水电水利工程沉沙池设计规范.doc

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1、P59备案号：J172000中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准P DL/T 51071999水电水利工程沉沙池设计规范Specifications on designing sand basinof hydropower and water conservancy projects主编单位：国家电力公司成都勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号：国经贸电力2000764号20000224 发布 20000701 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布前 言本规范是按照原水利水电勘测设计技术标准体系规划，根据原能源部水利部水利水电规划设计总院(90)

2、 水设便字第61号文开展编制工作的。 沉沙池的设计涉及水文泥沙、水轮机和水泵、水力学及水工建筑物等多学科、多专业内容，且我国地域辽阔，各流域水沙状况差异较大，水电站与水利工程对沉沙池的要求也有很大的不同，故本规范通过大量调查研究、观测试验、专题研究、专家咨询等工作，反映了我国水电水利行业关于沉沙池设计、运行、观测方面的理论研究与实际应用成果。 本规范的附录A、附录B、附录C是标准的附录；附录D、附录E是提示的附录。 本规范的提出部门和归口单位为国家电力公司水电水利规划设计总院。 本规范的主编单位为国家电力公司成都勘测设计研究院，参编单位为水利部山西水利水电勘测设计研究院、水利部西北水利科学研究

3、所。 本规范主要起草人：胡克让、谭伟民、黎运B14B、曹鉴湘、李国梁、刘期勇、杨晋营、刘旭东、王仁龙。 本规范由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释。 目 次前言1 范围2 引用标准3 总则4 术语、符号5 设计资料6 沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准7 位置及类型选择8 布置9 主要尺寸确定10 结构设计11 运行设计12 泥沙原型观测设计附录A(标准的附录) 悬移质泥沙沉速计算附录B(标准的附录) 沉降计算方法附录C(标准的附录) 水电站沉沙池有压、无压排沙水力学计算附录D(提示的附录) 恢复饱和系数i的计算附录E(提示的附录) 水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算 条文说明1 范 围本

4、规范规定了沉沙池设计的基本要求，适用于大中型水电水利工程中3级及3级以上用以处理悬移质泥沙的沉沙池建筑物的设计。2 引 用 标 准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 5015992 河流悬移质泥沙测验规范SD303 88 水电站进水口设计规范3 总 则3.0.1 为统一水电水利工程引水建筑物中沉沙池设计的技术标准，特制定本规范。3.0.2 水电水利工程沉沙池的设置及设计，必须进行技术经济比较。3.0.3 沉沙池应进行运行设计，并应与枢纽工程的运行协调一致。

5、3.0.4 沉沙池建筑物的设计，应遵守有关的水工建筑物设计标准及规范。4 术 语、符 号4.1 术 语4.1.1 沉沙池sand basin 用以沉淀挟沙水流中颗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。按用途，可分为水电站沉沙池和水利灌溉沉沙池。4.1.2 连续冲洗式沉沙池continuous scouring sand 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池。连续冲洗式沉沙池由上游连接段、工作段、下游连接段、排沙廊道系统等部分组成，如图4.1.2-14.1.2-2所示。图 4.1.2-1 单室连续冲洗式沉沙池(a) 多室式; (b) 单室式

6、图 4.1.2-2 连续冲洗式沉沙池池厢横断面4.1.3 定期冲洗式沉沙池intermittent scouring sand basin沉沙与冲洗交替进行的沉沙池，即沉沙池淤积到一定程度后，开启冲沙闸进行冲洗，以恢复沉沙池沉沙容积，如图4.1.3所示。(a) 平面图; (b) 1-1剖面图 4.1.3 定期冲洗式沉沙池布置图4.1.4 条渠沉沙池desilting channel利用天然洼地，形成长度较长的宽浅土渠沉沙地，淤满后可还耕或清淤后可重复利用，如图4.1.4-1图4.1.4-2所示。(a) 湖泊型；(b) 条带型；(c) 梭型图4.1.4-1 沉沙条渠平面型式1进水闸；2渠道；3沉

7、沙条渠；4节制闸图4.1.4-2 梭型沉沙条渠4.1.5 工作长度working length 沉沙池中用来沉积泥沙的工作段长度。4.1.6 工作宽度working width 沉沙池中用来沉积泥沙的工作段宽度。4.1.7 工作深度working depth 沉沙池正常水位以下至设计泥沙淤积高程之间的水深。4.1.8 工作流量working flow 对连续冲洗式沉沙池为引用流量与冲沙流量之和；对定期冲洗式中水电站沉沙池为引用流量，水利工程沉沙池为引用流量与池末底孔排沙流量之和。4.1.9 过机多年平均含沙量mean annual sediment concentration through

