引水式水電站布置調(diào)壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算書

目錄TOC\h\z\t"第一章,1,圖名,1,？標(biāo)題（章）,1,？標(biāo)題1.1,2,？標(biāo)題1.1.1,3,？標(biāo)題1.1.1.1,4"目錄 -1-第一章設(shè)計(jì)基本資料 -3-1.1地理位置 -3-1.2水文氣象 -3-1.2.1水文條件 -3-1.2.2氣象條件 -4-1.3工程地質(zhì) -4-1.4交通狀況 -5-1.5設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù) -5-第二章水輪機(jī) -5-2.1特征水頭 -5-2.1.1Hmin的確定 -5-2.1.1.1校核洪水位 -5-2.1.1.2設(shè)計(jì)洪水位 -6-2.1.1.3正常蓄洪水位 -6-2.1.1.4設(shè)計(jì)低水位 -7-2.1.2Hmax的確定 -7-2.1.2.1校核洪水位 -7-2.1.2.2設(shè)計(jì)洪水位 -8-2.1.2.3正常蓄洪水位 -8-2.1.2.4設(shè)計(jì)低水位 -9-2.1.3Hav的確定 -10-2.2選型比較 -10-3.3調(diào)速系統(tǒng) -14-3.4水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流道尺寸： -15-3.4.1蝸殼尺寸 -15-3.4.2尾水管尺寸 -16-第三章發(fā)電機(jī) -16-第四章混凝土重力壩 -18-4.1樞紐布置 -18-4.1.1樞紐布置形式 -18-4.1.2壩軸線位置 -18-4.2擋泄水建筑物 -18-4.2.1壩頂高程確定 -18-4.2.1.1壩頂超出靜水位高度△h -19-4.2.2擋水建筑物——砼重力壩 -19-4.2.2.1基本剖面 -20-4.2.2.2實(shí)用剖面 -21-4.2.2.3設(shè)計(jì)情況下 -21-第五章溢流壩 -27-5.1泄水建筑物—砼溢流壩 -27-5.1.2堰頂高程 -28-5.1.3溢流壩實(shí)用剖面設(shè)計(jì) -29-5.2溢流壩穩(wěn)定應(yīng)力計(jì)算 -32-5.2.1設(shè)計(jì)洪水位（239.0） -32-5.2.2校核情況下（240.8m） -34-5.3壩內(nèi)構(gòu)造 -36-5.3.1壩頂結(jié)構(gòu) -36-5.3.1.1非溢流壩 -36-5.3.1.2溢流壩 -36-5.3.2壩體分縫 -36-5.3.2.1給縫 -36-5.3.4壩內(nèi)廊道 -36-5.3.5壩基地基處理 -36-5.4溢流壩消能防沖 -37-第六章引水建筑物 -38-6.1引水隧整體布置 -38-6.1.1洞線布置（水平方向） -38-6.1.2洞線布置（垂直方向） -38-6.2細(xì)部構(gòu)造 -38-6.2.1隧洞洞徑 -39-6.2.2隧洞進(jìn)口段 -39-6.2.3攔污柵 -39-6.2.4閘門斷面尺寸 -40-6.2.5進(jìn)口高程計(jì)算 -40-6.2.6壓力管道設(shè)計(jì) -41-第七章專題部分——調(diào)壓室 -42-7.1托馬斷面計(jì)算 -42-7.2涌浪計(jì)算 -44-7.2.1簡(jiǎn)單式調(diào)壓室 -44-7.2.2阻抗式調(diào)壓室 -45-7.2.3.差動(dòng)式調(diào)壓室 -46-7.3調(diào)壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -48-7.3.1應(yīng)力計(jì)算 -48-7.3.2調(diào)壓室配筋 -51-第一章設(shè)計(jì)基本資料1.1地理位置烏溪江屬衢江支流，發(fā)源于閩、浙、贛三省交界的仙霞嶺，于衢縣樟樹潭附近流入衢江，全長(zhǎng)170公里，流域面積2623流域內(nèi)除黃壇口以下屬衢江平原外，其余均屬山區(qū)、森林覆蓋面積小，土層薄，地下滲流小，沿江兩岸巖石露頭，洪水集流迅速，從河源至黃壇口段，河床比降為1/1000，水能蘊(yùn)藏量豐富。1.2水文氣象1.2.1水文條件湖南鎮(zhèn)壩址斷面處多年平均徑流量為83.0m3/s。