30水利水电工程沉沙池设计规范.doc

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1、中华人民共和国行业标准水利水电工程沉沙池设计规范Design code for desilting basinof water conservancy and hydropower projectsSL269200主编单位：水利部山西水利水电勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：2001年12月1日中国水利水电出版社2001 北 京中华人民共和国水利部关于批准发布水利水电工程沉沙池设计规范SL2692001的通知水国科2001290号部直属各单位，各省、自治区、直辖市、计划单列市水利（水务）厅（局），新疆生产建设兵团水利局：经审查，批准水利水电工程沉沙池设计规范为水利行业标准，

2、并予发布。标准的编号为SL2692001。本标准自2001年12月1日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二0 0 一年七月十九日前 言SL2692001水利水电工程沉沙地设计规范是根据水利部水利水电技术制定、修正计划，由水利水电规划设计管理局（98）水规技便字第12号文下达的任务安排制定，按照SL0197水利水电技术标准编写规定编制的。沉沙池的设计涉及水文泥沙、水轮机和水泵、水力学、技术经济及水工建筑物等多学科专业。且我国地域辽阔，各流域水系的水沙状况差异较大，水利工程与水电工程的沉沙池也有很大不同。上述情况形成本规范的特殊性。本规范共10章4个附录。10章分别为：总则；术语、主要

3、符号；设计资料；沉沙地的设置条件及泥沙沉降设计标准；位置及类型选择；工程布置；主要尺寸确定；结构设计；运行设计；原型观测和安全监测设计。4个附录分别为：沉降计算方法；悬移质泥沙沉速计算；水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算；水电站沉沙地有压及无压排沙水力学计算。本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：水利部山西水利水电勘测 设计研究院主 编 单 位：国家电力公司成都勘测设计研究院参 编 单 位：水利部西北水利科学研究所本规范主要起草人：黎运菜 杨晋营 胡克让谭伟民 曹鉴湘 王仁龙李杜元 李国梁 刘期勇陈 星 刘旭东11 总 则1 01 为统一水利水电工程引水建筑物中沉沙池设计的技

4、术标准，保证设计质量，推动沉沙地工程技术发展，特制定本规范。102 本规范适用于大中型水利水电工程中3级及3级以上用以处理悬移质泥沙的沉沙池设计。103 沉沙地设计中，应做好基本资料分析工作。对重要工程应用理论分析和模型试验相结合的方法，确定沉沙地主要布置尺寸。104 沉沙池设置及设计，必须进行技术经济比较。105 沉沙池应进行运行设计，并应与枢纽工程的运行协调一致。1 06 沉沙地设计中，应提出泥沙原型观测和安全监测设计。107 沉沙地设计，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家及行业现行有关标准。2 术语、主要符号21 语211 沉沙池 desilting basin用以沉降挟沙水流中泥沙颗

5、粒大于设计沉降粒径的悬移质泥沙、降低水流中含沙量的建筑物。按运行方式，可分为水力冲洗式沉沙池和非冲洗式沉沙池。水力冲洗式沉沙池可分为连续冲洗式沉沙池和定期冲洗式沉沙池。212 连续冲洗式沉沙池 continuous flushing desllting basin在连续供水的同时，将沉落的泥沙连续不断地冲排入下游河道的沉沙地。连续冲洗式沉沙池由上游联接段、工作段、下游联接段、排沙廊道等部分组成，如图212l和图2122所示。213 定期冲洗式沉沙池 Periodic flushing desllting basin2沉沙与冲洗交替运行连续供水的沉沙池。即当沉沙池中某池室淤积到一定程度后，出池含

6、沙量及其粒径超过泥沙沉降设计标准时，及时进行冲洗，以恢复沉沙容积，同时将已冲洗后恢复沉沙容积的另一地室投入沉沙运行。定期冲洗式沉沙池由上游联接段、工作段（包括溢流堰区）、集水和排沙系统等组成，如图213所示。3214 条渠沉沙池 desilting channel4利用天然洼地、滩涂，筑成的长度较长的宽浅土渠沉沙池。淤满后可还耕或清淤后可重复利用，也可应用于堤防淤培。条渠沉沙池由进口段、工作段、出口段等组成，如图214-1和图214-2所示。5215 工作段 working section沉沙地中用于沉降泥沙的主要池段。216 工作长度 working length沉沙池工作段的长度。217

