大流量底格栏栅坝取水设计探讨

时间：2025-03-09

第 2 3卷第 3期2 0 04年 9月

四川水Sc u n ih a

力发电

Vo . 3 1 2,No 3 .Se ., 0 0 4 p 2

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大流量底格栏栅坝取水设计探讨彭薇薇(国家电力公司成都勘测设汁研究院 . j四 I I成都 6 0;2 l( ) 7摘要：大流量底格栏栅坝取水在国内已建工程中尚不多见 .可供借鉴的资料较少 .随着近几年山区中小河流的水电开发 .格栏底

栅坝的运用也越来越多。结合四川田湾河大发水电站底格栏栅坝设计及模型试验研究 .底格栏栅坝设计中的水力计算、体参对坝数选择、水廊道结构型式、取断面尺寸及纵坡选择等进行了一些探讨关键词：格栏栅坝；底取水廊道；计；力计算；设水模型试验；发水电站大中图分类号： TV2 2 TV6 9 2; 4文献标识码： B 文章编号： 0 12 8 ( 0 4 0—0 8 0 1 0— 1 4 2 0 ) 30 5— 3

1大发水电站底格栏栅坝的选择大发水电站位于大渡河右岸一级支流田湾河下游，田湾河流域梯级开发中的最末一级电站，单是为一

设计条件下，排取水廊道流量分配为：一排两第取水 6, 5第二排取水 3 5经计算，河道来流量 5/。 9在小于等于 5/ ( . 7m。s 1 3倍设计取水流量 ),水均时来可全部进入取水廊道。

发电工程，供水、溉、无灌防洪等综合利用要求。电田湾河属山区河流，有河道纵坡大、床覆盖具河

站装机容量 2 0MW,计引用流量 4 ./。 4设 3 7m。s

() 2取水廊道无压流水力计算。设计条件下，廊道内应保证为无压流。廊道内水流流态为空间变量变速流，与侧槽溢洪道水流形态相似，工程设计中在多采用差分法计算推求廊道内水面曲线，而计算从廊道内水深、速等水力要素，复核确定廊道的宽流并度、度及纵坡等参数。差分法的表达式为：高 △^一：一VI+ )+L厂 △ z

层深厚、流泥沙含量较高、线支沟泥石流发育等水沿特点，此，计采用了对突发的泥石流适应性较因设强、石流对坝体稳定安

全影响和破坏较小以及坝泥体型式对地基承载力要求较低的底格栏栅坝作为电站取水建筑物。

1 1底格栏栅坝设计计算 .底格栏栅坝设计的首要条件是要保证小于、等于设计流量的河道来流量能全部进入取水廊道用于

(

Vz - ) 1() 4

Q2=Q1 q △ z+ √了：

() 5 () 6

引水发电，次是宣泄洪水，其确保坝身安全，外，此还应满足工程引水防沙、冲、淤等要求。抗防( )水廊道进流量计算。水廊道进流量的大 1取取小与廊道内水流状态有关。设计条件下，在为增加进

式中/ z为两计算断面距离； k Ah为两计算断面水头差； V:别为两计算断面的流速； Q: V、分 Q、分别为两计算断面的流量；了为两计算断面的平均水力坡降；侧向人流的单宽流量；、分别为两计 q为算断面流速及水力半径的平均值；为糙率系数。 () 1() 2

流量，道内应保证为无压流，道进流量按比能不廊廊变原理进行计算，算公式如下：计____ ___ ____ __。一

Q过膏一 o b p l√2 Ho gHo k。= Hf O 1/ 3 2

依据计算结果，定取水廊道宽度为 2m,坡确纵为 1,道深度为 1 8 5 9m。 0廊 .~ . ( )水廊道有压流水力计算。着河道来流量 3取随的增加，顶水头加大，入廊道内的流量增加。当栅进流量大到一定程度，游渠道水位淹没廊道出口时，下廊道内出现有压流。廊道有压流水力计算的主要目的是确定在各级洪水情况下进入廊道内的流量，从而设计引水渠断面及弃水建筑物规模，且为廊道并出口闸门设计及廊道结构设计提供水压资料。经计算，发水电站在河道来流量为 1 1 m。s大 4/ (年洪水 ),道进流量为 7 /,明廊道具常时廊 9m。s表有较强的超引能力。

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‘ 3 )

式中 Q过为一条廊道的进流量；为过栅流量系膏

数；为栅隙率；廊道宽度；廊道长度；为 P b为为 H。栅条顶面平均水头

;水头修正系数 (般取 0 7走为一 .5~

0 9 ) H为坝顶水头 (宽顶堰公式计算 ) Q .2;。按；

为河道来流量；为宽顶堰流量系数；为坝顶长 m B

度。虑污物卡栅等的影响及安全储备，设计条件考在下，条廊道进流量总和应大于等于设计取水流量两的 1 3倍， 5/。 .即 7m。s收稿日期： 0 40— 5 2 0— 425 8

( )格栏栅坝泄流能力计算。格栏栅坝断面 4底底

型式采用堰顶加宽、坡放缓的实用堰，泄流能力坝其按宽顶堰公式计算：Q= EmB a H oZ 3 1 () 7

颗粒较粗的山区河流上； ( )格栏栅坝加溢流坝的混合布置型式，用 2底适于河道较宽、水流量较大，流含沙量较大，水洪水引流量较小的河流上；

式中