表1-1壩址斷面處山前巒水位～流量關(guān)系曲線水位（m）122.71123.15123.5124.04125.4126.6128.5流量（m3/s）105010020050010002000水位（m）130.1132.6135.3137.6139.8141.8流量（m3/s）300050007500100001250015000表1-2電站廠房處獲青水位～流量關(guān)系曲線水位（m）115115.17115.39115.57115.72115.87116流量（m3/s）1020406080100120水位（m）116.13116.25116.37116.47117.05117.9118.5流量（m3/s）1401601802004007001000水位（m）119.45120.3121.97123.2125.65127.8129.8流量（m3/s）150020003000400060008000100001.2.2氣象條件烏溪江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均氣溫10.4℃，月平均最低氣溫4.9℃，最高氣溫28℃；7、81.3工程地質(zhì)本工程曾就獲青、項(xiàng)家、山前巒三個(gè)壩址進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)工作，經(jīng)分析比較，選用了山前巒壩址。山前巒壩址河谷狹窄，河床僅寬110m左右，兩岸地形對(duì)稱，覆蓋層較薄，厚度一般在0.5m以下，或大片基巖出露，河床部分厚約2～4m。巖石風(fēng)化普遍不深，大部分為新鮮流紋斑巖分布，局部全風(fēng)化巖層僅1m左右，半風(fēng)化帶厚約2～12m，壩址地質(zhì)構(gòu)造條件一般較簡(jiǎn)單，經(jīng)壩基開挖僅見(jiàn)數(shù)條擠壓破碎帶，產(chǎn)狀以西北和北西為主，大都以高傾角發(fā)育，寬僅數(shù)厘米至數(shù)十厘米。壩址主要工程地質(zhì)問(wèn)題為左岸順坡裂隙、發(fā)育，差不多普及整個(gè)山坡，其走向與地形地線一致，影響邊坡巖體的穩(wěn)定性。壩址地下水埋置不深，左岸為11～26m，右岸15～34m。巖石透水性小，相對(duì)抗水層（條件吸水量0.01L/dm）埋深不大，一般在開挖深度范圍內(nèi)，故壩基和壩肩滲透極微，帷幕灌獎(jiǎng)深度可在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)揚(yáng)壓力對(duì)大壩的影響考慮選用。壩址的可利用基巖的埋置深度，在岸10～12m，右岸6～9m，河中6～8m，壩體與壩基巖石的摩擦系數(shù)采用0.68。引水建筑物沿線為流紋斑巖分布。巖石新鮮完整，地質(zhì)條件良好。有十余條擠壓破碎帶及大裂隙，但寬度不大，破碎程度不嚴(yán)重。廠房所在位置地形陡峻，覆蓋極薄，基巖大片出露，巖石完整，風(fēng)化淺，構(gòu)造較單一。有兩小斷層，寬0.5～0.8m，兩岸巖石完好。本區(qū)地震烈度小于6度。1.4交通狀況壩址至衢縣的交通依靠公路，衢縣以遠(yuǎn)靠浙贛鐵路。1.5設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù)a.校核洪水位：240.8m，校核最大洪水下泄流量8510.0mb.設(shè)計(jì)洪水位：239.0m，設(shè)計(jì)洪水最大下泄流量4c.設(shè)計(jì)蓄水位：232.5d.設(shè)計(jì)低水位：192.0e.裝機(jī)容量：3×6.0萬(wàn)kw第二章水輪機(jī)2.1特征水頭2.1.1Hmin的確定2.1.1.1校核洪水位校核洪水位240.80m下3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)，Z=240.80m，發(fā)電機(jī)出力N=6.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-1試算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)2000240.80128.5022.46500240.80125.405.7715024240.8012123.7817.55由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=180Z=123.90mHmin=(Z-Z)×97%=113.39m2.1.1.2設(shè)計(jì)洪水位設(shè)計(jì)洪水位，3臺(tái)滿發(fā)時(shí)Z=239.00m發(fā)電機(jī)出力N=18.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-2試算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)500239.00125.405.68200239.00124.042.30180239.00123.8721.29由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=185Z=123.92mHmin=(Z-Z)×97%=111.64m2.1.1.3正常蓄洪水位正常蓄洪水位232.5m時(shí)，3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)，發(fā)電機(jī)出力N=18.