7、工作宽度 working width沉沙池工作段的净宽度。梯形断面沉沙池为正常水位以下的平均净宽度。218 工作深度 working depth沉沙池工作段正常水位以下至泥沙淤积高程之间的水深。219 工作流量working flow对连续冲洗式沉沙地，为引用流量与冲沙流量之和；对定期冲洗式水利工程沉沙池，为引用流量与地末底孔排沙流量之和；对定期冲洗式水电工程沉沙池和非冲洗式沉沙池，为引用流量。2110 冲洗流量 flushing flow 定期冲洗式沉沙池，沉沙与冲沙交替运行，池室（厢）冲沙时，经进口问引入冲沙的流量、引渠设计流量不得小于沉沙地工作流量与冲洗流量之和。2111 池室 basi

8、n chamber按工作流量、工作宽度和工作深度，由高于正常水位的隔墙，将工作段平行水流方向分成的若干室槽。2112 池厢 basin tank定期冲洗式沉沙池中，根据冲沙流量，由高于设计淤积面以上的冲沙水位的隔墙，将池室平行水流方向分隔成的若干厢槽。2113 溢流堰区 overflow area定期冲洗式水利工程沉沙地工作段尾部设有溢流堰，用以引取表层水的区段。2114 过机多年平均含沙量 average annual sediment concentration through turbine通过水轮机的多年输沙量与过机多年引水量之比。2115 粗粒径含沙量 coarse sediment

9、 concentrtion大于沉沙池设计最小沉降粒径的悬移质泥沙含沙量。622 主 要 符 号3 设 计 资 料31 基 本 资 料311 沉沙池设计应收集以下基本资料：1、地形、地质资料；2、 工程所在河段实测悬移质含沙量、颗粒级配（包括分析方法）及水温资料，3、 泵站、水电站沉沙地，应收集悬移质泥沙矿物成分和硬度资料；4 、沉沙池冲排沙道出口为天然河道时，出口处天然河道的水位流量关系；5 、沉沙池边墙临近天然河道时，该河段各级流量水面线；6 、高寒地区河流体情和气温资料；7 、了解河流污物来源及其特性。312 根据沉沙池类型，应收集以下相关一上资料：l 、沉沙地引渠、输水道水位；2、 设计

10、引用流量及其过程；3 、引渠及输水道水流挟沙力；4、 水轮机或水泵过流部件耐磨性能、抗磨措施及大修间隔，水轮机工作水头或泵站单级扬程；5 、灌区渠系布置、干支渠水流挟沙力、灌区调节水库资料、灌区土壤粒径、灌溉效益及环境评价。32 人池含沙量及颗粒级配321 时段平均入池含沙量，应按取水枢纽引水期或汛期引水期的天然河道逐日平均含沙量和逐日引水流量统计计算。7时段平均入池含沙量按下式计算：8322 应根据沉沙池类型、供水特点和河流输沙特性，经分析论证，选用有代表性的入地悬移质泥沙含沙量及颗粒级配特征值作为设计沉沙地的依据。94 沉沙池的设置条件及泥沙计标准41 水利灌溉工程沉沙池的设置条件及泥沙沉

11、降设计标准411 自流灌溉引水含沙量和泥沙粒径超过输水渠道允许挟沙能力和对灌区土壤改良不利时，宜设置沉沙地。沉沙池出池含沙量及泥沙允许粒径，应根据灌排水渠道允许挟沙能力和灌区土壤改良要求，通过技术经济分析后确定。出池泥沙允许粒径不宜大于 005mm。412 提水灌溉泵站的沉沙地设置，除符合本标准第411条规定外，还应根据设计过泵多年平均汛期含沙量，按图412初步判别（图中A区为可不设置沉沙池，C区为宜设置沉沙地），并经进一步技术经济比较后确定，出池泥沙允许粒径不宜超过005mm.413 大于等于泥沙允许粒径的泥沙沉降率宜取8085。1042 水电引水工程沉沙池的设置条件R泥沙沉降设计标准于图4

12、21（a）、(b）的A区时，可不设置沉沙池；若均处于图42l（a）、(b）的C区时，宜设置沉沙池；若均处于图42l（a）、b ）的B区时，只有水轮机在水力、结构设计及过流部件材料选用方面均采用了可靠的抗磨措施，可不设置沉沙池。422 水电站设置沉沙池，应在水轮机泥沙磨损程度及磨损危害分析计算的基础上，考虑电站在系统中的作用、枢纽布置条件、沉沙池的投资、泥沙特性、水轮机的耐磨水平、电站效益及运行检修要求等，进行技术经济比较后确定。423 水电站沉沙池设计最小沉降粒径标准见表423。1142，4 大于等于设计最小沉降粒径的泥沙沉降率，宜取为8085。5 位置及类型选择501 沉沙地的位置宜邻近首部