8、turbine 过机多年输沙量与过机多年引水量之比。4.1.10 粗粒径含沙量coarse sediment concentration 大于沉沙池设计最小沉降粒径的悬移质泥沙含沙量。 4.2 主 要 符 号Sp：过机多年平均含沙量； ：过机多年平均粗粒径含沙量； Hr：水轮机额定水头； 1：大于某粒径级的沉降率； Lw：工作段长度；Hw：沉沙池工作段平均深度。5 设 计 资 料5.1 基 本 资 料5.1.1 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) 水电站、泵站沉沙池，需收集悬移质泥沙矿物成分和硬度资

9、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) 严寒地区河流冰情和气温资料； 7) 了解河流污物来源及其特性。5.1.2 根据需要，应收集以下相关专业资料： 1) 沉沙池引渠、输水道水位； 2) 设计引用流量； 3) 引渠及输水道水流挟沙力； 4) 水轮机、水泵过流部件耐磨性能、抗磨措施及水轮机大修间隔，水轮机工作水头及水泵单级扬程； 5) 灌溉渠系布置、灌区调节水库资料、灌区土壤粒径、灌溉效益及环境评价。5.2 入池含沙量及颗粒级配5.2.1 时段平均入池含沙量，应按取水枢纽引水期天然河道逐日平均含沙量

10、和逐日引水流量统计计算。时段平均入池含沙量按下式计算 (5.2.1-1) (5.2.1-2) 式中： S时段平均入池含沙量，kg/m3； Si天然河道日平均含沙量，kg/m3； Q天然河道日平均流量，m3/s； Qd设计引用流量，m3/s； Qi实际引用日平均流量，m3/s； T时段天数。5.2.2 根据沉沙池类型、供水特点和河流输沙特性，经分析论证，选用有代表性的入池悬移质泥沙含沙量和颗粒级配作为设计沉沙池的依据。6沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准6.1 水电站沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准6.1.1 设置沉沙池的初步判别条件：当过机多年平均含沙量Sp及过机多年平均粗粒径含沙量 与水轮

11、机额定水头 的交点均处于图6.1.1(a) 、(b) 的A区时，可不设置沉沙池；均处于图6.1.1(a) 、(b) 的C区时，宜设置沉沙池；均处于图6.1.1(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。图6.1.1 设置沉沙池的初步判别条件6.1.2 水电站沉沙池的设置，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。6.1.3 沉沙池设计最小沉降粒径标准见表6.1.3。表 6.1.3 沉沙池

12、设计最小沉降粒径额定水头 m600300400100100设计最小沉降粒径 mm0.100.250.35注：表中600m300m水头段只限于水斗式水轮机。6.1.4 大于等于设计最小沉降粒径的泥沙沉降率，宜取为80%85%。6.2 水利工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准6.2.1 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土壤改良不利时，宜设置沉沙池。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，通过技术分析后确定。出池泥沙允许粒径不宜大于0.05mm。6.2.2 提水灌溉泵站的沉沙池设置，除满足6.2.1规定外，还应根据设计过泵多年平均汛期含

13、沙量，按图6.2.2初步判别(图中A区可不设置沉沙池， C区宜设置沉沙池) ，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0.05mm。大于等于允许粒径的泥沙沉降率宜取为80%85%。图6.2.2 提水灌溉工程设置沉沙池的初步判别图7 位置及类型选择7.0.1 沉沙池的位置宜邻近首部取水枢纽进水口，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。7.0.2 水力冲洗式沉沙池应具有足够的冲沙水头及流量。若地形开阔，水电站和水利工程中的沉沙池宜选用定期冲洗式沉沙池；地形狭窄

14、，水电站沉沙池宜选用连续冲洗式沉沙池。7.0.3 山区、丘陵区且有足够冲洗水头的水利工程沉沙池，在对环境无不利影响条件下，宜选用多室定期冲洗式沉沙池；平原地势低洼地区的水利工程沉沙池，宜选用条渠沉沙池。7.0.4 当冲沙水头不足时，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。8 布 置8.1 水电站沉沙池及水利工程定期冲洗沉沙池的布置8.1.1 沉沙池轴线宜与沉沙池进口前引渠的轴线重合，有夹角时，应采取措施保证进入沉沙池工作段水流的流速横向及竖向分布均匀。8.1.2 沉沙池上游连接段主要建筑物的设置应使水流均匀扩散至沉沙池工作段，其要求

