水利设计规范WMSL2692001水利水电工程沉沙池设计规范.pdf

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1、备案号中华人民共和国电力行业标准水电水利工程沉沙池设计规范发布实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册中华人民共和国电力行业标准水电水利工程沉沙池设计规范主编单位 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 国经贸电力号标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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水设便字第号文开展编制工作的沉沙池的设

2、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附录附录是标准的附录附录附录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所本规范主要起草人胡克让谭伟民黎运芬木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

3、设计总院负责解释规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册目次前言范围引用标准总则术语符号设计资料沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标淮位置及类型选择布置主要尺寸确定结构设计运行设计泥沙原型观测设计附求标准的附录悬移质泥沙沉速计算附录标准的附录沉降计算方法附录标准的附录水电站沉沙池有压无压排沙水力学计算附录提示的附录恢复饱和系数的计算附录提示的附录水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册范围本规范规定了沉沙池设计的基本要求适用于大中型水

4、电水利工程中级及级以上用以处理悬移质泥沙的沉沙池建筑物的设计规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册引 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河流悬移质泥沙测验规范水电站进水口设计规范标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册总则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 特制定本规范水电水利工程沉沙池的设置及设计 必须进行技术经

5、济比较沉沙池应进行运行设计 并应与枢纽工程的运行协调一致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规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册术 语符 号术语沉沙池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连续冲洗式沉沙池在连续供水的同时 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 如图所示定期冲洗式沉沙池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所示条

6、渠沉沙池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图所示工作长度沉沙池中用来沉积泥沙的工作段长度工作宽度沉沙池中用来沉积泥沙的工作段宽度工作深度沉沙池正常水位以下至设计泥沙淤积高程之间的水深工作流量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标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册标准分享网 w w w.b z f x w.c

7、o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册池末底孔排沙流量之和过机多年平均含沙量规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册过机多年输沙量与过机多年引水量桩比粗粒径含沙量大于沉沙池设计最小沉降粒径的悬移质泥沙含沙量主 要 符 号过机多年平均含沙量过机多年平均粗粒径含沙量水轮机额定水头大于某粒径级的沉降率工作段长度沉沙池工作段平均深度标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册设 计 资 料基 本 资 料设计应收集以下基本资料地

8、形 地质资料工程所在河段实测悬移质含沙量 颗粒级配 包括分析方法 及水温资料水电站 泵站沉沙池 需收集悬移质泥沙矿物成分和硬度资料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沉沙池边墙临近天然河道时 该河段各级流量水面线严寒地区河流冰情和气温资料了解河流污物来源及其特性根据需要 应收集以下相关专业资料沉沙池引渠 输水道水位设计引用流量引渠及输水道水流挟沙力水轮机 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入池含沙量及颗粒级配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

9、量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规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中时段平均入池含沙量天然河道日平均含沙量天然河道日平均流量设计引用流量实际引用日平均流量时段天数根据沉沙池类型 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标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准水电站沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准设置沉沙池的初步判别条件 当过机多年平均含沙量及

10、过机多年平均粗粒径含沙量与水轮机额定水头的交点均处于图的区时可不设置沉沙池均处于图的区时宜设置沉抄池均处于图的区时 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沉沙池设计最小沉降粒径标准见表表沉沙池设计最小沉降粒径额定水头设计最小沉降粒径注 表中水头段只限于水斗式水轮机大于等于设计最小沉降粒径的泥沙沉降率 宜取为水利工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准自流灌

11、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规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册提水灌溉泵站的沉沙池设置 除满足规定外 还应根据设计过泵多年平均汛期含沙量 按图初步判别 图中区可不设置沉沙池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大于等于允

12、许粒径的泥沙沉降率宜取为规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册位置及类型选择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 水电站沉沙池宜选用连续冲洗式沉沙池山区 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

13、选用条渠沉沙池当冲沙水头不足时 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标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册布置水电站沉沙池及水利工程定期冲洗沉沙池的布置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 其要求如下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采用非对称扩散型式 两侧扩散角之和不宜大干该段底板与工

14、作段底板连接处不宜出现跌坎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进口闸后整流栅的排距 栅距应根据水力学模型试验确定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 的顶托定期冲洗式沉沙池工作段的要求如下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

15、排沙道出口应有抗冲 防淤措施并保证排沙规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册通畅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水利工程定期冲洗式沉沙也 应在工作段末端设置取水溢流堰 堰顶水深不宜大于集水槽和输水道布置应满足溢流堰自由出流要求连续冲洗式沉沙池工作段的要求如下连续冲洗式沉沙池冲洗系统应由若干条支廊道和主廊道组成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

16、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冲沙闸闸门及启闭机械应满足闸门局部开启工况的要求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水电站沉沙池下游连续段宜采用逐渐收缩型式 当其下游为有压引水道时 该段水深应按第条规定 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水