13、取水枢纽进水口，当受地形条件限制或冲沙水头不能满足要求时，可沿引水道下移至适当的位置，亦可布置为地下式；布置沉沙池应合理利用地形地质条件，避开不良地段，否则应采取相应工程措施。502 沉沙池按用途可分为水利工程沉沙池和水电工程沉沙池。水利工程沉沙地宜采用定期冲洗式沉沙地或条渠沉沙池，也可采用连续冲洗式沉沙池。水电工程沉沙池宜采用定期冲洗式沉沙地或连续冲洗式沉沙池。503 水力冲洗式沉沙地应具有足够的冲沙水头及流量。若地形开阔，宜选用定期冲洗式沉沙池；地形狭窄，宜选用连续冲洗式沉沙地。504 水利工程定期冲洗式沉沙池可结合枢纽工程总体布置，设置首部低扬程泵站来满足冲沙水头要求。505 山区、丘陵

14、区且有足够冲洗水头的水利工程沉沙池，在对r环境无不利影响条件下，宜选用定期冲洗式沉沙地。平原地势低洼地区或滩涂地带的水利工程沉沙池，宜选用条渠沉沙池；如有必要，后期可增设泵站，扬水沉沙。12506 当无冲洗条件时，可采用机械清淤式沉沙池。采用机械清淤的沉沙池应有足够的堆沙场地，且不致对该地区环境和工程造成不利影响。136 工 程 布 置61 水力冲洗式沉沙池一般规定61 l 沉沙地的引渠必须满足设计引用流量和含沙量范围内正常输水。宜在引渠适当位置设置溢流、排沙设施。612 沉沙地轴线宜与其进口前的引渠轴线的延线重合，并应采取措施使进入沉沙池工作段水流的流速分布均匀。613 上游联接段的布置应使

15、水流均匀扩散至沉沙地工作段，并符合下列要求：1、 联接段平面布置宜采用对称扩散形式，单侧扩散角不宜大于12度。采用非对称扩散型式，两侧扩散角之和不宜大于24度。该段底板与工作段池底联接处不应出现跌坎。2、 在联接段内应设配水域或其他整流设施，其位置、尺寸及方向应通过模型试验确定。3、 定期冲洗式沉沙池应设地室进口闸，池室内设有池厢时，应设池厢进口闸，进口闸的孔数应与池室（厢）数一致。池室（厢）进口闸闸槛顶应与其上游底板齐乎或略高，并直高于池室（厢）设计泥沙淤积面。有污物来源的应在进D闸设拦污栅及清污设施，闸室尺寸应满足闸门、启闭机、拦污栅及清污设施的布置和运行要求。闸门应满足局部开启工况要求。

16、4、 进口闸后整流栅的排距、栅距或配水墩的布置等应根据模型试验确定。614 沉沙池工作段除满足沉沙要求外，还应满足冲洗排沙要求。615 定期冲洗式沉沙池末端应设冲沙闸。冲沙闸的闸门及启闭机应满足闸门局部开启工况要求。616 排沙道宜采用无压排沙形式，其纵坡不应缓于沉沙地工作段纵坡。排沙道出口应有抗冲、防淤措施并使排沙通畅。出口应不受河道常年洪水（重现期两年）顶托，必要时可设防洪闸。62 连续冲洗式沉沙池布置621 连续冲洗式沉沙池冲洗系统应由若干条支廊道和主廊组成。622 连续冲洗式沉沙地工作段池底可沿地宽方向做成若干梯形槽，槽壁坡角（与水平向夹角）宜大于泥沙水下休止角。槽底板应布置进沙孔并与

17、冲沙支廊道相通。623 连续冲洗式沉沙池冲洗系统支廊道应顺水流方向布置于池底进沙孔下。各条支廊道应分别汇入一条主廊道。沉沙池工作段内宜设置多个冲洗系统，前段冲洗系统的支廊道长度宜短于后段冲洗系统的支廊道长度。624 主、支廊道应具有良好的水力条件，并应采取抗磨措施。冲沙主廊道出口应有抗冲、防淤措施并保证排沙通畅。625 单室连续冲洗式沉沙地宜在沉沙池工作段末端设置事故冲沙闸。626 水电站沉沙池宜在沉沙地工作段、引渠或输水道适当部位设置旁侧溢流堰，堰顶高程宜略高于沉沙池运行水位。溢流能力应根据水电站机组丢弃负荷和进水闸可能引入过多流量等因素确定。627 水电站沉沙地下游联接段宜采用逐渐收缩型式

