引水枢纽解析ppt课件.ppt

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1、有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。一、概述一、概述1 1引水枢纽的作用及类型引水枢纽的作用及类型 引水枢纽的作用是把河流中的水引入渠道，以满足灌溉、发电、工业及生活用水等需要；并防止粗粒泥沙进入渠道。引水枢纽位于引水渠道首部，又称渠首工程。根据是否有拦河闸（坝）又分为有坝引水枢纽和无坝引水枢纽。无坝引水枢纽：它是一种最简单的引水方式，在河道上选择适宜地点开渠并修建必要的建筑物引水，称无坝引水枢纽。通常由进水闸、冲沙闸、沉沙池、河道整治建筑物及泄水排沙渠等组成。无坝引水枢纽在大江、大河的下

2、游或山区河流上采用较多。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。有坝引水枢纽：当河道水量比较丰富，但水位较低，不能自流灌溉；或引水量较大，无坝引水不能满足要求时，则应修建拦河坝（闸），以抬高水位，保证引取灌溉所需的流量。这种引水方式称有坝引水枢纽或有坝渠首。通常由溢流坝（亦称壅水坝）或拦河闸、进水闸、防沙冲沙措施、船闸、阀道、鱼道、电站等组成。由于工作可靠被广泛使用。 引水枢纽的形式亦受经济条件制约。日本在50年代的有坝渠首多为闸坝结合式渠首（即壅水坝及冲沙闸），但随着其经

3、济发展逐步改建成对天然河流状态无影响的拦河闸式渠首，目前多采用闸坝结合式（泄洪闸及壅水坝，大孔口泄洪闸兼作泄洪、排沙、排冰）进行改造原有半永久性渠首（ 壅水坝及第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。行洪滩地）。随着我国经济快速发展其拦河闸式渠首是未来的发展方向。2 2引水枢纽的特点引水枢纽的特点（1） 无坝引水枢纽特点 无坝引水枢纽的优点是工程简单、投资少、施工容易、工期短及收效快，而且不影响航运、发电及渔业，对河床演变影响小。其缺点是受河道的水位变化影响大，枯水期引水保

4、证率低；在多泥沙河流上引水时，还会引入大量的泥沙，使渠道发生淤积现象，影响渠道正常工作；当河床变迁时，一旦主流脱离引水口，就会导致引水不畅，甚至引水口被泥沙淤塞而报废；当从河流侧面引水时，由于水流转弯，产生强烈的横向环流，以致引水口的上唇受到泥沙淤积，而下唇则受到水流冲刷。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。实验表明，水流转弯产生的横向环流，使大量推移质泥沙随底流进入渠道，并随引水率（引水流量与河道流量的比值）的增大而增大。当引水率达50%时，河道中的底沙几乎全部进入渠

5、道。我国河套地区的经验认为，引水率不宜大于20%30%。2有坝引水枢纽的特点其优点是引水保证率高，而且不受引水率限制。缺点是工程量大、造价高，且破坏了天然河道的自然状态，改变了水流、泥沙运动的规律，尤其是在多泥沙河流上，会引起渠首附近上下游河道的变形，影响渠首的正常运行。1）对上游河道坝区的影响建坝后，上游水位抬高，流速减小，挟沙能力减低，故河流中的推移质泥沙淤积在上游，使河床逐渐抬高。这种淤积发展很快第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。有的工程在短期内将坝前淤平。坝前

6、淤平后，失去对主流的控制作用，进水闸处于无坝引水的工作状态，而且由于主流的摆动，加剧了上游河岸的冲刷变形，甚至使主流改道，招致工程报废。坝前淤平也使泄流能力降低，回水水位亦增高。2）对下游河道的影响 溢流坝运行初期，上游河床的淤积，下泄的水流含沙量减小，具有很大的冲刷力，使坝下游河床发生冲刷现象。当坝前泥沙淤平后，泥沙被挟带到下游，由于上游大量引水结果，下游河道流量相应减小，而含沙量增大，水流挟沙能力降低，使下游河床淤积。如果下游河道坡度较缓，这种淤积将使河床抬高。严重时会产生埋坝现象。根据以上特点，在进行引水枢纽设计时，合理布置枢纽建筑物，充分考虑泥沙对天然河道的影响，确保渠首正常工作。第六

7、章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图63河流弯道冲淤图 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图64弯道环流原理示意图1表层流 2底层流第三节第三节 引水枢纽引水枢纽 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。二、弯道环流原理二、弯