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=KW，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-3算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)200232.5124.0421.69180232.5123.9019.58190232.5124.0020.62由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=190Z=124.00mHmin=(Z-Z)×97%=105.25m2.1.1.4設(shè)計(jì)低水位設(shè)計(jì)低水位192.00m設(shè)計(jì)低水位192.00m3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)發(fā)電機(jī)出力N=18.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=KW，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-4算過(guò)程Q（）Z（m）(萬(wàn)KW)350192.0023.56300192.0020.25320192.0021.59由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=190Z=124.52mHmin=(Z-Z)×97%=65.46m綜合以上得校核洪水位240.8m3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)，Hmin=123.90設(shè)計(jì)洪水位239.0m，3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)，Hmin=111.64設(shè)計(jì)蓄水位232.2m3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)，Hmin=105.25設(shè)計(jì)低水位192.0m，3臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)，Hmin=65.46m所以Hmin=65.462.1.2Hmax的確定2.1.2.1校核洪水位校核洪水位240.80m下1臺(tái)機(jī)組滿發(fā)(另外2臺(tái)機(jī)組停機(jī))，Z=240.80m發(fā)電機(jī)出力N=6.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-5試算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)100240.80128.5011.7350240.80125.405.887524240.8012123.788.81由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=60Z=123.20mHmax=(Z-Z)×97%=114.72m2.1.2.2設(shè)計(jì)洪水位設(shè)計(jì)洪水位+1臺(tái)滿發(fā)(另外2臺(tái)機(jī)組停機(jī))，Z=239.00m發(fā)電機(jī)出力N=6.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-6試算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)100239.00123.511.5560239.00123.206.9550239.0012123.155.79由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=65Z=123.91mHmax=(Z-Z)×97%=112.33m2.1.2.3正常蓄洪水位正常蓄洪水位232.5m時(shí)，1臺(tái)機(jī)組滿發(fā)(另外2臺(tái)機(jī)組停機(jī))，發(fā)電機(jī)出力N=6.