18、。当其下游为有压引水道时，该段水深应满足有压进水口最小淹没深度要求。63 定期冲洗式沉沙池布置631 水利工程定期冲洗式沉沙池的工作段除符合本规范第614条规定外，还应符合下列要求：1、 池室的边墙和隔墙应高于正常水位0507m，各墙与相应的池室进口问的闸墩相联接。142 、当池室内设有池厢时，各池厢间的隔墙应与相应的池厢进口闸的闸墩相联接，墙顶应高于设计泥沙淤积面以上的冲沙水面高程。3、 池室直为钢筋混凝土结构，边墙、隔墙的迎水面边坡不宜缓于1：014、 应在工作段尾部设置侧向、横向溢流堰和集水槽，溢流堰顶水深宜小于0lm ，溢流堰和集水槽均应满足自由出流条件。通过水力学计算，合理确定侧向和

19、横向集水槽的断面。632 应在池末横墙底部设置排沙孔，排沙孔的流量可取工作流量的 58。每池厢的排沙孔不宜少于 2孔。633 当沉沙地出口邻近下游输水道的提水泵站时，宜在输水道的适当位置设置旁侧溢流堰，堰顶高程和堰宽应根据泵站机组突然停机及沉沙池可能出池流量计算确定。63，4 水电站定期冲洗式沉沙地下游联接段后输水道应核置出口闸。64 条渠沉沙池布置641 条渠沉沙池可根据地形条件布置为湖泊形、条带形或梭形；亦可根据地形和运用条件布置为以挖待沉、自流沉沙、扬水沉沙或分期实施的自流与扬水结合等形式。642 条渠沉沙池进、出口宜设置节制问。条渠宜按上、中、下段分段布置。643 条渠沉沙池的围堤、格

20、堤边坡应根据筑堤土料的特性以及条渠的规模等确定，堤顶高程应通过水面波浪爬高计算确定，堤顶宽度应满足防护交通要求。15644 在布设条渠时，应采取有效的防渗、截渗和排渗措施。沉沙条渠用完还耕后，应建排灌系统。7 主要尺寸确定7l 一 般 规 定711 沉沙池主要尺寸应根据地形地质条件拟定不同方案，经技术经济比较后确定。712 沉沙他主要尺寸应符合本标准第4章中规定的泥沙沉降设计标准的要求。72 工作深度计算16721 定期冲洗式沉沙池工作段进口水深和进口工作深度的计算要求如下：17利工程定期冲洗式沉沙地可选（0. 506）H；水电站定期冲洗式沉沙地可选（0. 2503）H。722 连续冲洗式沉沙

21、地工作段进口工作深度，应满足下式74 工作长度计算741 应初拟沉沙地多个主要尺寸方案，按附录B计算沉速，按附录A计算泥沙沉降率，在符合第71节规定的原则下，确定沉沙地工作段计算长度。沉沙地工作段设计长度宜取计算长度的12倍。必要时应通过模型试验，验证悬移质出池含沙量和大于等于设计最小沉降（或大于等于允许）粒径的泥沙沉降率。742 条渠沉沙地的长度，按附录A有关规定计算各时段出分组含沙量。当出他含沙量及泥沙允许粒径接近第411条第413条规定的标准上限时，可将其累积运行时间作为条渠使用期限或清淤周期。743 定期冲洗式沉沙池，当设有侧向溢流堰时，可根据工作段尾部溢流堰区的堰前含沙量垂线分布计算

22、出池分组含沙量。各池室的侧向溢流堰合计长度可按下式计算：式中 Le池室侧向溢流堰合计长度（m）；Qf池室引用流量（m3/s ）bf 池室横向正堰宽度（m）；hf堰顶平均水深（m）；g重力加速度（m/s2）M流量系数；18溢流堰的侧向影响系数。75 工作段纵向底坡751 定期冲洗式沉沙池的工作段应具有足够的纵向底坡，且应满足下式：752 条渠沉沙池的纵向底坡可根据地形条件，结合条渠宽度确定。76 水力冲洗式沉沙池冲洗计算761 定期冲洗式沉沙池冲洗周期与淤沙容积的确定应进行技术经济比较。应以设计冲洗周期内的淤积量确定淤沙容积。冲洗周期内的淤积量、淤积时间、冲洗周期按附录A计算。762 水利工程定

23、期冲洗式沉沙池的冲洗过程，可概化为泄空冲洗、溯源冲洗和沿程冲洗三阶段，按附录C计算。必要时，应通过模型试验验证。763 水电工程水力冲洗式沉沙地工作段冲沙流速不得小于附录D中的临界冲沙流速。764 水电工程定期冲洗式沉沙池的设计单宽冲沙流量、冲沙历时可按附录D中无压排沙水力学计算。必要时，应通过模型试验验证。765 连续冲洗式沉沙池的廊道水力学计算可按附录D中有压排沙水力学计算方法进行。19当进行排沙廊道输沙能力复核时，入池含沙量可参照实测最大含沙量选用。8 结 构 设 计801 沉沙地结构设计应包括对各种设计工况下的稳定、应力计算。802 地面沉沙池工作段、联接段的边墙和底板，宜沿水流方向每