15、如下： 1) 扩散段平面布置宜采用对称扩散型式，单侧扩散角不宜大于812。采用非对称扩散型式，两侧扩散角之和不宜大于1624。该段底板与工作段底板连接处不宜出现跌坎。 2) 配水墩应设置于扩散段内，其位置、尺寸及方向应通过水力学模型试验确定。 3) 定期冲洗式沉沙池应设进口闸。有污物来源的应在进口闸设拦污栅及清污设施。进口闸进水槛顶应与其上游底板齐平或略高，进口闸尺寸应满足闸门、启闭机、拦污栅及清污设施的布置和运行要求。 4) 进口闸后整流栅的排距、栅距应根据水力学模型试验确定。8.1.3 沉沙池工作段除满足沉沙要求外还应满足清淤排沙的要求。排沙道出口在汛期应不受河道常年洪水(重现期两年) 的

16、顶托。8.1.4 定期冲洗式沉沙池工作段的要求如下： 1) 定期冲洗式沉沙池工作段末端应设置冲沙闸。冲沙闸的闸门及启闭机械应满足闸门局部开启工况的要求。 2) 冲沙闸下游排沙道宜采用无压排沙形式，其纵坡不应缓于沉沙池工作段纵坡。排沙道出口应有抗冲、防淤措施并保证排沙通畅。 3) 水利工程定期冲洗式沉沙池，宜在工作段末端设置排沙孔，排沙孔的流量可取过池流量的5%8%。 4) 水利工程定期冲洗式沉沙池，应在工作段末端设置取水溢流堰，堰顶水深不宜大于0.1m0.2m。集水槽和输水道布置应满足溢流堰自由出流要求。8.1.5 连续冲洗式沉沙池工作段的要求如下： 1) 连续冲洗式沉沙池冲洗系统应由若干条支

17、廊道和主廊道组成。 2) 连续冲洗式沉沙池工作段池底可沿池宽方向做成若干倒梯形槽，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冲沙支廊道相通。 3) 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。 4) 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。 5) 冲沙闸闸门及启闭机械，应满足闸门局部开启工况的要求。 6) 单室连续冲洗式沉沙池宜在沉沙池工作段末端设置事故冲沙闸。8.1.6

18、 水电站沉沙池宜在沉沙池工作段、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。8.1.7 水电站沉沙池下游连接段宜采用逐渐收缩型式。当其下游为有压引水道时，该段水深应按SD30388第2.4.3条规定，满足有压进水口最小淹没深度要求，不得出现立轴旋涡和掺气现象。8.1.8 水电站定期冲洗式沉沙池下游连接段后输水道应设置出口闸。8.2 水利工程条渠沉沙池布置8.2.1 水利工程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

19、合等型式。8.2.2 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。9 主 要 尺 寸 确 定9.1 一 般 规 定9.1.1 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。9.1.2 大于设计最小粒径的泥沙沉降率应满足6.1.4条或6.2.2条的规定。9.2 进口工作深度计算9.2.1 水力冲洗式沉沙池工作深度计算要求如下：1) 1) 定期冲洗式沉沙池工作段进口水深，应满足下式 (9.2.1-1)式中：H工作段进口水深，m； Z沉沙池冲沙运行水位与排沙道出口天然河流水位差， m； q定期冲洗式沉沙池冲沙单宽流量，m3/(sm) ；

20、定期冲洗式沉沙池冲沙流速，m/s，按附录C选取； i沉沙池工作段底坡，见式(9.5.1) ； 沉沙池工作段长度，m； 排沙道底坡； 排沙道长度，m。2) 2) 定期冲洗式沉沙池工作段进口工作深度按下式计算 (9.2.1-2)式中： 沉沙池工作段进口工作深度； 沉沙运行期允许淤沙厚度，初拟方案时 可在H的25%30%之间初选。3) 3) 连续冲洗式沉沙池工作段进口工作深度，应满足下式要求 (9.2.1-3) 式中： 沉沙池运行水位与廊道出口处顶的高差，m；局部水头损失系数总和； L支、主廊道总长度，m； C谢才系数； R水力半径，m。 4) 水力冲洗式沉沙池工作段进口工作深度，可选择3m8m。9