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=KW，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-7算過(guò)程Q（）Z（m）Z(m)(萬(wàn)KW)200232.5124.0421.69500232.5125.45.3650232.5123.155.47由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=190Z=123.25mHmax=(Z-Z)×97%=105.97m2.1.2.4設(shè)計(jì)低水位設(shè)計(jì)低水位192.00m設(shè)計(jì)低水位192.00m1臺(tái)機(jī)組滿發(fā)(另外2臺(tái)機(jī)組停機(jī))發(fā)電機(jī)出力N=6.0萬(wàn)千瓦則即水輪機(jī)出力為=KW，根據(jù)N=9.8ηQH，水電站的效率一般為93%即η=93%表2-4算過(guò)程Q（）Z（m）(萬(wàn)KW)200192.0013.59100192.006.85110192.007.53由N～Q關(guān)系曲線，N=KW→Q=190Z=123.50mHmin=(Z-Z)×97%=66.45m由以上可知:校核洪水位240.8m，1臺(tái)滿發(fā)，另外2臺(tái)停機(jī)時(shí)，Hmax=設(shè)計(jì)洪水位239.0m，1臺(tái)滿發(fā)，另外2臺(tái)停機(jī)時(shí)Hmax=112.33設(shè)計(jì)蓄水位232.2m，1臺(tái)滿發(fā)，另外2臺(tái)停機(jī)時(shí)，Hmax=105.97設(shè)計(jì)低水位192.0m，1臺(tái)滿發(fā)，另外2臺(tái)停機(jī)時(shí)，Hmax=66.45綜合上述，Hmax=114.07m2.1.3Hav的確定Hav=εαH，其中εα=1取Hav=0.5×（Hmax+Hmin）=0.5×（114.07m+65.46m對(duì)于引水式電站Hav=Hr=89.772.2選型比較根據(jù)水頭工作范圍和設(shè)計(jì)水頭查資料選擇水輪機(jī)型是為HL200或HL180HL200水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇1．轉(zhuǎn)輪直徑D1查表《水電站》3-6得限制工況下單位流量QiM=950L/S=1.15m3/S效率Ηm＝89.4％，由此初步假定原型水輪機(jī)在此工況下的單位流量Qi＝Qin=0.95m水輪機(jī)額定力Nr=6.0×104KW／97％設(shè)計(jì)水頭Hr=Hav=90.84m==2.93m取之相近而偏大的標(biāo)稱直徑D1＝3.02．轉(zhuǎn)速n計(jì)算HL200最優(yōu)工況下ηMmax=90.7%,模型轉(zhuǎn)輪直徑D1M=0.46m，單位轉(zhuǎn)速n110m=68.0prm，水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n===214.7prm，選擇與之相近的同步轉(zhuǎn)速n=214.3prm，磁極對(duì)數(shù)P=14.3．效率及單位參數(shù)修正HL200型水輪機(jī)在在最優(yōu)工況下的模型最高效率ηMmax=90.7%，模型轉(zhuǎn)輪直徑D1m=0.46m，ηmax===92.3%，則效率修正系數(shù)為Δη=92.3%-90.7%=1.6%。考慮到原型與模型在制造工藝質(zhì)量上的差異，常在Δη中減去一個(gè)修正值ξ，現(xiàn)取ξ=0.6%，則可得效率修正值Δη=1%，由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況和限制工況下的效率為：ηmax=ηMmax+Δη=90.7%+1.0%=91.7%η=ηM+Δη=89.4+1.0%=90.4%（與上述假設(shè)相同）Δn=則==1.44%＜3.0%按規(guī)定，單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)，流量也不加修正，故D1=3.0m.n=214.34、工作范圍檢驗(yàn)在Hr,Nr條件下,Q11max=Nr/（9.81D12Hr1.5η）=0.908m3/s＜則水輪機(jī)的最大引用流量Qmax=Q11maxD12Hr0.5=77.43m與特征水頭HmaxHminHr相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為n111min===60.195prmn111max===79.46prmn111r===67.85prm在HL200型水輪機(jī)模型綜合特性曲線上分別繪出Q11max=0.9083/s，n111max=79.46prm，n111min=60.195prm3條直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍基本上包括了該特性曲線的高效率區(qū)，因此，所選HL200型水輪機(jī)D1=3.0m，n=214.3prm5、吸出高度Hs計(jì)算由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況參數(shù)n111r=67.85prm，Q11max=0.908m3/s查表3-6（《水電站》教材）得HL200的氣蝕系數(shù)為σm=0.088，