24、隔1020m设置横向沉陷缝。当工作段或联接段设有隔墙或配水域时，隔墙或配水墩与底板可组成“倒T型”结构，并设置纵向沉陷缝。当沉沙地内无隔墙且池宽较大时，应根据地基条件考虑设置纵向沉陷缝。当地宽较小时，边墙和底板亦可作为整体式，按“倒II型”结构计算。803 应进行基础设计及边墙外地表排水设计。804 定期冲洗式沉沙地的工作段和冲、排沙道断面型式及尺寸均应便于冲沙和检修。805 连续冲洗式沉沙地冲沙支廊道顶板宜采用预制盖板。顶板上应设进沙孔，进沙孔宜选用百叶窗式孔口。连续冲洗式沉沙池的冲沙廊道（支廊道和主廊道）过水断面宜采用矩形，主廊道高度不宜小于15m 。支廊道的过水断面应沿程加大。806 应

25、根据运行、交通、检修的需要，设置必要的爬梯、交通桥、工作桥、进人孔、起重挂钩等。20807 寒冷地区和高寒地区的沉沙地设计，应根据冬、春季运用要求，采取防止冰冻和泄放冰凌措施。9 运 行 设 计901 沉沙池的泥沙运行设计应符合沉沙池运行水位、设计入流量、含沙量、泥沙沉降设计标准和运用时间等运用条件的要求。902 定期冲洗式沉沙池运行设计应根据泥沙淤积和出池泥沙沉降标准，提出冲洗时机、冲洗方式及闸门调度方式。903 水利工程定期冲洗式沉沙池，当引水含沙量或粒径超过设计特征值时，应减小引水流量，直至暂停运行。设计中应提出底孔排沙运行方式。904 连续冲洗式沉沙地运行期间应连续开启冲沙廊道出口闸门

26、进行排沙。当出现入池含沙量大于设计含沙量时，应调整运行安排，直至暂停运用。905 条渠沉沙地运用前期，可控制部分流量经条渠沉沙，部流量直接进入输水渠；中、后期可利用出口闸调节水位，控制出池含沙量和粒径。条渠沉沙应与盖淤改土相结合，当淤积达到设计淤积高程以下0305m 时，宜停止使用，并引入细颗粒泥沙或用新挖条渠表上覆盖至还耕高程。906 条渠沉沙池宜采用高水高淤、低水低淤的分期淤高方式。对较长的条渠沉沙地，可采用自上而下的分段放淤方式。907 应根据不同沉沙池的运行要求，设置必要的运行和检修设施、清淤设施或辅助冲洗设施等。21908 水利工程沉沙地应安排在非供水期或小流量供水期检修。水电工程沉

27、沙池的检修应安排在允许停电或电力系统低负荷期。10 原型观测和安全监测设计10. 1 一 般 要 求101 1 沉沙地安全监测设计应根据工程类型、布置和水沙条件，提出观测项目、目的和方法。101 2 沉沙池安全监测设计应包括观测项目选定、观测布置、设备选型、设施安装及保护、观测方法、观测记录表格格式和观测资料整编分析要求等内容。1013 应根据实际需要，按照国家及行业现行有关标准及规范进行建筑物沉降、位移、应力、扬压力等结构观测设计。1014 水沙原型观测的主要项目应包括：1 、入池流量及水位32 、含沙量及颗粒级配沿地变化；3、 水流流速分布。1015 观测断面位置的布设和数量应能控制过池水

28、力泥沙因子的沿程变化。1016 观测设施布置应考虑观测方便；流量、水位观测方法应符合有关测验规范；悬移质测验方法应按GB5015992 （河流悬移质泥沙测验规范）执行。1017 在拟定水电站或泵站沉沙地沉沙效率观测项目的同时，可根据需要，安排各水轮机组或抽水机组过机含沙量和颗粒级配等观测项目。102 定期冲洗式沉沙池原型观测和监测1021 选定有代表性的入池流量、含沙量和颗粒级配的时期进行原型观测；在运行过程中应进行以掌握冲洗时机的运行监测。221022 原型观测项目除第1014和第1015条规定之外，还宜包括以下项目：1、 池内淤积变化及淤沙干密度；2、 底孔排沙流量和含沙量； 3 、当池末