8、道环流原理 天然河道都是弯曲的，对于土质河床，由于流量的随机性、地形及地质的千差万别，只有1020%的直线段河道能保证其在不冲、不淤的稳定状态，而弯道均处于冲淤演变、摆动状态。其弯曲演变如图63所示。 河流在直线段上的水深、流速及含沙量的分布是比较均匀的。弯道则不然，在弯道受离心力的作用，使表层的水流向凹岸水面壅高，凸岸水面降低，形成横向比降，如图64（b），因水流所受离心力的大小是和水流流速的二次方成正比，而河道水流流速的分布是表层大、底层小，故表层水流所受离心力较大，并沿水深逐渐减小。因离心力的方向与横向水位差所引起的水压力的方向相反，这第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，

9、创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。两种作用力的合力方向如图64（c）。在其合力作用下，表层的水流向凹岸，底层的水流向凸岸，从而形成横向环流，横向环流与纵向流合成为螺旋状前进水流，如图64（a）所示。当横向环流由上向下流动时，流速增大、含沙量较小，当流速大于凹岸的抗冲流速时，凹岸就产生冲刷。而底流流向凸岸时，含沙量大增，在岸坡处，底流转而向上流动，因重力作用，流速减小而使泥沙淤积。当水流到达表层后，改变方向再流向凹岸，周而复始。这样发展的结果，凹岸便成为水深流急的主流深槽，而凸岸则成为水浅流缓的浅滩。如凹岸不够坚固，则会

10、使弯道逐渐向下游移动（如图63）。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。根据弯道环流的特性，引水枢纽应布置在凹岸，引取表层较清水流，有效的防止泥沙入渠，并可防止引水口被淤积，保证引水量要求。三、无坝引水枢纽布置三、无坝引水枢纽布置 1 1无坝引水枢纽位置选择无坝引水枢纽位置选择 合理确定无坝渠首位置，对于保证正常引水减少泥沙入渠起着决定性的作用，在确定位置时，必须详细了解河岸的地质、地形情况、河道洪水特性、含沙量及河床变迁规律。位置选择时可按如下原则确定： （1）根据弯道

11、环流分沙原理，无坝渠首应设在河道坚固、河流弯道的凹岸，以引取层较清水流，防止泥沙入渠。设在弯道顶点以下水深最深、单宽流第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。量最大、环流作用最强的地方。这个地点距弯道起点的距离（L）可按下式初步拟定。 （61） 式中m系数，一般取m=0.81.0时； B河道设计水位时水面宽度，m； R弯道中心半径，m。 当地形条件受到限制，不能把渠首布置在凹岸而必须设在凸岸时，应将渠首设在凸岸中点偏上游处，该处环流较弱，泥沙较少。必要时可在对岸设置丁坝将主

12、流逼向凸岸，以利引水。 （2）在分汊河段上，一般不宜设置引水口，因其主流摆动不定。常常发生交替变化，导致汊道淤塞，引水困难。如引水口必须设在汊道上时，并对河道进行整治，将主流控制在汊道上。第六章 引水 枢 纽14 BRmBL有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 图65引水口位置 图66无坝引水枢纽 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3）无坝渠首设在河道的直段也是不

13、理想，因在直段侧向引水时，引水口会产生漩涡，不仅进水量小而且也不均匀。必需从河道的直段引水时，应把引水口设在主流靠近岸边、河床稳定、水位较高、流速较大的地段。（4）渠首位置应选在干渠路线比较短，而且经过的地方没有陡坡、深谷及坍方的地段，以减少土方工程量。2无坝引水枢纽的布置形式无坝引水枢纽布置形式，可分为一首制渠首和多首制渠首两类。（1）一首制渠首，有弯道凹岸渠首及导流堤式渠首两种布置形式。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 1）弯道凹岸渠首：它适用于河床稳定，河岸土

14、质坚固的凹岸。由进水闸、拦沙坎及沉沙设施等建筑物组成，如图67所示。 进水闸：其作用是控制入渠水流，一般布置在引水口处，应尽量减少引渠的长度，以减小水头损失和减轻清淤工程量。引水口两侧的土堤应为喇叭口的形状，以使入渠水流平顺，避免出现漩涡，减少水头损失。进水闸的中心线与河道水流所成的夹角，叫引水角。一般应为锐角，通常为了使水流平顺，增大引水量，常采用3045。进水闸堰顶高程应高于河床1.0m1.5m，与干渠渠底齐平或略高。 拦沙坎：其作用是用来加强天然河道环流，使底沙顺利排走，一般布置在引水口的岸边。坎的形状第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场