17、电站定期冲洗式沉沙池下游连续段后输水道应设置出标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册口闸水利工程条渠沉沙池布置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合等型式在布设条渠时 应采取有效的防渗 截渗和排渗措施沉沙条渠用完还耕后 应建排灌系统规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册主 要 尺 寸 确 定一 般 规 定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

18、经济比较后确定大于设计最小粒径的泥沙沉降率应满足条或条的确定进口工作深度计算水力冲洗式沉沙池工作深度计算要求如下定期冲洗式沉沙池工作段进口水深应满足下式式中工作段进口水深沉沙池冲沙运行水位与排沙道出口天然河道水位差定期冲洗式沉沙池冲沙单宽流量定期冲沙式沉沙池冲沙流速按附录选取沉沙池工作段底坡 见式沉沙池工作段长度排沙道底坡排沙道长度定期冲洗式沉沙池工作段进口工作深度按下式计算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 初拟方案时可在的之间初选连续冲洗式沉沙池工作段进口工作深度 应满足下式要求标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范

19、规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中沉沙池运行水位与廊道出口处顶的高差局部水头损失系数总和支 主廊道总长度谢才系数水力半径水力冲洗式沉沙池工作段进口工作深度 可选择水利工程条渠沉沙池的计算要求如下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条渠沉沙池水深宜选择工 作 宽 度 计 算工作宽度可按下式计算式中工作宽度工作流量池内平均流速 初拟方案时 可在下列范围内选择当沉降最小粒径为时 其值可选当沉降最小粒径为时 其值可选当沉降最小粒径为时 其值可选平均工作深度水力冲洗式沉沙池单室工作段宽度与深度之比不宜大于定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度应满足下式规范规程及技术指南水利设计规

20、范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度池内冲沙流量池内冲沙水深工 作 长 度 计 算应初拟沉沙池多个主要尺寸方案 按附录计算沉速 按附录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 其中恢复饱和系数的计算可参见附录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倍水利工程条渠沉沙池主要尺寸 按附录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规定标准上限时 可将其累积运行时间作为条渠

21、沉沙池的使用期限纵 向 底 坡定期冲洗式沉沙池的工作段应具有一定的纵向底坡 且应满足下式式中冲沙流速水力冲洗式沉沙池的冲洗计算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 冲洗周期按附录计算水电站水力冲洗式沉沙池内冲沙流速不得小于附录中的临界冲沙流速标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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

22、计算可按附录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水利工作定期冲洗式沉沙池的冲洗历时 可概化为泄空冲洗 溯源冲洗和沿程冲洗过程进行计算 计算方法可参见附录必要时 应通过模型试验确定规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册结 构 设 计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设置横向沉陷缝当工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

23、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应重视基础设计及边墙外地表排水设计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支廊道的过水断面应沿程加大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标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南

24、GB行业标准规范文档手册运 行 设 计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 直至暂停运行设计中应提出底孔排沙运行方式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沙量大于设计含沙量时 应调整运行安排直至暂停运用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条渠沉沙池宜采

25、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规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册泥沙原型观测设计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

26、效果进行监测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在拟定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沉沙池工作段及引渠悬移质测验方法应按执行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标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南

27、水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册附录标准的附录悬移质泥沙沉速计算粒径级的划分 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公式进行计算对粒径小于部分采用沉降分析法 粒径大于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当粒径等于或小于时 采用斯托克公式计算当粒径为时 采用沙玉清天然沙沉速公式计算沉速判数粒径判数当粒径大于时 采用沙玉清紊流区沉速公式计算式中水的运动黏滞系数规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范

28、文档手册水温泥沙粒径泥沙密度清水密度泥沙沉速重力加速度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粒径组平均沉速应使用其上下限粒径沉速的几何平均值式中粒径组平均沉速粒径组下限粒径沉速粒径组上限粒径沉速标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册附录标准的附录沉 降 计 算 方 法沉 降 率 计 算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式中粒径组沉降率池段数 自上游向下游编号池段 粒径组沉降率 按式计算各粒径组悬移质

29、沉降率按下式计算式中粒径组编号 按粒径由小到大顺序排列恢复饱和系数 参见附录粒径组平均沉速池段单宽流量池段平均流量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大于粒径级沉降率按下式计算规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中第粒径组下限粒径级编号 按粒径由大到小顺序排列入池悬移质第粒径组的沙重百分数当取时则为总沉降率沉沙池淤积物或廊道水流中第粒径组沙重百分数按下式计算式中沉沙池淤积物或廊道水流中第粒径组沙重百分数定期冲洗式沉沙池淤积计算定期冲洗式沉沙池设计冲

30、洗周期内淤积体积可用下式计算式中淤积体体积设计冲洗周期内入池平均含沙量沉沙池工作流量总沉降率设计冲洗周期淤积物干密度当取为天的秒数时 式中为沉沙池内的日淤积体积 可按下式计算冲洗周期式中冲洗周期标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册设计淤积体积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根据设计入池流量 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自上游向