29、设有溢流堰段时，应施测堰前含沙量垂线分布、出地含沙量及分组粒径级配；4 、应观测冲洗过程中的池厢进、出口断面含沙量、沿程水面和沙面变化。10 3 连续冲洗式沉沙池原型观测和监测1031 连续冲洗式沉沙池应以检验沉沙池实际沉、排沙效果为目的，提出观测项目和观测方法。1032 连续冲洗式沉沙池沉沙效果观测应包括在各排沙廊道出口取单样计算含沙量、输沙率并作颗粒级配分析等项目。104 条渠沉沙池原型观测和监测1041 条渠沉沙地的原型观测和监测应以掌握沉沙效果和淤积形态为目的，提出观测项目和观测方法。231042 应选择入池流量和含沙量较稳定时期进行原型观测，上、下断面的观测时间应考虑水沙流程的因素。

30、附录A 沉降计算方法A1 水面线计算24A11 当沉沙地工作宽度、淤积厚度或工作深度沿程变化时，应将沉沙池划分为n个计算池段，从下游向上游按下列公式计算水面线：25A3 恢复饱和系数A31 恢复饱和系数宜尽量选用水质和泥沙特征相似的已建沉沙地实测资料确定，当选用有困难时，可用以下方法确定。1、 处理悬移质泥沙粒径较细的水利工程沉沙地可用下式计算分段恢复饱和系数：A4 淤 积 计 算26A41 水电工程定期冲洗式沉沙池设计冲洗周期内淤积体积可按下式计算；2728附录B 悬移质泥沙沉速计算BO1 粒径级的划分，应能控制颗粒级配曲线的线型，并应包含沉沙池设计最小沉降粒径。B02 对应于选用沉降分析法

31、所得悬移质颗粒级配，粒径级沉速必须使用该沉降分析法所规定的公式进行计算。B03 对粒径小于0062mm部分采用沉降分析法、粒径大于0062mm部分采用筛分析法所得悬移质颗粒级配，粒径级沉速可使用下列公式计算。291 当粒径等于或小于0062mm时，采用斯托克斯公式计算：30附录C 水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算C01 对设有n -1个池室的多池室沉沙池，各地室按沉沙与冲洗交替方式运行。设计条件下宜为n1个池室沉沙，1个池室冲洗，逐池室交替运用，满足连续供水。冲洗过程可划分为泄空冲洗、溯源冲洗和沿程冲洗三阶段，如图C所示。313233附录D 水电站沉沙池有压及无压排沙水力学计算D.1 有压排沙

32、水力学计算3435D12 为使沿沉沙池宽度方向冲沙能力均匀及有利于排沙，应保证各支廊道与主廊道交汇点处的水头损失相等；廊道总水头损失应小于上游水面与廊道出口处的水位差。为便于计算，各条支廊道内流速宜采用同一值，用各支廊道的长度变化来保证交汇点处的水头损失相等。沿廊道长度的水头变化按下式计算：37本规范的用词和用语说明为便于执行本标准，对要求严格程度不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”；反面词采用“不

33、宜”；表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。表示指明应按其他有关标准、规范规定执行的：采用“按执行”。371 总 则101 我国已在水利水电工程沉沙池的设计、运行与科学研究中积累了成功经验，但是由于长期无统一的设计标准，影响了沉沙池的设计与运用效果。为保证设计质量、充分发挥工程效益和推动该项技术发展，必须统一技术要求，特制定本规范。102 由于悬移质泥沙与推移质泥沙运动机理不同，因此处理方式不同，本规范仅为处理是移质泥沙的沉沙池设计制定。由于沉沙地工程投资和规模较大，在大中型水利水电工程沉沙地设计中应遵守本规范规定执行。3级以下工程需要设置沉沙地时，可参照本规范执行。103 水文泥

34、沙等基本资料，对沉沙池规模影响很大，必须作好此项基本工作。由于我国地域辽阔，水沙状况差别较大，对重要工程应进行模型试验。104 水利水电工程沉沙池设计和运行表明，沉沙池的功能、效益、效率与工程的其他建筑物和设备有关。水利工程沉沙池设置是为了减少渠道淤积、防止灌区沙化或减轻对泵站水泵的磨损危害；水电站设置沉沙池的目的是减轻过机泥沙对水轮机的磨损危害。设置沉沙地虽然可基本解决上述问题，但引起投资和运行费用等变化，因此，是否设置沉沙池或设置何种标准的沉沙池，应进行技术经济比较。105 沉沙池是引水枢纽的组成部分，其运行原则必须与枢纽运行协调一致，以保证正常供水。106 工程运行实践表明，对沉沙地进行