15、为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。通常采用“”形。坎顶高出渠底的高度约0.5m1.0m，见图6767。冲沙闸：在洪水期打开冲沙闸，冲洗进水闸前、引渠内沉积的泥沙，见图图6868，其底板高程比进水闸低0.5m1.0m。沉沙设施：一般布置在进水闸后面适当的地方。通常将总干渠加宽加深而成沉沙池；也可建成厢形的；或利用天然洼地布置成条渠沉沙。第九章 水 利 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图67 引嫩渠首拦沙坎布置图1拦沙坎；2叠梁第六章 引水

16、枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 2）导流堤式渠首：在不稳定的河流上及山区河流坡降较陡，引水量较大的情况下，采用导流堤式渠首来控制河道流量，保证引水。导流堤式渠首由导流堤、进水闸及泄水冲沙闸等建筑物组成。导流堤的作用是束窄水流，抬高水位，保证进水闸能引取所需要的水量。导流堤轴线与主流方向夹角成1020，向上游延长，接近主流。 进水闸与泄水排沙闸的位置一般按正面引水排沙的形式布置，如图68（a）所示，进水闸轴线与河流主流方向一致，冲沙闸轴线多与水流方向成接近90的夹角，以加强环流，

17、有利排沙。当河流来水量较大，含沙量较小时，也可按侧面引水、正面排沙的形式布置，如图68（b）,泄水排沙闸方向与水流方向一致，进水闸的中心线与主流方向以第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3040为宜。 图68 导流堤式渠首（a）正面引水，侧面排沙示意图（b）正面排沙，侧面引水示意图 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 2）多首制渠首：在不稳定的

18、多泥沙河流上，采用一个引水口时，常常由于泥沙的淤塞而不能引足所需的水量，严重时甚至使渠首废弃。这时应采用多首制渠首。 多首制渠首一般设有23条引水渠，各渠相距12公里，甚至更远些。洪水期仅从一引水口引水，其余引水口关闭。枯水期，由于水位较低，则由几个引水口同时引水，以保证引取所需水量。在图69所示的布置中有两条引水渠与进水闸相连。其优点是：某一个引水口淤塞后可由其它引水口进水，不致停止供水；引水渠淤积后，可以轮流清淤、引水。其主要缺点是清淤工作量大，维修费用大。第九章 水 利 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依

19、赖既开放又相互信任的合作环境。图69 多首制渠首布置示意图第九章 水 利 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3）无坝引水枢纽上下游河道整治 天然的弯曲河道一般都得摆动变迁的，修建无坝引水枢纽后改变了原来河道的水流条件，加剧了河道变迁，引水枢纽上下游应进行整治。整治的目的主要是：使河道主流靠近引水口，并能维持所需要的水位，以便引入所需的水量；调整水沙分布结构，引取表层清水，排走底层泥沙；保证渠首建筑物不受冲击或淘刷破坏，平顺水流以增加引水量。河道整治措施应根据河床的稳定性、地形、地质

20、条件、水力特性，进行全面规划、综合治理。通常采取的措施是 1）修建丁坝、顺坝：丁坝、顺坝是用来控制和束窄水流，防止河床淤积变形，调整河宽，并保护河岸不受水流冲刷的河道整治建筑物，如图610所示。第九章 水 利 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。用于引水口的上游河岸受水流冲刷而坍塌变形，河道主流轴线改变，偏离引水口，恶化引水条件等情况。 2）清除引水口处的凸出体：当引水口前有硬土堆或硬石妨碍水流时，必须清除，以避免导致主流偏离引水口。 3）堵塞河汊：当引水口处河道枯水时期形成几股汊道

21、时，河槽位置频繁改变，使枯水期引水困难，可用筑潜坝截断汊道，将水流导向引水口。以上各项措施可单独采用，亦可与护岸工程综合在一起使用。必须注意的是丁坝及顺坝属于进攻性工程措施，在边界、边境河道治理中应慎重采用，避免引起双方争端。第九章 水 利 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图610 (a)丁坝1正常主流轴线;2-引水口；3-偏移主流轴线；4原河岸线5冲刷河岸线；6-河岸防护；7-丁坝；8-浅滩第九章 水 利 枢 纽 有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市