查得氣蝕修正系數(shù)Δσm=0.02,m==0.168mHs=0.168m＞-4.0HL180方案主要參數(shù)選擇1、轉(zhuǎn)輪直徑D1查表《水電站》得限制工況下單位流量QiM=860L/S=0.86m/sΗm＝89.5%,初步假定η＝92%=3.061m與之相近且偏在標(biāo)稱直徑D1＝3.3m2、轉(zhuǎn)速n計(jì)算最優(yōu)工況下n10＇M＝67.or/min,假定n10＇＝n10＇M==212.84prm,取與之相近且偏大的同步轉(zhuǎn)速n＝214.3prm3、效率修正及單位參數(shù)修正ηmax=ηMmax+Δη=92.0%+2.5%=94.5%η=ηM+Δη=889.5+2.5%=92.0%（與上述假設(shè)相同）Δn=則==2.7%＜3.0%按規(guī)定，單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)，流量也不加修正，故D1=3.3m,n=214.34、工作范圍檢驗(yàn)n111max===87.416prmn111r===76.44prm5、吸出高度Hs確定=0.62m＞-4.0mHL200和HL180方案比較方案參數(shù)對(duì)照表：（3－1）10＇10＇Mmax1max106/97%106/97%比較之后選擇機(jī)型HL180水輪機(jī)安裝高程Zs＝ω＋HS＋0.5bo其中ZS－水輪機(jī)安裝市程； ω－設(shè)計(jì)水尾位123.40；bo－導(dǎo)葉高度0.66；Hs－吸出高度；求得ZS＝124.353.3調(diào)速系統(tǒng)1、調(diào)速功計(jì)算A==（6.98~8.73）×105N.m>30000N.m屬大型調(diào)速器,接力器和調(diào)速器需要分別進(jìn)行計(jì)算和選擇.2、接力器選擇a.接力器直徑ds=489mmλ—0.029~0.032標(biāo)準(zhǔn)正曲率導(dǎo)葉（取中間值0.031計(jì)算）=0.031×=489mm選擇與之相近且偏大的ds=500mm的標(biāo)準(zhǔn)接力器b最大行程SmaxSmax=(1.4~1.8)a0maxa0max—水輪機(jī)導(dǎo)葉最大開度(5-1)查模型綜合特性曲線得a0Mmax=27mm，D1m=460mmm=24，則==108.8mmSmax=(1.4~1.8)a0max=(1.4~1.8)108.8mm=152.32~195.84mmc接力器容積計(jì)算Vs===77L(5-2)選用Ts=4SVm=4.5m/s計(jì)算得==74mm，故選用DT-80型電氣液壓型調(diào)速器3、油壓裝置VK=（18~20）VS=1.386~1.540m3，3.4水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流道尺寸：3.4.1蝸殼尺寸水輪機(jī)直徑D1=3.3m，壓力鋼管各分管直徑D11=D12=D13=4.27m，由于設(shè)計(jì)水頭Hr=89.77m＞40m,混凝土結(jié)構(gòu)不能承受過(guò)大的內(nèi)水壓力，采用金屬蝸殼，座環(huán)內(nèi)徑Db=4400mmDa=5200mm，導(dǎo)葉高度b0=660mm，查得蝸殼進(jìn)口斷面平均流速為7.4m/s。HL180型水輪機(jī)最大引用流量為Qmax=76.35m3/Qi=Qmaxψi/360Ra=Da/2=2600mmRb=Db/2=2200mm表3-2渦殼計(jì)算表格從蝸殼鼻端至斷面i的包角（°）斷面半徑（m）斷面中心距(m)斷面外半徑(m)3452.0644.6646.7283001.9254.5256.4502551.7754.3756.1502101.6114.2115.8221651.4284.0285.4561201.2183.8185.036750.9633.5634.526300.6093.2093.8183.4.2尾水管尺寸HL180，D3=1.06D1,D1＜D3，采用標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管,尺寸如下：=2.6，h=3.32.6=8.56m；=4.5，L=3.34.5=14.85m；=2.72,B5=3.32.72=8.976m；=1.35,D4=3.31.36=4.455m；=1.35,h4=3.31.35=4.455m；=0.675,h6=3.30.675=2.228m；=1.82，L1=3.31.82=6.006m;=1.22,h5=3.31.22=4.026m.尾水管尺寸詳見(jiàn)附圖中！