21、.2.2 水利工程条渠沉沙池的计算要求如下： 1) 水利工程条渠沉沙池的工作深度，应通过推求条渠沉沙池水面线确定。 2) 条渠沉沙池水深宜选择2.0m3.5m。 9.3 工作宽度计算9.3.1 工作宽度可按下式计算 (9.3.1) 式中：B工作宽度，m； Q工作流量，m3/s；池内平均流速，初拟方案时，可在下列范围内选择：当沉降最小粒径为0.05mm0.10mm时，其值可选0.05m/s0.15m/s，当沉降最小粒径为0.25mm时，其值可选0.25m/s0.55m/s，当沉降最小粒径为0.35mm时，其值可选0.40m/s0.8m/s； Hw平均工作深度，m。9.3.2 水力冲洗式沉沙池单室

22、工作段宽度与深度之比不宜大于4.5。9.3.3 定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度应满足下式 (9.3.3) 式中： 定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度，m； 池内冲沙流量，m3/s；池内冲沙水深，m。9.4 工 作 长 度 计 算9.4.1 应初拟沉沙池多个主要尺寸方案，按附录A计算沉速，按附录B计算大于等于设计沉降粒径的沉降率，确定沉沙池工作段计算长度，其中恢复饱和系数i的计算可参见附录D。 水利工程定期冲洗式沉沙池通过工作段末端溢流堰取水时，可根据堰前含沙量垂线分布计算出池分组含沙量。必要时，应通过模型试验验证悬移质分组沉降率和出池分组含沙量。 设计工作段长度宜取计算长度的1.2倍。9.4.2

23、水利工程条渠沉沙池主要尺寸，按附录B有关规定计算各时段末出池断面分组含沙量。当出池断面颗粒级配和含沙量接近6.2.1规定标准上限时，可将其累积运行时间作为条渠沉沙池的使用期限。9.5 纵 向 底 坡9.5.1 定期冲洗式沉沙池的工作段应具有一定的纵向底坡，且应满足下式 (9.5.1)式中： 冲沙流速，m/s。 9.6 水力冲洗式沉沙池的冲洗计算9.6.1 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B计算。9.6.2 水电站水力冲洗式沉沙池池内冲沙流速不得小于附录C中的临界冲沙流速。9.6.3

24、水电站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C中无压排沙水力学方法计算。必要时，应通过模型试验验证。 连续冲洗式沉沙池的廊道水力学计算可按附录C中有压排沙水力学计算方法进行。 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。9.6.4 水利工程定期冲洗式沉沙池的冲洗历时，可概化为泄空冲洗、溯冲洗和沿程冲洗过程进行计算，计算方法可参见附录E。必要时，应通过模型试验确定。10 结 构 设 计10.0.1 沉沙池结构设计应包括对各种设计工况下的稳定、应力计算。10.0.2 地面沉沙池工作段和上、下游连接段的边墙和底板，宜沿水流方向每隔10m20m设置横向沉陷缝。 当工

25、作段或上游连接段内设有隔水墙或配水墩时，隔水墙或配水墩与底板可组成“倒T型”结构，并设置纵向沉陷缝。 当工作段无隔水墙，但池宽较大时，应根据地基条件考虑设置纵向沉陷缝；当池宽较小时， 边墙和底板亦可作为整体式，按“倒门”型结构计算。10.0.3 应重视基础设计及边墙外地表排水设计。10.0.4 定期冲洗式沉沙池的工作段和冲、排沙道断面型式及尺寸均应便于冲沙和检修。10.0.5 连续冲洗式沉沙池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1.5m，支廊道的过水断面应沿程加大。10.

