[font=楷体_GB2312]国外大型水电站进水口型式 坝式水电站进水口拦污栅多数采用单独的半园弧折线平面布置形式，进水口闸门以往国内外建设的工程多数采用单孔大孔口型式，以降低进口流速，使水流自拦污栅到压力钢道流态平稳过渡，并尽量使其水力损失降至最小。采用大孔口布置带来问题是闸门尺寸及启闭设备规模也相应较大，从进口至压力管道的过渡段也需要长一些。但亦有一些电站的坝式进水口，由于闸门尺寸的限制，或结构布置上不便等原因，采用了较小的孔口尺寸。但无论采用何种型式尺寸，均应具备良好的流态，满足以下要求：1）无涡流；2）水流分离最小；3）水头损失最小。此外，尚需考虑闸门及启闭设备的制造条件。上表列出国外5座著名的坝后式大电站进水口一些数据。单孔进水口的孔口尺寸较大，孔口流速较小的有萨扬诺舒申斯克水电站；单孔进水口闸门段孔口尺寸较小一些是伊泰普水电站，所谓小孔口的有大古力第三电厂。采用双孔进水口的有古里二厂和克拉斯诺雅尔斯克水电站。1）伊泰普水电站：总装机容量12600MW，安装18台单机容量700MW机组，机组进水口位于大坝双支墩上部，设有检修闸门与工作闸门，经17.56m渐变段，后接坝后背管。喇叭口放大到24m×33m（宽×高）以便拦污栅前行近流速控制不超过1.1m/s。闸门段孔口收缩得小，工作门孔口流速达6.1m/s，闸门段孔口断面窄而高，工作门孔口和检修门孔口宽度均缩窄为6.7m，为钢管内径的0.638倍，孔高分别为16.22m及19m，是孔宽的2.42倍及2.84倍。设计时做了比尺为1：100枢纽水工整体模型和1：50的进水口水工模型试验，详细研究了漩涡的情况。试验结果表明，库水位越低时，越容易生成漩涡，水位205～210m时（相当淹没深度11.2～16.2m），漩涡就会进入进水口，当16～18台机组均投入运行时，进口流速均匀，没有漩涡。若只间隔运行几台机组，即使库水位220m，也可能发生漩涡。为减少漩涡的生成，控制机组避免间隔分组的运行方式。2）萨扬诺舒申斯克水电站：共安装10台单机容量为640～735MW（最大水头）机组，进水口设在重力拱坝上，每台机组采用单独的半圆折线式拦污栅，过栅流速较低约为0.77m/s，检修门和工作门设在进口扩散段，高宽比分别为1.53和1.29，经渐变段后接坝后背管。钢管流速达8.04m/s，检修门和工作门孔口流速降为3.63m/s和4.9m/s。3）古里水电站：古里二厂在古里一厂的右侧，共安装10台单机容量为730MW机组，其中13、14号2个机组进口底槛高程200m，机组最低运行水位225m；其它8个机组进口底槛高程217m，最低运行水位240m。每一机组进水口以中墩分为双孔，每孔布置有一叠梁门和两道闸门（一道为工作闸门一道为事故闸门），闸门后接渐变段和压力钢管。压力钢管为坝后埋管，内径13、14号机组为10.5m，其它8个机组为11.4m。拦污栅安装在喇叭口段。采用双孔布置后，孔口流速较小，工作门、检修门、栅前的平均流速分别为2.63m/s、1.8m/s、1.09m/s。4）克拉斯诺雅尔斯克水电站：共安装12台单机容量为500MW机组。为了避免钢管管壁厚度过大，每一机组引水由双进口—双钢管组成。电站共有24个坝段，每一坝段宽15m，布置一个进口，拦污栅设在喇叭口，闸门段布置有检修闸门及工作闸门，渐变段钢板衬砌始于工作闸门槽，向下略呈倾斜，穿出坝体接坝后背管，背管内径为7.5m，每两根背管在厂房上游合成一条钢管，通向水轮机。由于采用双进口，进水口的流速也较小。5）大古力三厂水电站：是1982年扩建的，三厂现装有3台600MW和3台700MW机组（原设计按单机容量600MW设计，建设过程认为单机容量可以增大为700MW，为此，后三台机组改为单机容量700MW），6根引水钢管内径均为12.2m，进水口采用单孔单门的“小孔口”型式，工作门孔口尺寸为8.83m×13.24m，高宽比为1.5：1，孔口面积同引水钢管。单机容量700MW，当通过设计流量820m3/s时，流速达7.01m/s。喇叭口为带有小圆弧曲线四边对称式小孔口，宽高为12.02m×16.45m，孔口流速达4.15m/s。检修门设在喇叭口进口断面，有利于减少门槽水头损失。每台机组采用独立的半径为15.9m半圆折线式拦污栅结构，栅前平均流速1.09m/s。经过1：41.74水工模型试验，表明这样体型的小孔口，包括拦污栅在内的进口水头损失系数为0.125，即当通过设计流量时，进口水头损失约为0.3m。试验结果也指出，若来流条件比较均匀对称，水头损失还可以再小些，若更严重的不对称，则水头损失会大些。 据不完全统计，国内已建水电站坝式深水进水口，闸门段孔口宽度为钢管内径的0.8～1倍，孔口高宽比一般为1.1～1.5，孔口面积多数大于引水压力钢管面积，断面平均流速一般为4～5m/s，个别电站超过6.0m/s，喇叭口平均流速一般在1.5～2.0m/s。栅前平均流速最大值一般控制在0.8～1.2m/s（过栅净流速1～1.5m/s），流速过大易引起拦污栅堵塞影响机组正常运行，美国土木工程学会编（1989年）《水电工程规划设计土木工程导则》推荐过栅净流速控制在0.8m/s（栅条间距密布的小进口）至1.5m/s（栅条间距较宽的大进口）之间。有压进水口淹没深度要求 水电站进水口设计规范要求深式进水口淹没深度除必需满足不产生负压，为安全起见要求压强不应小于2m外，另一要求是应避免进水口前产生串通式挟气漩涡。漩涡的产生、形式和强度与入口水流形态、进水口处水流流速、进水口尺寸、体型及淹没程度有关。进水口前产生串通式挟气漩涡对机组运行十分有害，不仅会降低水轮机效率，引起振动，而且会把水中漂浮物吸入水轮机，或阻塞拦污栅，从而造成水轮机不能正常安全运行。虽然国内外学者对预测漩涡的产生做过许多试验研究，但至今尚未有精确公式可以计算。为了防止产生贯穿式漏斗漩涡，《水电站进水口设计规范》（SD303-88）推荐按戈登（Gordon）公式估算进水口的最小淹没深度。