某水电站引水系统水力计算

一、设计课题水电站有压引水系统水力计算。

二、设计资料及要求1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》；2、设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。

三、调压井水力计算求稳定断面<一>引水道的等效断面积：∑=ii fL Lf ， 引水道有效断面积f 的求解表栏号引水道部位过水断面f i （m 2）L i (m) L i/f i所以引水道的等效断面积∑=ii fL Lf =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分1,22g 2h Qϖξ局局=g ：重力加速度9.81m/s 2 Q ：通过水轮机的流量取102m 3/s ω ：断面面积 m 2 ξ：局部水头损失系数局部水头损失h 局计算表栏号引水建筑物部位及运行工况 断面面积 ω（m 2） 局部水头损失系数 局部水头损失10-6Q 2（m ） 合计(m) (1) 进 水 口拦污栅 61.28 0.12 0.017 0.307(2) 进口喇叭段 29.76 0.10 0.060 (3) 闸门井 24.00 0.20 0.184 (4) 渐变段23.88 0.05 0.046 (5) 隧 洞 进口平面转弯 23.76 0.07 0.0660.204 (6) 末端锥管段 19.63 0.10 0.138 (7)调 压正常运行19.630.100.1382.202 (1) 拦污栅 61.28 4.1 0.067 (2) 喇叭口进水段 29.76 6.0 0.202 (3) 闸门井段 24.00 5.6 0.233 (4) 渐变段 23.88 10.0 0.419 (5) D=5.5m 23.76 469.6 19.764 (6) 锥形洞段 21.65 5.0 0.231 (7)调压井前管段19.6310.980.559(8) 井增一台机负荷，从调压井流入管道19.63 1.50 2.064(9)压力引力管道上水平段平面转弯19.63 0.04 0.0554.464（10）下水平段平面转弯9.08 0.08 0.515 （11）斜井顶部立面转弯19.63 0.09 0.124 （12）斜井底部立面转弯9.08 0.09 0.579 （13）锥管9.08 0.08 0.515 （14）三台机满发1岔管19.63 0.30 0.413 （15）三台机满发2岔管19.63 0.45 0.619 （16）一台机满发1岔管19.63 0.27 0.372(17) 一台机满发2岔管19.63 0.27 0.372(18) 蝴蝶阀9.08 0.14 0.900从上表中可以看出：引水道的h局=0..037+0.204+2.202=2.713m压力管道的h局=4.464m2,23422nh QRlϖ=沿n：糙率系数，引水道糙率取最小值0.012；压力管道取最大值0.013 l ：引水道长度m ω：断面面积m2R：为水力半径m Q ：通过水轮机的流量m3/s沿程水头损失h程计算表栏号引水道部位过水断面面积W（2m）湿周（m）水力半径R（m）引水道长（m）h程610-2n2Q(m)合计（m）1 进水喇叭口进水段29.76 21.98 1.3540 6.0 4522.448 0.0072 闸门井段24.00 20.00 1.2000 5.6 7625.272 0.0113 口 渐变段 23.88 18.64 1.2811 10.0 12606.781 0.018 4 隧 洞 D=5.5M 段 23.76 17.28 1.3756 469.6 543680.535 0.815 5 锥形洞段 21.65 16.49 1.3125 5.0 7423.307 0.011 6调压井 前管段 19.6315.711.250010.9821154.080.0327 1号叉管 19.63 15.71 1.2500 35.74 68856.723 0.109 8 1-2号叉管 19.63 15.71 1.2500 29.21 56276.018 0.040 9 2号叉管 19.63 15.71 1.2500 12.23 23562.331 0.004 10 锥管段 13.85 13.19 1.0500 3.97 19396.641 0.003 11D=3.4段9.0810.680.850021.25321684.6320.057计算隧洞的沿程水头损失用的糙率取最小值0.012；计算压力管道的沿程水头损失用的糙率 取最大值0.013。