22、场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图610 (b)顺坝 1沉排；2坝头；3坝身；4坝根；5格坝；6护岸第六章 引水 枢 纽 有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。四、有坝引水枢纽布置四、有坝引水枢纽布置1有坝引水枢纽位置选择首先应根据河道特性：在弯曲河道上应选择弯道凹岸；在顺直河段，引水口应选在位于主流靠近河岸的地方；在多泥沙河流上应选在河床稳定的地段；兼顾干渠底高程应选择河岸坚固、高度适宜的地段，避免增加渠首土石方开挖量；当河流有支流流入时，应选

23、择支流汇入处的上游，如为了引更多水量，亦可选在其下游，但应充分考虑相互影响。其次考虑地质条件：其优劣顺序为岩石地基、沙卵石和坚实粘土、沙砾石及沙基。淤泥和流沙不宜作为坝址。 再次应考虑施工条件及抗冻条件：从施工条件第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。考虑应选取河道宽窄适宜，既满足施工又不使溢流坝过大。从严寒地区抗冻角度考虑应把引水口设在向阳的一侧。 渠首位置选择应按上述原则拟定几个不同方案进行技术经济比较，择优选取。 2在多泥沙河流上有坝引水枢纽的布置 在多泥沙河流上有

24、坝引水枢纽的布置，其核心问题就是根据河流含量情况，选取合理的泥沙处理措施。对于大、中型渠首，应通过水工模型试验确定泥沙处理措施。根据泥沙处理措施的不同，渠首的布置形式有如下几种。 （1）沉沙槽（冲沙槽）式渠首：正面排沙、侧面引水的布置型式。渠首由溢流坝、冲沙闸、泄洪第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。闸、沉沙槽、导水墙、进水闸及防洪堤等建筑物组成，如图611所示。 溢流坝：抬高水位，以便引水灌溉；渲泄河道多余的洪水。根据河宽及上游允许壅高可建成带闸门的溢流坝或拦河闸。

25、进水闸：控制入渠流量，位于坝端河岸上。多泥沙河道上，进水闸的引水角多为7075的锐角，以减少水头损失和减弱横向环流，使入渠泥沙减少。 冲沙闸：既可以定期冲洗水闸前的泥沙，又可以渲泄河道部分洪水，使河道主流趋向进水闸，保证进水闸能引取所需的水量。 泄洪闸：在寒区把冲沙闸尺寸加大，起到泄洪、第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。冲沙、排冰作用，避免冰排从坝顶渲泄，防止冰排破坏坝体。在文开河的河道上，当泄洪闸能够渲泄凌汛流量时，坝前的冰凌可以慢慢融化，也是一种防止冰排的方法。第

26、六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。（a） 河南鲇鱼山灌区渠首工程布置图（b）陕西千惠渠渠首工程布置图图611 沉沙槽式渠首工程布置图1导水墙；2曲线沉沙池；3分水墙；4进水闸；5冲沙闸； 6壅水坝。第六章 引水 枢 纽 有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 导水墙与沉沙槽：导水墙位于冲沙闸与溢流坝连接处，并与进水闸的上游翼墙共同组成沉沙槽。当冲沙闸冲沙时，槽内水流应

27、有较高流速，以便冲走沉沙槽内的泥沙。此外，导水墙还可拦阻坝前的泥沙，以免经沉沙槽进入渠道。 拦沙坎与导沙坎：为防止泥沙进入干渠，在进水闸引水口前设拦沙坎，如图611（a）。也可在沉沙槽入口处设导沙坎，一般与水流方向成3040夹角，其高度约为沉沙槽内水深的1/4。 （2）人工弯道式渠首：在不稳的河床上，修建人工弯道，根据弯道环流分沙的原理，就可以正面引水、侧面排沙，如图612。 人工弯道：要求其在汛期能形成较强烈而稳定的横向环流，以利于引水防沙。一般情况下，弯道半第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖

