引水道各部分尺寸的确定

引水道各部分尺寸的确定

进口段

主要设备

（1）进水口的功能和设施

进水口的任务是引进发电用水，应满足以下要求，并有相应设施来保证。①要有必须的进水能力。

为此，进水口的坎顶要足够低，过水断面足够大，能有任何工作水位时通过必要的流量。有压进水口应低于运行中可能出现的最低水位，并有一定的淹没深度，防止产生旋涡。吸气旋涡会使空气及漂浮物被吸入压力水道内，并引起噪音、振动，减少流量。

要防止结冰及漂浮物、污物堵塞进水口，影响过水能力。进水口要尽量高于泥沙淤积高程，或在进水口处设冲沙设施（冲沙闸、冲沙孔），防止淤沙堵塞进水口。

②水质符合发电要求。

主要是防止污物、冰块和有害泥沙进入后造成引水道淤积和建筑物及设备的损伤。其中防泥沙是我国水电站经常遇到的很重要而又困难的问题，对进水闸和库深较小的进水口，更为突出。

在进水口前设拦沙孔，进水口旁设泄水—泄沙闸、泄沙孔等，以便定期或连续冲走可能的漂浮物和淤积的泥沙，冲沙速度应在 4 米/秒以上。

进水口前一般要设拦污栅，这是进水口阻拦漂浮物的主要措施。本设计中采用倾斜布置。

③水头损失要小。为此进水口的形状应平滑渐变，使流态平顺，无突变和旋涡；流速应尽量小；要防止堵塞。

④流量可按要求控制。

进水口应设置工作闸门（或称事故闸门），用以进行紧急事故关闭以快速切断进入引水道的水流，也可以关闭进水口以检修引水系统。工作闸门应能在动水中快速关闭，但只要求在净水中开启。

工作闸门前设检修闸门，用以检修工作闸门和门槽，仅要求在净水中关闭。检修闸门可用平板们或叠梁，用进水口平台上的移动式起闭机操作。

有压进水口的闸门是矩形的，而且高而窄的，而有压引水道是圆形的。因此，应在进水口段设置由矩形过度到圆形的渐变段，使水流平顺过度，减少水头损失。

对于本设计考虑到地质要求，以及施工和水电站的运行情况采用坝式进水口。

⑤施工、安装、运行和检修方便。

设计进水口时，根据地形、地质、枢纽水力学等条件选择合理的布置和结构形式，全面满足施工、安装、运行和检修方便等要求。

（2）进水口形式的选定

东江水电站为混凝土坝的坝后式水电站，故东江水电站选用坝式进水口，进水口尺寸

进口段包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、栏污栅、平压管和渐变段几部分。常采用顶板和边墙顺水流方向三面收缩的平底矩形断面，其体型应符合孔口

泄流的形态，避免产生不利的负压和空蚀破坏，同时还应尽量减少局部水头损失，以提高过流能力。为了使水流平顺地进入引水道，进口流速不宜太大，一般控制在 1m/s 左右，进口段顶部曲线目前广泛采用四分之一椭圆线其方程为122

22=+b

y a x ，其中a 为椭圆长半轴，对于顶板曲线约等于闸门处的孔口高度 H ，对于边墙曲线约等于闸门处的孔口宽度B ；b 为椭圆短半轴 ，对于顶板曲线约等于 H/3，对于边墙曲线约为（1/3——1/5）B 。

闸门段

闸门孔口采用矩形布置，孔口宽度 B=D=5.2m ，孔口高度 h=5.5m ，不设中墩，闸门段的长度常取决于闸门及启闭设备的需要，并考虑引水道检修通道的要求。

渐变段

渐变段是由闸门段（通常为矩形断面）到压力引水管道（通常为圆形）的过渡段，其断面面积和流速应逐渐变化，使水流不产生涡流并尽量减少水头损失。由矩形变化到圆形通常采用在四角加圆角过渡，如下图图 3 所示。圆弧的中心位置和圆角半径 r 均按直线规律变化。

渐变段施工复杂，不宜太长，为使水流平顺也不宜太短。根据经验，一般为压力隧洞直径的 1.5～2.0 倍，边壁收缩率控制在 1：5——1：8 之间，收缩角一般不超过 10°，以 6°～8°为宜，渐变段轴线通常为直线，也可根据引水道需要布置成曲线。在这种情况下必须注意如需利用闸门局部开启充水，要避免水舌与底版分离，产生负压。