水利资源计算水电站水能计算水电站水能计算是指根据水流量和水头的大小，计算水电站所能利用的水能。

水能是指水流具有的动能和重力势能，可以转化为机械能和电能。

水电站水能计算主要包括两个方面，一是水流量计算，二是水头计算。

水流量计算是指计算单位时间内通过水电站的水的流量。

水流量的计算常采用测流仪器进行实测或间接推算。

常用的方法有流速-断面法、闸门耐用法、容量法等。

流速-断面法是通过测量水流速度和流过断面的横截面积，计算出水流量。

测量时，通常采用流速仪器，如流速计或超声波流速仪。

流量计算公式为：Q=V×A，其中Q为单位时间内通过的水流量，V为水流速度，A为横截面积。

闸门耐用法是通过测量闸门的开启时间和闸门的开度，再结合实测的闸门流速，计算出单位时间内通过的水流量。

计算公式为：Q=K×h×B×T，其中Q为单位时间内通过的水流量，K为闸门流速系数，h为闸门水头，B为闸门的宽度，T为闸门的开启时间。

容量法是根据水库库容和泄洪量来计算水流量。

它首先要计算库容曲线，即根据水位-库容关系，确定各个水位对应的库容。

然后通过监测库容变化，来计算单位时间内的泄洪量。

计算公式为：Q=∆V/∆t，其中Q为单位时间内通过的水流量，∆V为单位时间内库容的变化量，∆t为时间。

水头计算是指计算水电站的水头，即水位能和水压能的总和。

水头的计算方式有两种，一种是通过水位差计算，一种是通过水压计算。

水位差计算是根据上游水位和下游水位的差值，计算水头。

计算公式为：H=H1-H2，其中H为水头，H1为上游水位，H2为下游水位。

水压计算是通过测量上游水位和下游水位之间的水压差，计算水头。

计算公式为：H=K×h，其中H为水头，K为水压系数，h为水压差。

水电站水能计算对于水电站的设计、建设和运行管理非常重要，它能够帮助确定水电站的装机容量和发电能力，并对水资源进行合理规划和利用。

通过准确计算水能，可以提高水电站的发电效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。

古学水电站引水发电系统水力计算分析发表时间：2016-09-05T12:04:46.920Z 来源：《建筑建材装饰》2015年12月上作者：邓艳强[导读] 开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。

邓艳强（中国电建中南勘测设计研究院有限公司宜昌设计院，湖北宜昌443002）摘要：随着水电建设的不断深入，我国水电发展重心逐渐向西南高山峡谷地区转移，受地形条件限制，地下引水发电系统逐渐被广泛采用。

能否选择合适的洞型及保证适宜的水力特征，已经成为影响工程成败的重要因素。

本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。

关键词：古学水电站；引水发电系统；水头损失；水力计算前言随着我国经济的高速发展，对能源需求不断增加，水电作为可再生的清洁能源被广泛采用。

西南地区山高谷深，河流纵横，水能资源极其丰富，已逐渐成为水电开发的主战场。

然而，受地形条件限制，发电系统多采用地下厂房形式，选择合适的洞型、减小水力损失、成为水电引水发电系统水力分析的重中之重。

本文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。

1工程概况古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内，是金沙江左岸一级支流定曲河“一库八级”梯级开发的最后一级水电站，是定曲河第一个开发电站，该电站的修建对于对加快藏区经济发展和维护社会稳定具有极其重要的意义。

电站采用引水式开发，坝址位于四川省得荣县奔都乡藏色桥上游1.52km处，上距得荣县城12.8km；厂址位于四川省得荣县古学乡卡日共村上游350m处，上距得荣县城28.4km。

古学水电站为三等中型工程，工程开发任务为发电，兼顾下游生态环境用水要求。

水库正常蓄水位2270.00m，校核洪水位2271.86m，总库容32.28万m3，死水位2269.00m，调节库容4.88万m3，无调节能力。

某水电站引水系统水力计算水力计算是指通过对水流的速度、压力、流量和水力特性等参数进行计算和分析来确定水力设备的性能和运行状况的过程。

在水电站引水系统中，水力计算是非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解水流在系统中的运动状态、压力损失以及水力机械设备的性能等信息，进而为系统的设计和优化提供依据。