28、既开放又相互信任的合作环境。径R3B，弧中心线长度L=（1.01.4）R、渠底坡降i等于或略缓于天然河道的纵向比降，底宽B按进水闸流量的22.2倍设计。 冲沙闸：设在进水闸旁靠凸岸的一侧，用以冲洗引水弯道淤积的泥沙，与进水闸的夹角为3645为宜。 泄洪闸：在引水弯道进口处设置泄洪闸，用以泄洪和排沙，并使河道主槽靠近引水口。底部高程与河道高程相近，并低于引水弯道底高程11.5m。轴线与人工弯道中心线成4045夹角。在寒区还可以起到排冰的作用。 到下游河道主槽中去，避免造成淤积，纵坡控制在0.0150.02之间，流速控制在3第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励

29、机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。（3）底部冲沙廊道式渠首：根据水流泥沙分层原理，进水闸引取表层较清的水流，底层含沙量较多的水流经底部冲沙廊道排到下游，其布置如图613。适用于缺少冲沙流量、坝前水位有一定壅高的河流。其缺点是结构复杂，廊道易被淤塞，检修困难。平面布置有如下两种 图612人工弯道渠首示意图型式。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图613 底部冲沙廊道式渠首第三节第三节 引水枢纽引水枢纽 第六章 引水

30、枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 1）侧面引水式渠首： 侧面进水闸的引水角采用锐角，如图613（a）所示。由于引水口引水时水流的弯曲，产生横向环流，使泥沙淤积在引水口上唇附近，为更有效排沙，在靠近引水口上唇部分，廊道应布置较密，而靠近坝端部分则较稀。 2）正面引水、正面排沙式渠首： 渠首进水闸与壅水坝位于同一轴线上，见图613（b），闸底板下设尺寸较大的冲沙廊道。进水闸引水时，进口水流无弯曲现象，可以减少泥沙入渠。同时廊道尺寸较大，亦可用来渲泄部分洪水，即便在上下游水位差较小时，

31、也能保证通过冲沙流量。 （4）底栏栅式渠首：引水廊道设在坝内，廊道顶盖有栏栅，当河水从坝顶溢流时，一部分水流经过栏栅流入廊道，然后由廊道的一端流入渠道，河第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。流中的推移质由坝顶栏栅滑到坝的下游，而随水流进入廊道的细沙则经过设在干渠的冲沙道排泄到河道下游。其适用于含有较多大颗粒推移质和比降低较陡的山溪性河道上。如图614所示，枢纽由底栏栅坝、泄洪排沙闸、导沙坎、及导流堤等建筑物组成。它的优点是布置容易、结构简单、施工方便、造价低廉及便于管理

32、；缺点是拦栅空隙易被推移质或漂浮物堵塞，需经常清理；在寒区如果流量小、水深浅，栏栅易被冰块堵塞或结冰冻死。 栏栅坝：在平面布置上水流正交，使水流平顺而均匀地流入。当河道洪水流量较大，需要另建溢流堰泄洪时，溢流堰与其不一定布置在同一轴线上。栏栅坝顶比枯水河床高1.5m。坝内布置矩形无压廊道12排，每个廊道宽1.52.0m，廊道内的水面至第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。栏栅应在0.3m以上，流速不应小于4.0m/s，以防止泥沙淤泥。廊道顶安装坡度为0.10.2、栅隙11

33、.5cm的钢栅条，目前廊道引水流量多为610m3/s，最大达到30 m3/s。泄洪闸与拦沙坎：泄洪闸位于拦栅坝靠河心的一侧，以便渲泄洪水，保持主槽位置不变，并有利于排沙。拦沙坎位于坝前，倾斜布置，将底流导向冲沙闸；也可做成曲线拦沙坎，利用环流原理把泥沙导向冲沙闸。（5）两岸引水式渠首：当两岸均有灌溉要求时，应考虑两岸引水式渠首布置。有如下三种布置形式。1）溢流坝两侧沉沙槽式渠首：溢流坝两岸分别建造沉沙槽，如图615（a）所示，其优点是渠首布置第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合

34、作环境。简单，造价较低。缺点是当多泥沙河流主流摆动时，总有一岸引水条件恶化，以致引水不畅。适用条件是河道稳定；或河水满槽、水量丰富、有足够的冲沙流量，使两岸引水口前的河床均能借冲沙闸形成深槽，保证两岸引水。图614底栏栅式渠首第六章 引水 枢 纽 有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。(a)溢流坝两侧沉沙槽式渠首 (b) 拦河闸式首图615两岸引水式渠首1溢流坝；2进水闸；3冲沙闸； 1拦河闸；2进水闸；3冲沙闸4拦沙坎；5沉沙槽；6导水墙 4拦沙坎；5沉沙槽；6导水墙第六章 引水 枢 纽

