水电工程分层取水进水口设计规范word版.doc

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中华人民共和国电力行业标准

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水电站分层取水进水口设计规范

Designspecificationforselectivewithdrawalintakeofhydropowerstation

（征求意见稿）

××××-××-××发布××××-××-××实施

中华人民共和国国家发展和改革委员会发布

目次

前言 1

1范围 2

2规范性引用文件 3

3总则 4

4术语和符号 5

5水库及下泄水温计算 9

6建筑物布置 10

7水力设计 14

8结构设计 16

9金属结构 22

10监测 24

11运行管理 26

附录A（规范性附录）水温计算方法及适用条件 27

附录B（资料性附录）分层取水进水口型式及其适用条件 32

附录C（资料性附录）分层取水进水口水力计算 42

附录D（资料性附录）抗震计算 46

附录E（规范性附录）结构计算 47

条文说明

前言

本标准是根据《国家能源局关于下达2009年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（能源20090160号文）的要求进行编制。

在对近年来国内部分大中型水电站分层取水进水口的设计、运行情况进行总结、归纳及课题研究的基础上完成本标准编制，以指导水电站分层取水进水口的设计。

随着水电建设的发展，国内已建成了较多的大中型水电站，其中多数为高坝大库，通过对已建工程水库水温的实际观测以及相关研究，水库垂向水温基本呈分层分布，库表水温高，库底水温低。

一般的深式进水口设计，下泄的低温水可能对下游生态环境造成不利甚至有害的影响。

随着对环境保护认识的提高，在确保发电效益的同时，应解决下泄低温水问题。

统计资料表明，水电水利工程通过设置分层取水设施，控制取水区域，能够有效的解决下泄低温水问题。

目前的分层取水形式较多，需要总结已有的技术和经验，提出大中型水电站分层取水进水口设计规范。

本标准主要提出水库及下泄水温计算、分层取水进水口建筑物设计、金属结构、运行监测等方面的标准及要求，其中部分内容引自《水电站进水口设计规范》（DL/T5398-2007）。

本标准的附录A、附录E为规范性附录，附录B、附录C、附录D为资料性附录。

本标准应按《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》GB50199的要求，制定、修订的其它标准配套使用。

本标准由电力行业水电规划设计标准化技术委员会归口并负责解释。

本标准起草单位：

中国水电顾问集团华东勘测设计研究院、中国水电顾问集团中南勘测设计研究院、水电水利规划设计总院。

本标准主要起草人：

本标准在执行过程中的意见或建议反馈至水电水利规划设计总院。

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1范围

本标准适用于需要设置分层取水措施的大、中型常规水电工程，对有水温要求的其它取水工程可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后的修订版本均不适用于本标准，但使用本标准的各方应探讨使用下列文件最新版本的可能性。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB50086锚杆喷射混凝土支护技术规范

GB50199水利水电工程结构可靠度设计统一标准

GB50287水利水电工程地质勘察规范

DL/T5039水利水电工程钢闸门设计规范

DL/T5057水工混凝土结构设计规范

DL5073水工建筑物抗震设计规范

DL5077水工建筑物荷载设计规范

DL/T5082水工建筑物抗冰冻设计规范

DL/T5089水电水利工程泥沙设计规范

DL5108混凝土重力坝设计规范

DL/T5141水电站压力钢管设计规范

DL/T5148水工建筑物水泥灌浆施工技术规范

DL/T5167水电水利工程启闭机设计规范

DL/T5176水电工程预应力锚固设计规范

DL/T5178混凝土坝安全监测技术规范

DL5180水电枢纽工程等级划分及设计安全标准

DL/T5195水工隧洞设计规范

DL/T5209混凝土坝安全监测资料整编规程

DL/T5353水电水利工程边坡设计规范

DL/T5398水电站进水口设计规范

SL155水工（常规）模型试验规程

SL156～165水工（专题）模型试验规程

3总则

3.0.1具有水温分层现象的水电站水库，应研究发电下泄低温水对水温敏感目标造成的影响程度，根据需要设置分层取水进水口，调节下泄水温。

3.0.2水电站分层取水进水口的设计应做到安全可靠、技术先进、经济合理，保证工程设计质量，满足下泄水温与生态环境要求。

3.0.3水电站分层取水进水口级别划分应依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180的规定执行。