首先，水力计算需要确定水流的速度和流量。

水电站引水系统中的水流会经过引水渠道、闸门、管道等各种水力设备，因此需要根据实际情况确定每一段水流的水力特性。

一般来说，流速越高，单位时间内通过的水量越大。

在计算中，可以通过流量计等设备直接测量流量，或者通过流速和流道截面积的乘积来计算。

需要注意的是，水流的速度和流量在不同的段落可能会有变化，因此需要逐段地进行计算。

其次，水力计算需要考虑水流的压力损失。

在水电站引水系统中，水流经过管道、弯头、阀门等水力设备时，会产生摩擦力、冲击力和扩散力等，从而导致水流速度的减小和压力的降低。

这些压力损失通常被称为水力损失，是判断水力设备性能和系统运行状况的重要指标之一、在计算中，可以根据水流的速度和流量、管道材料和尺寸、管道长度和水力特性等参数来计算各段的压力损失。

通常，压力损失与管道长度的平方成正比，与流量的平方成正比，与管道直径的倒数成正比，与摩擦系数成正比。

同时，水力计算还需要考虑水力机械设备的性能。

在水电站引水系统中，常见的水力机械设备包括涡轮水轮机、发电机、水泵、液压启闭机等。

这些设备的性能参数包括效率、输出功率、扬程、转速等，可以通过实测或者选型手册等方法进行确定。

在计算中，可以根据水流的速度、压力和流量等参数，结合水力机械设备的性能曲线来计算各段的能量转换效率和电功率输出。

总的来说，水电站引水系统的水力计算是一个综合性的工作，需要考虑水流的速度、压力、流量和水力特性等参数，并结合水力机械设备的性能来进行分析和计算。

通过合理地进行水力计算，可以为系统的设计、改造和优化提供科学的依据，确保系统安全、可靠地运行。

毕业设计（论文）题目黄土湾水电站水能计算及引水隧洞设计专业水利水电工程班级学生指导教师2 0 11 年摘要黄土湾水电站是疏勒河梯级开发中的第三座水电站，位于酒泉市肃北蒙古族自治县鱼儿红乡境内，为一座中坝引水式无调节水电站，，距玉门镇约91km，枢纽距上游青羊沟水电站厂房约4km。

枢纽采用一条引水隧洞，作为发电引水建筑物。

引水系统的进水口长30m，其后的引水隧洞总长度为1366m，，引水隧洞末端设置调压井，直径13m，高度41m，、长177m,，主压力管道设垂直弯道，采用内衬钢管外包钢筋砼衬砌。

