引水模式下的水电站设计论文

1引水式水电站的引水渠道设计

1.1渠道断面的选择

渠道断面的选择非常重要，在实际操作过程中，要根据实际地形状况进行合理的设计。如果地面的坡度相对较大并且起伏比较频繁，则一般选择窄深式的断面，有些该种形式的断面可以添加一定的盖板，这样不仅能够减少砂石降落到渠道中而且能够在很大程度上防止坡面的滚石发生状况。这种渠道的优点比较多，比如:能够在冬季寒冷的条件下减少水热量的散失，从而使得冰盖能够处于稳定的状态。如果渠道处于比较宽敞的地面上，而且具有较强冻胀性能的基面，地下水位较高，则一般选择宽浅式断面。在实际的设计过程中，如果在渠道的沿线有泉水，那么就将相应的泉水引入到水渠之中，可以在很大程度上提高渠道的水流量，使得结冰机率大大降低。

1.2渠道纵坡的设计

在渠道设计过程中，纵坡的设计水平非常关键。渠道纵坡的设计对于水流速度具有决定性的作用。一般来讲，如果纵坡的设计较为平缓，则其很容易堆积淤泥，使得杂草等能够迅速地生长，从而影响渠道的输送水能力。而如果纵坡的设计很陡，则渠道在使用过程中，很容易受到较大冲击，很容易破坏。因此，相关设计人员要合理设计渠道的纵坡。在结冰盖的运行过程中，设计人员要根据水能的具体状况、地形条件以及工程造价的实际情况，对纵坡进行合理的设计。在输排冰运行的过程中，相关工作人员要将全段设计得比较陡些，使得输冰的流速达到相关的标准，而后段施工则需要在排冰闸前30m的缓流段进行，以此满足相关排冰速度的要求。

2引水式水电站压力前池的设计

在渠道的设计过程中，相关工作人员要加大压力前池的设计力度，这对于提高渠道的整体质量具有重要的影响。

2.1前池布置

在压力前池位置的选择过程中，为了提高水电站的实际运行效果，前池不要选择填方或者是地基不稳的部位，而应该尽量选择在天然地基比较好的地基上。这种设置能够在很大程度上避开顺坡的裂隙发育地段以及滑坡的出现。在前池的设计过程中，要对水文地质条件进行认真勘查，尽量减少甚至消除前池建设之后对于高边坡以及相关建筑物造成的负面影响。这样就能够避免滑坡以及沉陷情况的发生，确保下游的厂房以及前池的安全。为保障渠道水流平稳地进入前池，应考虑尽量使前池进水室的中心线与引水渠道中心线平行或接行，使水流顺畅，减少水头损失；还能使其引导和控制水流向压力管道平稳过渡和均匀配水。前池与引水渠道末端的连接段，在平面上应两边对称，其扩展角一般限制在10°以内；底边纵坡适宜选用1∶3～1∶5的斜坡，与前室底板连接。前室宽度约为进水室宽度的1.5倍左右，前室长度可取前室宽度的2.5～3.1倍。引水渠道末端应尽量避免弯道，如难以避免时，则宜在弯道终点与前池入口间设直线调整段，或加设分流导向设施。前池中的水流流速要求一般≤0.8m/s，以便泥沙沉积下来，通过排沙孔排走，阻止冰块、冰凌进入压力水管。为提高前池的排冰效果，可在进水室前设一道挡冰板，挡冰板底部应伸入到前池冬季最低运行水位以下50cm，能够有效防止冰凌进入进水室。

2.2前池水位

在中小型水电站前室正常水位的确定过程中，可以将引水渠道设计流量时的渠末水位作为其正常水位。而水电站在运行过程中，如果其突然甩开全部负荷，那么此时的最高涌波就作为前池的最高水位。而前池的最低水位指的是，在枯水期最小引水位发电流量时相对应的水位。在实际水位确定的过程中，相关工作人员要经过多次试验，并且按照严谨的操作步骤进行操作，以期获得最佳的水位数据，从而为引水式水电站的设计施工提供科学严谨的数据支撑。

3水电站装机容量选择

3.1无调节水电站最大工作容量的确定

在水电站装机容量确定的过程中，需要对无调节水电站最大工作容量进行确定，N水，工=N保、无=9.81ηQ设H设，其中：N水、工=保证出力（按历史设计保证率）;N保、无=9.81ηQ设H设；Q设—设计枯水日平均流量（m3/s）；H设—相应的日平均净水头。

3.2日调节水电站最大工作容量的确定

当水电站担任日负荷图峰荷部分时，在作图日电能累积曲线上a点向左取ab，由b向下作垂线交日电能累积曲线于c点。由c作水平线与日负荷图相交，求出日电站的工作位置，如图1所示。其中，ab＝E保、日，bc＝N水、工。

4结语

随着经济社会的不断发展，水电站的建设量越来越多，随着电站不断开发，有利地形条件电站早被开发完，对于流量小、地形条件复杂地区，可采用引水式电站开发方式，具有投资小，施工简单，管理方便等优越性。

作者：沈宽勇 单位：毕节市勘测设计研究院