3.0.4本标准在《水电站进水口设计规范》DL/T5398基础上考虑下泄水温要求，对分层取水设计作具体规定。

3.0.5分层取水进水口设计应收集相应地形、地质、地震、水文、泥沙、气象、水温、漂污、冰情、水电站运行及水库运用等基本资料。

3.0.6应分别对采取分层取水设施前后的水库水温分布和下泄水温进行数值模拟计算，论证分层取水设施的效果。

3.0.7分层取水进水口建筑物的组成，除一般包括的拦污栅段、入口段、闸门段、渐变段和上部结构外，还包括各类不同型式的分层取水控制结构。

有压引水系统的进水口还应设有充水设施和通气孔。

多泥沙、多污物或漂浮物河流以及严寒地区水电站，还应设置专门的防沙、防污、排漂及防冰建筑物或设施、设备。

分层取水进水口应设置拦污栅、闸门、启闭机、清污设备、分层取水控制闸门和各类观测设备。

3.0.8除本标准已有规定外，尚应符合国家、电力行业现行有关标准的规定。

3.0.9鼓励采用新材料、新工艺、新技术。

4术语和符号

4.1术语

4.1.1水库水温分层watertemperaturelaminationofreservoir

受以年为周期的水温、气候规律性变化的影响，水库沿水深方向呈现出具有相同周期特征的水温分层现象。

4.1.2下泄水温dischargetemperature

水库水通过水轮机、泄水建筑物下泄后的水温。

4.1.3水电站进水口intakeofhydropowerstation

以引水发电为主要用途的进水口。

按工程布置划分为整体布置和独立布置两种：

整体布置是与枢纽挡水建筑物组成整体结构的进水口，包括坝式进水口、河床式水电站进水口；独立布置是独立布置于枢纽挡水建筑物之外的进水口，包括岸式进水口、塔式进水口以及岸塔式进水口。

按水流条件，分为开敞式进水口、有压式进水口。

4.1.4分层取水进水口selectivewithdrawalintake

针对水温分层型水库，为获取水库不同高程水体以达到控制下泄水温目的而设置的进水口建筑物。

4.1.5开敞式进水口openintake

进水口流道有自由水面，且水面以上净空与外界空气保持贯通的进水口。

4.1.6有压式进水口pressureintake

流道均淹没于水中，并始终保持满流状态，具有一定压力水头的进水口。

4.1.7坝式进水口intakeintegratedwiththedam

布置在挡水建筑物上的进水口（含水电站压力前池进水口）。

4.1.8河床式水电站进水口intakeofrun-of-riverhydropowerstation

河床式水电站挡水建筑物的一部分，与厂房连为一体的整体布置进水口。

4.1.9塔式进水口towerintake

布置于大坝或库岸以外的独立进水口，根据需要可设计成单面单孔或周圈多层多孔径向进水。

4.1.10岸塔式进水口intaketowerbuiltagainstthebank

背靠岸坡布置，闸门设在塔形结构中，可兼作岸坡支挡结构的进水口。

4.1.11闸门竖井式进水口intakewithgatewell

闸门布置于山体竖井中，入口与闸门井之间的流道为隧洞段的进水口。

4.1.12岸坡式进水口intakewithinclinedgatesoltsinthebank

闸门门槽（含拦污栅槽）贴靠倾斜岸坡布置的进水口。

4.1.13侧式进水口sideintake

水电站的引水道进口呈水平向与水库连接，水流横向进入引水道的进水口。

4.1.14竖井式进水口shaftintake

水电站的引水道进口呈竖直向与水库连接，水流竖向进入引水道的进水口。

4.1.15多层取水口multileverintake

多层取水口为分层取水进水口的一种型式，根据水库水温分布和下泄水温要求，在不同高程设置取水口，并分别设置闸门控制取水，取水口数量一般不少于两个。

4.1.16叠梁门（隔水门）stoploggate（water-resistinggate）

叠梁门分层取水型式是用于控制取水高程的主要构件，布置在进水口前缘，一般为平板钢闸门结构，也可使用混凝土结构，通过增加或减少门叶数量以达到控制取水的目的。

4.1.17通仓流道throughflowpassage

多个进水口单元前缘互为连通的流道，流道内的水体可供每个进水口引取。

4.1.18汇流竖井compoundshaft

用于多层取水口的分层取水型式中，连通各层取水口的竖井结构，底部与引水道连接。

4.1.19翻板门flapgate

水下多层设置的平板门结构，根据不同取水高程要求，旋转相应高程门叶以达到取水目的。

4.1.20套筒muff

不同管径圆筒互相套接的结构，通过提拉圆筒改变高度，从而控制取水高程。

4.2符号

下列符号适用于本标准。

4.2.1水温计算参数：

——河宽；

——水温；

——水体密度；

——纵向流速；

——垂向流速；

——压强；

——压力；

——水体比热；

——太阳辐射通量；

——太阳辐射表面吸收系数；

——太阳辐射在水体中衰减系数；

——垂向扩散系数；

Cs——应变率常量；

——紊动动能；

——紊动动能耗散率；

、、——紊动动能、耗散率和温度的普朗特数；

——分子粘性系数；

——紊动粘滞系数；

——紊动频率；

、、、、、——模型系数；

4.2.2水力计算参数：

——输水道表面糙率系数；

——局部水头损失系数；

——局部水头损失；

——沿程水头损失；

——水力半径；

——谢才系数；

——淹没系数；

——包括行进流速水头的堰上水头；

——堰顶算起的下游水深；

——流量系数；

——堰流侧收缩系数；

——进水口最小淹没深度；

4.2.3作用、作用效应及承载力：

——结构重要性系数；

——设计状况系数；

——结构系数；

——基础计算面上全部法向作用之和；

——基础计算面上全部切向作用之和；

——基础底部计算面的截面面积；

——基础底面混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数（标准值）；

——基础底面混凝土与基岩接触面的抗剪断凝聚力（标准值）；

——的材料性能分