设计内容包括枢纽的水能计算，引水隧洞设计，调压室设计，压力管道设计，水锤计算及其他辅助设施计算。

关键词：黄土湾水电站水能计算引水隧洞压力管道Abstrac tHuangtuwan Hydropower Station of loess is the development of the Shule's third station, located in Subei Mongolian Autonomous County of Jiuquan City, the red fish rural territory, as a regulation-free water in the hydropower dam and power station installed capacity of power plant site from Yumen Chang Ma Xiangzheng government about 22km, from the town of Yumen about 91km, hub upstream from the hydropower plant, Qingyang ditch about 4km.Hub with a diversion tunnel, diversion structures as power generation. Water intake system, long 30m, followed by the total length of the diversion tunnel is 1366m, tunnel diameter of , water diversion tunnel at the end set the surge tank, diameter 13m, height 37m, then take the diameter , length 177m, Dong . m of the main pressure pipe, turn the main pressure pipe set vertically, the use of outsourcing of reinforced concrete lined steel pipe lining. Designs include the hub of energy calculation, diversion tunnel design, surge tank design, pressure piping design, water hammer and other ancillaryfacilities calculations.目录前言 (1)1 综合说明 (3)工程概况 (3)设计依据 (5)2 水文 (5)流域概况 (5)气象 (6)洪水 (6) (6) (7) (7) (8)3工程地质和建筑材料 (9)工程地质 (9)区域地质构造 (9)水库区工程地质条件 (10) (10) (10) (11) (11) (11)4 工程布置 (11)设计依据 (11)工程等级及建筑物级别 (11)设计基本资料 (12)工程总体布置 (12)泄水建筑物 (13)挡水建筑物 (13) (14)、排水设计 (16) (16) (16) (16) (17) (21) (22) (24) (24) (25) (25) (25) (26) (26) (27) (27)设计依据文件和规范 (27)有关本工程的文件 (27)主要设计规范 (27)主要参考资料 (28)设计基本资料 (28)工程等别与建筑物级别 (28)地震烈度 (28)洪水标准 (29)取水口水位流量及泥沙含量 (29)气温 (29)风速、风向 (29)冻土情况 (29)年降雨量 (29)地质资料 (29).隧洞洞径及洞线选择 (31) (31) (31)进水口设计 (31) (31) (32) (33) (34)引水隧洞 (35)线路与坡度的确定 (35)断面形式与断面尺寸 (36)洞身衬砌 (36)调压室设计 (37)是否设置调压室判断 (37)调压室位置的选择 (38)调压室的布置方式与型式的选择 (38) (39) (42) (42) (42) (43) (45)压力管道的布置 (45)压力管道直径的选择 (45)压力管道的结构设计 (45)压力钢管构造设计 (46) (46) (47) (47)灌浆系统设计 (47)防锈设计 (47) (47) (48)不良地质段处理的原则 (48) (48)结论 (49)毕业设计小结 (49)致谢 (49)参考文献 (51)前言黄土湾水电站是疏勒河梯级开发中的第三座水电站，位于酒泉市肃北蒙古族自治县鱼儿红乡境内，为一座中坝引水式无调节水电站。

水电站引水渠道的水力计算探讨王少勇摘要：水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。

文章将从功用、要求和类型入手，对水电站引水渠道的水力计算特点进行探讨。

关键词：引水渠道；自动调节渠道；恒定流水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。

由于尾水渠道通常很短，本文将主要讨论引水渠道。

1 水电站引水渠道的功用及要求1.1 足够的输水能力渠道应能随时向机组输送所需的流量，并有适应流量变化的能力。

1.2 水质符合要求为防止有害的污物及泥沙经渠首或由渠道沿线进入渠道，在渠末水电站压力管道进口处还要再次采取拦污排冰、防沙等措施。

1.3 经济合理的构造结构经济合理，便于施工运行。

1.4 运行安全可靠渠道中既要防冲又要防淤，为此渠内流速要小于不冲流速而大于不淤流速；渠道的渗漏要限制在一定范围内，过大的渗漏不仅造成水量损失，而且会危及渠道的安全；渠道中长草会增大水头损失，降低过水能力，在气温较高易于长草的季节，维持渠中水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可抑制水草生长；在渠道中加设护面既可减小糙率，又可防冲、防渗、防草，还有利于维护边坡稳定，但造价较贵；严寒季节，水流中的冰凌会堵塞进水口拦污栅，用暂时降低水电站出力，使渠中流速小于0.45～0.60m/s，以迅速形成冰盖的方法可防止冰凌的生成，为了保护冰盖，渠内流速应限制在1.25m/s以下，并防止过大的水位变动。

2 引水渠道的类型水电站渠道按其水力特性分为非自动调节渠道和自动调节渠道。

非自动调节渠道末端压力前池处（或接近渠末处）设有泄水建筑物，如溢流堰或虹吸泄水道。

当渠中通过最大流量时，压力前池水位低于堰顶；当流量减小到一定程度时，水位超过堰顶，溢流堰开始溢流。

当水电站引用流量为零时，通过渠道的全部流量由溢流堰溢走。