缓流的情况。 B.0.2如图B.0.2所示，侧堰段恒定变量流可用数值计算求 解，也可用基本微分方程计算，其方程如下：
式中 渠道底部纵坡； 侧堰段的水力摩阻坡降，用谢才公式计算； 动量改正系数，可取1.1； Q 侧堰段任一断面的渠道流量，m3/s； Ucosp 侧向出流速度在渠道流速方向上的分量，m/s； U 侧堰段渠道任一断面的平均流速，m/s； 个 侧向出流影响系数，可取1.21.7； h 侧堰段任一断面的渠道中线水深，m； 一一与h相对应的断面面积，m； B一一与 A 和 h 相对应的水面宽，m; g一一重力加速度，m/s²。 1对于沿程减量流的侧堰，其单宽流量为：