26、0.6 应根据运行、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。10.0.7 寒冷地区和严寒地区的沉沙池设计，应根据冬、春季运用要求，采取防止冰冻和泄放冰凌措施。11 运 行 设 计11.0.1 沉沙池的运行设计应符合拟定的沉沙池运行水位、入池流量、设计含沙量、运用时间等要求。11.0.2 定期冲洗式沉沙池运行设计应提出冲洗时机、冲洗方式及闸门调度方式。11.0.3 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控制条件时应减小引水流量，直至暂停运用。设计中应提出底孔排沙运行方式。11.0.4 连续冲洗式沉沙池运行期间应连续开启冲沙廊道出口闸门排沙。当出现入池含

27、沙量大于设计含沙量时，应调整运行安排，直至暂停运用。11.0.5 条渠沉沙池运用前期，可控制部分流量经条渠沉沙，部分流量直接进入输水渠。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0.3m0.5m时，宜停止使用，并以引入细颗粒泥沙或新挖条渠表土覆盖至还耕高程。11.0.6 条渠沉沙池宜采用高水高淤、低水低淤的分期淤高方式。对较长的条渠沉沙池，可采用自上而下的分段放淤方式。11.0.7 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。11.0.8 水利工程沉沙池应安排在非供水期或小流量供水期检修。水电站沉沙池的检修应安排在允许停电或电力系统低负荷期。12

28、 泥沙原型观测设计12.0.1 沉沙池设计中应对沉沙池投入运行后的泥沙原型观测目的、项目和方法提出要求。12.0.2 水力冲洗式沉沙池应开展泥沙观测；其它类型沉沙池是否进行泥沙观测，应根据沉沙池运行需要确定。12.0.3 定期冲洗式沉沙池应以掌握冲沙周期和冲沙历时为目的，对池内淤积状况和沉沙池沉沙、冲排沙效果进行监测。12.0.4 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。12.0.5 条渠沉沙池的观测项目和观测方法应以掌握放淤过程中放淤效果为目的拟定。12.0.6 沉沙池工作段观测断面位置的布设和数量应能控制过池水力泥沙因子的沿程变化。12.0.7 在拟定

29、水电站或泵站沉沙池沉沙效果观测项目的同时，应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。12.0.8 连续冲洗式沉沙池排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。12.0.9 沉沙池工作段及引渠悬移质测验方法应按GB50159执行。12.0.10 应提出沉沙池泥沙原型观测所需仪器设备、观测设施及人员编制。附录A(标准的附录) 悬移质泥沙沉速计算A.0.1 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。建议采用分级法。A.0.2 对应于选用沉降分析法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

30、公式进行计算。A.0.3 对粒径小于0.062mm部分采用沉降分析法、粒径大于0.062mm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：1) 1) 当粒径等于或小于0.062mm时，采用斯托克公式计算 (A1) 2) 2) 当粒径为0.062mm2.0mm时，采用沙玉清天然沙沉速公式计算 (A2) 沉速判数 (A3) 粒径判数 (A4) (A5) 3) 3) 当粒径大于2.0mm时，采用沙玉清紊流区沉速公式计算 (A6) 式中： 水的运动黏滞系数，cm2/s； t水温，； d泥沙粒径，mm； 泥沙密度，g/cm3； 清水密度，g/cm3； 泥沙沉速，cm/s； g重力加速

31、度，cm/s2。A.0.4 当设计入池含沙量属高含沙范畴时，应考虑含沙量对沉速的影响，选用合适的公式对沉速进行修正。A.0.5 粒径组平均沉速应使用其上下限粒径沉速的几何平均值 (A7)式中： 粒径组平均沉速，cm/s； 粒径组下限粒径沉速，cm/s； 粒径组上限粒径沉速，cm/s。附录B(标准的附录) 沉 降 计 算 方 法B.1 沉 降 率 计 算B.1.1 沉沙池工作宽度或流量沿程变化时，应分段计算粒径组沉降率，然后按下式计算全池某粒径组沉降率 (B1) 式中： i粒径组沉降率； k池段数，自上游向下游编号，k1，2，3，n； k池段i粒径组沉降率，按式(B2) 计算。B.1.2 各粒径

32、组悬移质沉降率按下式计算 (B2) (B3) 式中：i粒径组编号，按粒径由小到大顺序排列，i1，2，n；恢复饱和系数，参见附录D；粒径组平均沉速，m/s； 池段单宽流量，m2/s； 池段平均流量，m3/s，水电站定期冲洗式沉沙池为引用流量，水利工程定期冲洗式沉沙池为引用流量与池末底孔排沙流量之和，连续冲洗式沉沙池为引用流量与冲沙流量之和；池段长，m。B.1.3 大于l 粒径级沉降率按下式计算 (B4) 式中：l第i粒径组下限粒径级编号，按粒径由大到小顺序排列，lm,m1,，2，1； 入池悬移质第i粒径组的沙重百分数，%。 当取l1时， 则为总沉降率。B.1.4 沉沙池淤积物或廊道水流中第i粒径