35、原型观测分析和监测，是提高沉沙地设计、运行管理水平和充分发挥工程效益的有效措施，对重要工程应包括此项设计。107 沉沙池为水利水电工程水工建筑物的一部分，除自身特点由本规范规定外，与其他水工建筑物具有共性的部分，应按有关规范的规定执行。433设 计 资 料3l 基 本 资 料311 收集悬移质泥沙颗粒级配资料时，同时了解颗粒级配分析方法，以便选用相应的沉速公式计算泥沙颗粒沉速。水力冲洗式沉沙池冲排沙道出口处的河流水位流量关系是冲洗设计中确定冲沙水头的基本资料；沉沙地外边墙天然河道水面线主要用于沉沙池外水压力和底板浮托力计算。高寒地区在严寒期使用沉沙地时，应收集河流冰情资料。河流污物不得进入沉沙

36、池，应在引水口至沉沙地进口逐级处理。了解污物来源及其特性是为了确定拦污设施布置、柳格尺寸及水位等。312 为确定水利水电工程沉沙地的设置标准，确定沉沙池的规模，评定其效益，应根据不同类型沉沙池，收集相关的各种资料。1 、沉沙地引渠、输水道的设计正常水位是确定沉沙池设计水位的依据。2 、沉沙池的设计引用流量及其过程是确定沉沙规模的主要依据。3 、为使引渠和输水道不应由于淤积，而影响沉沙地正常引水和输水，应收集引渠和输水道挟沙力分析成果。4 、水轮机、水泵过流部件耐磨性能、抗磨措施等资料，是用于分析判断沉沙地设计沉降粒径标准的一项依据；水轮机或水泵的大修间隔用于比较设置沉沙地后对减轻磨损的作用。5

37、 、灌区资料是用以研究水利工程沉沙池泥沙沉降设置标准和规模的一项依据。32 人池含沙量及颗粒级配321 时段平均人地含沙量计算，在水电工程沉沙地中忽略了有4445坝引水与取水口底坎的挡沙作用，在水利工程沉沙池中忽略了取水口底坎的挡沙作用，偏于安全。322 入地设计泥沙特征值包括含沙量和悬移质颗粒级配。已建沉沙池均使用河流泥沙特征值作为人池设计值，实际上年平均或汛期平均河流含沙量与引水含沙量差别较大，因此规定使用入池泥沙特征值作为设计值较使用河流泥沙特征值作为设计值更合理。至于选用何种时段平均或实测值作为入池设计泥沙特征值，应根据河流输沙特征、枢纽布置特点、沉沙池类型、供水重要程度、沉沙池工程量

38、、效益等综合分析论证。如渔子溪一级水电站沉沙地，因仅在汛期使用，故选用多年汛期平均悬移质颗粒级配作为确定沉沙池主要尺寸的设计值。排沙廊道输沙能力的复核，原考虑选用历年最大日平均含沙量025mm实测沉降率与设计值吻合，也未出现过廊道堵塞现象。西藏羊卓雍湖水电站设置定期冲洗式沉沙池，为保证沉沙效果和冲沙可靠，设计中采用粒径组成偏细的多年汛期平均悬移质颗粒级配作为确定沉沙地主要尺寸的依据，选用粒径组成偏粗的实测悬移质级配作为沉沙池冲洗设施和排沙建筑物的设计依据。水利工程沉沙池设计中，设计入池含沙量一般可由引水时段的日平均含沙量频率分析或典型年汛期日平均含沙量分级统计分析确定。也可根据含沙量大小分布情

39、况和供水重要程度，调整相应的引水流量。46474 沉沙池的设沉降设计标准41 水利灌溉工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准411 根据调查，自流灌溉沉沙地的出池设计含沙量，除与粒径有关外，主要取决于排灌渠系允许挟沙力。不同地区出地设计含沙量差别较大，如黄河中游灌区汛期出地设计含沙量约为12kgm立方黄河下游灌区，由于渠道纵坡缓1 50001 10000），出池设计含沙量为 24kgm3 （个别为 Ikgm3）。出池允许粒径是根据目前黄河中、下游水利工程沉沙池出池泥沙粒径不大于004005mm而确定的。412 提水灌溉的灌区沉沙池沉降设计标准是根据水泵磨蚀要求提出的。黄河以高含沙量闻名于世，其

40、含沙量具有上下游变化大的特点。根据黄河上、中、下游单级离心水泵扬程10108m的主要泵站调查（三角城，景台）ID，夹马口，东雷二级，南乌牛二级，小樊一、二级，龙行二级，尊村，大禹渡一、二级和风陵渡），过泵汛期平均含沙量为 0561kgm立，d500032004mm，d950lmm，基本反映了我国多沙河流的提水工程过泥沙特征，根据水泵大修保证期2500h，经分析给出判别图412。10m以下扬程的泵站多采用轴流泵或其他泵型，如山西尊村引黄渠首一级泵站将轴流泵的下导轴承改用全封闭，外加清水润滑，磨损问题就不严重。图412中的水泵设计扬程Hp 系离心式水泵设计扬程。42 水电引水工程沉沙池的设置条件及