31、下游按下式计算分组含沙量沿程变化各池段出口断面含沙量为式中池段出口断面分组含沙量池段出口断面含沙量池段入口断面分组含沙量时段内池段淤积量按下式计算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全池各时段累积淤积量式中时段数时段内池段淤积量规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册池段入口断面含沙量时段长第时段全池淤积量时段末全池累积淤积量标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手

32、册附录标准的附录水电站沉沙池有压 无压排沙水力学计算有压排沙水力学计算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式中临界冲沙流速常数 与廊道表面绝对糙度有关 当时当时廊道内浑水密度泥沙密度清水密度泥沙沉速廊道挟沙水流中 小于该粒径沙重占冲沙水流中的含沙量沉沙池设计入池含沙量沉沙池工作流量冲沙流量水力半径规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册圆形断面临界冲沙流速可用苏克诺罗兹经验公式计算式中泥沙粒径廊道挟沙水流中 小于该粒径沙重占为使沿沉沙池宽度方向冲沙能力均匀并有利于排沙

33、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有同一值 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式中计算断面的水头上游水面与廊道出口处的水位差局部水头损失系数总和廊道首端至计算断面长度糙率计算支廊道水头差时取计算进水孔面积时取支廊道沿长度方向的截面积按下式计算式中支廊道断面面积支廊道在计算断面的流量支廊道总长支廊道首端至计算断面的长度支廊道首端的流量 可采用等于廊道总流量的支廊道进沙孔断面面积按下式计算标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利

34、设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册附录提示的附录恢复饱和系数的计算沉沙池设计中 应尽量根据水质和泥沙特性相似的已建沉沙池实测资料确定值根据四川渔子溪一级 南桠河三级 云南清水河电站沉沙池实测资料及国家电力公司成都勘测设计研究院水槽试验 得到式中摩阻流速粒径组平均沉速综合经验系数 当沉沙池宽度与深度之比在之间时 取池段平均流速池段平均过水断面水力半径池段糙率重力加速度上式一般适用于我国西南地区悬移质颗粒组成较粗 无絮凝沉降现象的水电站沉沙池分组沉降率计算根据山东打渔张 河南人民胜利渠及山西阳武

35、河 大禹渡沉沙池观测资料 分析得式中水力比降 万分之一上式一般适用于悬移质颗粒组成较细或有絮凝沉降现象的水利工程沉沙池分组沉降率计算 如我国黄河中下游地区标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册分析长江荆江北岸严家台 丢丢垸放淤工程实测资料 得到上式一般适用于悬移质颗粒组成较细或有絮凝沉降现象的水利工程沉沙池分组沉降率计算 如我国长江中下游地区规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册附录提示的附录水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算水利工程定期冲洗式沉沙池的冲洗过程

36、计算 可依次划分为泄空冲洗 溯源冲洗和沿程冲洗三个阶段 计算简图见图池室泄空冲洗的排沙体积和历时可按下列方法计算泄空冲洗排沙体积式中池室泄空冲洗排沙体积池室泄空冲洗出池平均含沙量由类似工程实测资料确定 根据大禹渡 阳武河沉沙池原型观测资料和禹门口模型试验资料 泄空冲洗出池平均含沙量为池室泄空冲洗起始淤积面以上水体体积池室内泄空淤积物容积的泥沙干密度泄空冲洗历时标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中池室泄空冲洗历时池室泄空冲洗平均流量溯原冲洗过程简化为若干块体逐块计算 各块体以池末冲沙闸底板为基点

37、划分 如图所示溯原冲洗与沿程冲洗的划分位置可按图中线首端淤积厚度的控制 并使最后一计算块冲洗出池含沙量大于等于沿程冲洗出池含沙量倍为宜各块体单宽平均输沙率可按下式计算式中计算块体平均单宽输沙率计算块体冲洗平均单宽流量综合系数和指数 根据类似工程实测资料确定 经阳武河 大禹渡实测资料求得计算块体冲刷前后平均坡度溯源冲洗历时式中池室溯源冲洗总历时分块编号计算块体的淤积体积淤积泥沙干密度计算块体平均宽度冲洗水流入池含沙量池室冲洗流量沿程冲洗出池平均含沙量和冲洗历时可按下列方法计算沿程冲洗出池平均含沙量可采用挟沙力公式计算规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册式中沿程冲洗含沙量沿程冲洗平均流速沿程冲洗平均水力半径大于淤沙粒径的平均沉速重力加速度分别为系数和指数沿程冲洗历时式中沿程冲洗历时沿程冲洗排沙体积沿程冲洗水流入池含沙量沿程冲洗流量沉沙池的池室冲洗总历时可按下式计算式中冲洗总历时工作安全系数 可取多室沉沙池中的池室冲洗总历时应满足式中池室冲洗周期池室数当池室内设有池厢 泄空冲洗按池室一次泄空 溯源冲洗和沿程冲洗宜按逐厢集中冲洗进行计算标准分享网 w w w.b z f x w.c o m规范规程及技术指南水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册