CN103882839B - 一种低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统，属于水利工程领域，IPC国际专利分类号为E02B9/00，E02B9/04，E02B1/00。本发明的排沙系统，在电站进水口的前缘全线布设一道拦沙坎，在拦沙坎前布设输沙廊道，输沙廊道与坝基排沙洞相连，在输沙廊道顶部设有水平缝排沙口，水平缝排沙口的宽度从上游开始逐渐变窄，输沙廊道的横断面从上游开始逐渐增大。拦沙坎与变宽窄缝式输沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，可以在拦沙坎前形成一个长条状的冲刷漏斗，真正达到了电站进水口前“门前清”的排沙效果。

Description

一种低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统

技术领域：

本发明涉及一种水电站进水口排除粗颗粒泥沙技术，尤其涉及一种采用不等宽的变宽窄缝式排沙廊道进行排沙的技术，属于水利工程领域，IPC国际专利分类号为E02B9/00，E02B9/04，E02B1/00。

背景技术：

在多沙河流上，泥沙磨损对水轮机造成的破坏作用是非常严重的。对于高水头枢纽，设置排沙底孔或泄洪排沙洞是减少粗沙过机的有效措施。排沙底孔一般布置在电站进水口的下部，利用泄洪在电站进水口前形成冲刷漏斗，减少粗沙过机。对于低水头河床式枢纽，排沙底孔布置在电站进水口下部比较困难，布置在电站进水口两侧，冲刷漏斗范围较小，难以达到理想的排沙效果。再加之该类型电站进水口前缘一般比较长，单个排沙孔根本无法实现其目的，沿进水口前缘设置多个排沙孔又难以布置。八盘峡水电站在电站机组进口段底板上廊道顶部设置等宽缝隙排沙，运行结果表明，口门流速小，拉沙孔过流能力小，拉沙范围不大，且在廊道中容易产生淤堵。

发明内容：

针对低水头河床式枢纽电站进水口排沙设施布置难，且难以达到理想的排沙效果等问题，发明人经过理论设计和大量的水工模型试验，设计了一种采用变宽窄缝式排沙廊道的排沙系统。本发明的技术方案如下：

一种低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统，包括拦沙坎、输沙廊道和坝基排沙洞，所述坝基排沙洞布置在所述电站进水口的右侧，所述坝基排沙洞上设有排沙洞检修门和排沙洞工作门；在所述电站进水口的平坡段的末端全线布设所述拦沙坎，在所述拦沙坎前布设所述输沙廊道，所述输沙廊道与所述坝基排沙洞相连，在所述输沙廊道顶部设有水平缝排沙口，所述水平缝排沙口的宽度从上游开始逐渐变窄，所述输沙廊道的横断面从上游开始逐渐增大。

本发明的排沙系统，具有以下几项发明点：

(1)拦沙坎与输沙廊道配合使用，起到了截沙槽的作用，防止粗沙进入电站进水口；

(2)首次采用变宽窄缝式输沙廊道，即输沙廊道顶部的水平缝排沙口从上游开始逐渐由宽变窄，而输沙廊道从上游开始逐渐增大，两者互相配合，可以在拦沙坎前形成一个长条状的冲刷漏斗，真正达到了电站进水口前“门前清”的排沙效果。

(3)现有的输沙廊道和排沙口设置在电站进水口的斜坡段，靠近电站的入口，此处虽然流速大，冲刷力强，但由于水流进入斜坡段流速突然增大，不利于粗颗粒泥沙的沉淀，而且离入口近，导致大量粗颗粒泥沙进入电站。本发明的拦沙坎和输沙廊道，设置在电站进水口的平坡段的末端，即进水口由平坡段即将变为斜坡段的位置，有利于粗颗粒泥沙的沉淀淤积、排出。

本发明的排沙系统，原理简单，施工方便，耗水量小，能够防止电站长久运行后淤沙进入机组流道，排沙效果显著。

附图说明：

图1、本发明的排沙系统的平面布置图

图2、本发明采用的变宽窄缝式排沙廊道的纵断面图

图3、本发明采用的变宽窄缝式排沙廊道的剖面图

图中，1为电站进水口，2为拦沙坎，3输沙廊道，4为水平缝排沙口，5为坝基排沙洞，6、排沙洞检修门，7为排沙洞工作门，8为电站入口。

具体实施方式：

下面结合实施例和附图1-3对本发明作进一步说明：

本发明的低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统，包括拦沙坎2、输沙廊道3和坝基排沙洞5，所述坝基排沙洞5布置在所述电站进水口1的右侧，所述坝基排沙洞5上设有排沙洞检修门6和排沙洞工作门7；在所述电站进水口1的前缘全线布设所述拦沙坎2，在所述拦沙坎2前布设所述输沙廊道3，所述输沙廊道3与所述坝基排沙洞5相连，在所述输沙廊道3顶部设有水平缝排沙口4，所述水平缝排沙口4的宽度从上游开始逐渐变窄，所述输沙廊道3的横断面从上游开始逐渐增大。

拦沙坎2和输沙廊道3应当布置在电站进水口的平坡段，本发明优选平坡段的末端处，即进水口由平坡段即将变为斜坡段的位置，而且，为了保证建筑物的稳定及最好的水力条件，拦沙坎2应当设在平坡段与斜坡段交界线的上游0.5-2米处，此处的水流条件，有利于粗颗粒泥沙的淤积，也有利于水平缝排沙口冲沙。由于输沙廊道3顶部的水平缝排沙口4，带状缝隙水流在排沙廊道内形成结构紊乱的涡流，大大增强了水流的挟沙能力，使淤积在排沙廊道及周边区域的泥沙迅速排空，从而在电站进水口前沿拦沙坎形成一长条状的冲刷漏斗，以确保淤沙无法进入机组流道。其中，输沙廊道3和水平缝排沙口4的尺寸可结合电站总体规模，以及河流的来水来沙条件，由常规设计、计算手段确定。

本发明的排水系统的运行方式：非汛期及电站正常运行期，所述排沙洞工作门7处于关闭状态，当所述拦沙坎2前淤沙高度接近拦沙坎2高度时，打开所述排沙洞工作门7，进行排沙，当所述拦沙坎2前形成完整拉沙漏斗时，关闭所述排沙洞工作门7；在汛期来洪水时，所述排沙洞工作门7保持开启，减少粗沙进入机组流道。

本发明中，所述输沙廊道3和水平缝排沙口4的上游，是指电站进水口1的左侧；输沙廊道3和水平缝排沙口4的下游，是指电站进水口1的右侧。

本发明解决了低水头河床式枢纽排沙建筑物布置困难，按照常规的布置难以达到理想的排沙效果等问题，且原理简单，耗水量小，实用性强，对河道来水中有较多泥沙的河流上修建河床式枢纽电站具有较高的实用价值。

Claims (1)

1.一种低水头河床式枢纽电站进水口的排沙系统，包括拦沙坎、输沙廊道和坝基排沙洞，所述坝基排沙洞布置在所述电站进水口的右侧，所述坝基排沙洞上设有排沙洞检修门和排沙洞工作门；在所述电站进水口的平坡段的末端全线布设所述拦沙坎，在所述拦沙坎前布设所述输沙廊道，所述输沙廊道与所述坝基排沙洞相连，在所述输沙廊道顶部设有水平缝排沙口，所述水平缝排沙口的宽度从上游开始逐渐变窄，所述输沙廊道的横断面从上游开始逐渐增大。