41、泥沙沉降设计标准421 设置沉沙池的初步判别条件，是根据我国已投入运行的水轮机磨损及检修资料，综合考虑泥沙特性、我国现有水轮机水力特性及耐磨材料的水平、沉沙池的投资及其效益，加以类比分析，并考虑下列条件制订的。1、 在能可靠运行的前提下，水轮机大修间隔取值为：水斗式水轮机一年（换喷针头及喷嘴口）；额定水头大于等于150m的混流式水轮机大于等于两年；额定水头小于150m的混流式水轮机大于等于三年。2 、莫氏硬度大于等于5的硬矿物泥沙含量约占50。3 、主要过流部件材料的耐磨性能，不低于 ZGOCr13Ni4MO（HB280）不锈钢。422 泥沙对水轮机磨损危害表现为：水轮机运行效率下降、出力减小

42、和年发电量相应减少；大修间隔缩短，检修费用增加；影响机组运行的灵活性和可靠性。减轻泥沙对水轮机磨损危害的主要措施有：采用耐磨材料或耐磨护面层，提高磨损部位的耐磨水平；采取工程措施，如设置沉沙池、沉砾池或利用水库沉沙等，以减少过机含沙量及过机粗沙；改善水轮机的水力及结构性能，降低关键磨损部位的流速，保持水流平顺流态；提高水轮机设计制造质量；保持良好的运行工况。是否设置沉沙池及设置何种沉降粒径标准的沉沙池，要考虑电站在系统中的作用、泥沙特性、水轮机的耐磨水平、电站运行检修的要求及大修间隔、沉沙池的投资、年运行费及效益等因素，进行技术经济比较后确定。423 各额定水头段沉沙池的设计最小沉降粒径标准，

43、是考虑到经济合理性及实际需要推荐的。水电站沉沙池的设计沉降粒径，经过技术经济比较，可以等于或大于表423中的粒径，不宜小于该粒径。485 位置及类型选择501 一般情况下，沉沙地位置距离首部枢纽进水口近一些，可节省引渠工程量，减少水头损失，方便运行管理。如大禹渡沉沙池、禹门口沉沙地和渔子溪沉沙地均邻近首部取水口。不良地段系指地形、地质和场地危及建筑物稳定的地段，如滑坡影响带、泥石流危及区、河流冲刷范围以及软弱地层等。如禹门口沉沙池建在液化的粉细沙地层上，采用振冲桩加固后，达到抗地震液化的设计标准。502 定期冲洗式沉沙池较连续冲洗式沉沙池具有运行可靠、结构简单、便于施工等特点，所以在地形开阔的

44、地方应优先考虑使用。503 连续冲洗式沉沙池占地面积小，适合在地形狭窄的地方采用，若具备足够的冲沙水头和流量时，加之合理设计及运用，仍然可以满足运行要求。504 提水灌溉工程的定期冲洗式沉沙池，一般多邻近首部取水口，可结合地形和灌溉渠布置，在引水首部设低扬程泵站，既满足扬水需要，又形成足够的冲沙水头，如大禹渡沉沙池和禹门口沉沙池。505 定期冲洗式沉沙池存在泥沙排泄对环境影响的问题，这是应慎重对待、充分研究论证的问题。定期冲洗式沉沙池有单室和多室型式，由于单室定期冲洗式沉沙池冲洗时一般要停止供水，而大、中型水利工程不允许停止运行，故不宜选用单室定期冲洗式沉沙地。平原地区或滩涂地带的地形开阔，适

45、合条渠型沉沙地布置。如引黄济青渠首条渠沉沙池，运用初期为自流沉沙，后期拟扬水沉沙，可使地面抬高，少占土地。5 06 本规范未含机械清淤有关规定，可参照其他规程选用清淤机械，如河南部山泵站的沉沙池为机械清淤。496 工 程 布 置61 水力冲洗式沉沙池一股规定611 在设计工作流量和含沙量范围内，引渠必须达到正常输水，在小流量引水时可允许有少量淤积，但不影响正常输水，随着流量增大达到冲淤平衡。如禹门口沉沙池前的引渠纵坡为1740，最小引水流量时的流速为 l57m/引 设计工作流量时的流速为 225ms，均大于不淤流速，弓l渠设计工作流量为沉沙池工作流量与冲洗流量之和。一般在引渠末段或适当位置设置溢流设施，是为了出现超标准流量或