33、组沙重百分数按下式计算 (B5) 式中： 沉沙池淤积物或廊道水流中第i粒径组沙重百分数，%。 B.2 定期冲洗式沉沙池淤积计算B.2.1 定期冲洗式沉沙池设计冲洗周期内淤积体积可用下式计算 (B6)式中： 淤积体体积，m3；设计冲洗周期内入池平均含沙量，kg/m3； Q沉沙池工作流量，m3/s； 总沉降率； T设计冲洗周期，s；淤积物干密度，t/m3。当取T为1天的秒数时，式(B6) 中 为沉沙池内的日淤积体积，可按下式计算冲洗周期 (B7)式中：T冲洗周期，d； 设计淤积体积，m3。B.2.2 条渠沉沙池主要尺寸确定及运用期限估算可采用下列方法。(定期冲洗式沉沙池也可选择采用) 1) 根据设

34、计入池流量、含沙量过程，划分若干计算时段，计算各时段平均入池流量、含沙量和颗粒级配，并将池身划分为若干池段。 2) 按沉沙池出口水位自下游向上游推算水面线，计算各池段平均水力要素。3) 自上游向下游按下式计算分组含沙量沿程变化。 (B8)各池段出口断面含沙量为 (B9) 式中： 池段出口断面分组含沙量，kg/m3； S池段出口断面含沙量，kg/m3； 池段入口断面分组含沙量，kg/m3。4) 4) 时段内k池段淤积量按下式计算 (B10) 并按池段淤积量修正淤积后的各横断面形态。 各时段累积淤积后的水深，应大于平衡水深。平衡水深可选用合适的悬移质水流挟沙力公式计算。时段内全池淤积量 (B11)

35、 全池各时段累积淤积量 (B12) 式中： j时段数，j1，2，m0； 时段内k池段淤积量，m3； 池段入口断面含沙量，kg/m3；时段长，s；第j时段全池淤积量，m3；时段末全池累积淤积量，m3。附录C(标准的附录) 水电站沉沙池有压、无压排沙水力学计算C.1 有压排沙水力学计算C.1.1 有压排沙道内不应出现淤堵，选定的冲沙流速 应大于临界冲沙流速 ，且不宜小于2.0m/s2.5m/s。矩形断面排沙道的临界冲沙流速可采用苏罗耶尔经验公式计算 (C1) (C2) (C3) 式中： 临界冲沙流速，m/s； E常数，与廊道表面绝对糙度有关，当0.001m时， E66；当0.005m时，E50；

36、廊道内浑水密度，t/m3；泥沙密度，t/m3； 清水密度，t/m3； 泥沙沉速，m/s，廊道挟沙水流中，小于该粒径沙重占75%； 冲沙水流中的含沙量，kg/m3； 沉沙池设计入池含沙量，kg/m3； Q沉沙池工作流量，m3/s； 冲沙流量，m3/s； R水力半径，m。圆形断面临界冲沙流速可用苏克诺罗兹经验公式计算 (C4) 式中： 泥沙粒径，m，廊道挟沙水流中，小于该粒径沙重占75%。C.1.2 为使沿沉沙池宽度方向冲沙能力均匀并有利于排沙，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

37、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 (C5) (C6) 式中： 计算断面的水头，m；上游水面与廊道出口处的水位差，m； 局部水头损失系数总和； L廊道首端至计算断面长度，m； n糙率，n0.0170.0225，计算支廊道水头差时取0.0225，计算进水孔面积时取0.017。C.1.3 支廊道沿长度方向的截面积按下式计算 (C7) (C8)式中： A支廊道断面面积，m2； 支廊道在计算断面的流量，m3/s；支廊道总长，m； 支廊道首端至计算断面的长度，m；支廊道首端的流量，可采用等于廊道总流量的20%。C.1.4 支廊道进沙孔断面面积按下式计算 (C9) 式中： H工作段进口水深，m； Al进沙孔断面面积，m2； n0进沙孔孔数；孔口轴线与水平面的倾斜角，；流量系数，可取 0.750.85；对百叶窗式孔口可取0.75。C.2 无压排沙水力学计算C.2.1 无压排沙冲沙