35、有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 2）拦河闸式渠首：拦河闸具有较大排沙能力，能保持天然河道自然稳定状态，有利于两岸引水防沙，缺点是造价较高。见图615（b）。3少泥沙河流上综合利用的有坝引水枢纽布置 少泥沙河流上建造的渠首工程，通常都是综合利用的。除了引水外，还有航运、发电、养鱼及筏运等要求。渠首建筑物除进水闸、溢流坝外，还根据具体运用要求，建造相应的专门建筑物，如船闸、电站、鱼道、筏道等。 进水闸应位于有引水要求的一岸，保证能引取所需流量，如果是单侧引水，进水闸与船闸应分别布置在两岸

36、，以免引水时影响船只的通航。船闸应靠岸布置，以利操作；如果总干渠有通航要求，进水闸与船闸必须位于同一岸时，船闸应靠岸布置，以第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。利交通和装卸货物。电站与船闸应分设于不同的河岸上，以免运行时互相干扰。筏道、鱼道的布置也要既满足运用要求，又便于运行管理等。 渠首的建筑物较多，渠首布置要统筹考虑各建筑物的运用、施工、管理等因素。一般按相似工程经验拟定几个方案，经技术、经济比较后加以确定。大、中型渠首宜通过水工模型试验确定。如图616是引水、航运

37、综合利用渠首布置图。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 图 616综合利用渠首第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 一、概述一、概述1.沉沙地的作用在多泥沙河流上取水时，虽在取水口采取了防沙措施，但水的含沙量和粒径还不能完全满足用水的要求。因此可在进水口下游设置沉沙池，通过扩大过水断面，减小流速，沉淀不符合用水要求的泥沙。灌溉用

38、水时，应沉淀粒径大于0.03mm0.05mm的泥沙。对发电引水，沉淀粒径大于0.25mm的泥沙即可。沉沙池的沉沙率一般在80%90%。2.沉沙池的类型按其池厢的平面形状可分为：厢式沉沙池、条渠沉沙池及曲线形沉沙池等几种形式。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 (1)厢式(又称直线形)沉沙池 它是一种规则整齐的厢槽沉沙设施，按沉沙室的多少可分为单室、双室、多室及有侧渠等四种。单室沉沙池图6-17(a)是最简单的一种，在池的末端设冲沙底孔，用以冲洗沉淀在池

39、中的泥沙。单室沉沙池冲沙时，必须停止供水，以免冲沙时将大量泥沙带入渠道。图6-17(b)是带有侧渠的沉沙池，冲沙时可由侧渠供水，但这时供水的含沙量是比较大的。为了减少入渠泥沙量，尽量选在需水量小的时候进行冲洗。当引水流量大于15m3/s20m3/s时，单室沉沙池的尺寸较大，其冲洗时间较长，效果不好第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 ，这时可采用双室或多室沉沙池。双室沉沙池的设计一般有两种情况：一是沉沙池中每个沉沙室都能通过总干渠的全部流量，可以轮流冲洗

40、，连续供水；二是沉沙池的每个沉淀室只通过总干渠流量的一半，当一个沉淀室冲洗时，另一个沉淀室则通过超额流量。多室沉沙池的每个沉淀室通过的流量可以平均分配，一室冲洗时，其余各室共同通过全部流量。多室沉沙池不但可以连续供水，而且冲沙流量也小。 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 图6-17 厢式沉沙池 （a）单室沉沙池; （b）带侧渠沉沙池;（c）双室沉沙池; （d）多室沉沙池 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，

41、以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 (2)曲线形沉沙池 这种沉沙池是利用弯道环流的原理，将沉沙池做成具有90内角的弯曲渠道，如图6-18。使干渠中含泥沙的水流经过沉沙池时，将泥沙淤积在弯道的凸岸，并由冲沙廊道冲走。它不仅结构简单，施工方便，造价低廉，且沉沙效率高，可达90%以上。(3)条渠沉沙池 利用天然洼地作为沉沙区，在沉沙区内用围堤或格堤分成若干个条 渠，使粗沙沉积，如图6-19。每一条渠淤满后，即可用来耕种，不必清淤。这种形式的沉沙池不仅简单、经济，而且可以与放淤改土、改良沙荒、盐碱以及淤背固堤结合起来，使河流的水沙资源得到

42、综合利用，在黄河下游的引水工程中应用较多。第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 图6-18 曲线沉沙池 图619条渠沉沙池 1进水闸；2渠道；3沉沙条渠第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 二、厢式(直线式)沉沙池的设计 1. 厢式沉沙池的工作情况厢式沉沙池是一个断面尺寸远大于引水渠的静水池。由于断面突然扩大，入池

43、流速显著减小(一般为0.2 m/s0.3m/s)，挟沙能力大大降低，使泥沙在池中沉积。通常粗颗粒泥沙沉淀在池的首端，逐渐形成三角洲。随着时间的推移，三角洲向前发展，较细颗粒的泥沙则由三角洲前端沉入池底，形成异重流。异重流运行至池的末端即停止前进而淤积下来。为了提高沉沙效果，沉沙池内应水流 平顺，流速分布均匀，避免产生涡流 或集中底流等现象， 而影响泥沙沉淀为此，通常在沉沙池进口设计过渡第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 段与渠道相连，使水流平顺均匀地扩

44、散。由于水流的自由扩散角为1020，通常在进口处设扩散墙或安装静水格栅等使水流均匀扩散的装置，如图6-21；为了保证池中流速分布均匀，可用分水墙将沉沙池分成23个沉淀室。分水墙的高度约为设计泥沙淤积高度。冲沙廊道的进口设在沉沙池末端冲洗流速不应小于2.0 m/s -3.0m/s。 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 图620沉沙池平面布置示意图1引水渠2进口联接段3进水栏4沉淀室 5分水墙 6出口连接段 7冲沙廊道 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新

45、的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 图6-21沉沙池进口布置示意图 第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 2.厢式沉沙池基本尺寸的确定厢式沉沙池的基本尺寸包括池厢的长度、宽度及深度。(1)池厢长度L的确定 L与池内设计流速、工作水深、泥沙粒径大小、地形条件等有关通常可用下式计算： （6-2）式中 L池长,m； 沉沙池内平均流速,m/s； 设计粒径的

46、泥沙沉降速度，m/s。如无试验资料，可按表6-1选用； Hp沉沙池首部工作水深，m。（Hp=H-， 为设计淤积高度，=0.2H0.3H ）；第六章 引水 枢 纽pHL 有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 考虑紊流影响的系数，一般采用1.21.5。(2)沉沙池首部深H的确定 沉沙池首部水深可按下式确定： （6-3）式中 z沉沙地上游与排沙通道下游的水面落差，m；q沉沙池的单宽冲沙流量,m3/s；s沉沙池的冲沙流速,m/s；i沉沙池底纵坡，一般在0.020.05范围内选定，也

47、可按 计算；水电站的沉沙池的深度一般为4m5m，灌溉沉沙池的深度常用2.5m 3.0m。 第六章 引水 枢 纽iLqzHs/Rcis22/有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。沉沉 沙沙 地地 3）沉沙池宽度确定 沉沙池宽度一般可用下式确定: B = Q / vHp (6-4)式中: 冲沙池的设计流量,m3/s.第六章 引水 枢 纽有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。第四节第四节 沉沙地

48、沉沙地 表表6-1 6-1 泥沙粒径与沉速的关系泥沙粒径与沉速的关系第六章 引水 枢 纽粒径沉 速 (mm/s)径粒沉 速 (mm/s)(mm)水温0水温10水温20水温30(mm)水温0水温10水温20水温300.0010.000370.000510.000670.008320.0060.01360.01850.0240.02990.0020.001520.002060.002670.003330.0070.01850.02520.03270.04070.0030.003410.004630.006010.006010.0080.2420.03290.04260.05310.0040.006

49、040.008220.01070.01070.0090.03060.04160.0540.06740.0050.009460.01290.01670.01670.010.03790.05140.06670.08320.020.1520.2060.2670.3330.654.362.669.2750.030.8410.4630.6010.7480.765.274.281.288.50.040.6040.8221.071.330.87585.593.71020.050.9461.291.672.05.0.985.5961061140.061.361.852.43.17195.21071171250

50、.071.852.523.54.081.51431601721770.082.423.414.415.1321902052052050.093.064.195.556.182.52292292292290.13.74.976.127.3532512512512510.157.699.911.813.73.52712712712710.212.315.317.920.542902902902900.2517.22124.427.553243243243240.322.326.730.834.463553553553550.3527.432.837.141.473833833833830.432.