第三章發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)選型：選用SF50—60/9900型，懸式，尺寸φ4.5mmtt總重量GF=647t轉(zhuǎn)速：額定n=250r/min飛逸nf=560r/min飛輪力矩GD2=2000t.m2推力軸承負(fù)P：1766（t）釘子鐵芯主要尺寸：定子內(nèi)徑Da=990cm外徑Di=933cm長(zhǎng)度lt=120cm定子機(jī)座高度：h1=2600mm上機(jī)架高度：h2=2750mm推力軸高度：h3=21400mm勵(lì)磁機(jī)高度：h4=1488mm副勵(lì)磁機(jī)高度：h5=1195mm永磁機(jī)及轉(zhuǎn)子繼電器高度：h6=808mm定子支承面至下機(jī)架支承面距離：h8=1000mm下機(jī)架支承面至法蘭底面距離：h9=-50mm轉(zhuǎn)子磁輪軸向高度：h10=1918mm發(fā)電機(jī)主軸高度：h11=8434mm定子水平中心至法蘭盤底面距離：h12=2150mm法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部高度：H=11063mm定子支承面至發(fā)電機(jī)地板高度：h=5350mm機(jī)座外徑：D1=11350mm風(fēng)罩內(nèi)徑：D2=14000mm轉(zhuǎn)子外徑：D3=9300mm下機(jī)架最大跨度：D4=8300mm水輪機(jī)坑直徑：：D4=8150mm水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流道尺寸：第四章混凝土重力壩4.1樞紐布置4.1.1樞紐布置形式因壩址附近河道蜿蜒曲折，多年平均徑流量83.0m3/s，較??；河床坡度比降1/1000，故根地形條件選用有壓引水式地面廠房方案。上游山前巒斷面布置擋水建筑物及泄水建筑物，大壩右岸上游約150m4.1.2壩軸線位置根據(jù)已知資料，山前巒壩址地形圖，選擇兩條壩軸線。a線沿東西向與河道垂直，縱坐標(biāo)76341，b線也沿東西向，縱坐標(biāo)76370。a線總長(zhǎng)462m，穿過(guò)左岸部分裂隙；b線總長(zhǎng)470m，避開左岸裂隙。由于壩軸線較短，穿過(guò)裂隙不多可作地基處理故選擇a線方案。4.2擋泄水建筑物4.2.1壩頂高程確定根據(jù)水電站裝機(jī)20.8萬(wàn)kw，水庫(kù)總庫(kù)容2043.54×108m3，取工程規(guī)模為大（1）型，主要建筑物級(jí)別：1級(jí)，次要建筑物：2級(jí)，臨時(shí)建筑物：4級(jí)。4.2.1.1壩頂超出靜水位高度△h△h=2hl+ho+hc41)2hl～累計(jì)頻率為1%的波浪涌高（m）ho～波浪中線高出靜水位高度（m）hc～取決于壩的級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高（m）根據(jù)查資料，采用計(jì)算風(fēng)速V0=14.0m/s.在樞紐布置圖上量得吹程D=575采用官?gòu)d水庫(kù)公式：=(42)故Lm=4.75m，Lm由(43)得Tm=1.74s又由(44)得hm=0.154m所以=0.154/（239-125）=1.35×10-3，查表（2-12）得hm/H=2.4，所以h1=2.4×0.154=0.370hz==3.14×0.3702/4.75=0.090m(45)hc-查《水工建筑物》（上）河海大學(xué)出版社P53表2-8基本組合：

hc=0.7m，特殊組合hc=0.5m設(shè)計(jì)洪水位+△h設(shè)=239+0.37×2+0.09+0.7=240.35m壩頂高程=Hmax校核洪水位+△h校=240.8+0.37×2+0.09+0.5=242.13取壩頂高程為24查壩軸線工程地質(zhì)剖面圖，得出可利用基巖最低點(diǎn)高程115.0m，由此知大壩實(shí)際高度為242.20-1154.2.2擋水建筑物——砼重力壩4.2.2.1基本剖面由于電站形式為引水式，故壩上右側(cè)無(wú)有壓進(jìn)水口，上游壩坡坡度不受限制，同時(shí)用應(yīng)力條件和穩(wěn)定條件公式確定壩底的最小寬度，如（如圖2-1）所示：（圖2-1）B/H=(46)聯(lián)立B=(4-)B壩底寬度;H～實(shí)際壩高（基本剖面H=239.0-115.0=124.0m～壩體材料容重;～水的容重;α～揚(yáng)壓力折減系數(shù);k～基本組合安全系數(shù);計(jì)算得：入=0，B=94.66n=0～0.2,下游坡m=0.6～0.85,壩頂寬約為壩高的0.7～0.9，故取n=0.1，m=0.763B/H滿足要求，此時(shí)B=98.61m詳見(jiàn)（圖2-2）（圖2-2）4.2.2.2實(shí)用剖面壩頂寬度=8%～10%H=10m，灌漿廊道距壩底6m，廊道寬×高=4.2.2.3設(shè)計(jì)情況下穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖自重GG1=0.5×23.5×40×1=1880KN方向鉛直向下力臂b1=46.64m力矩M1=G1×b1=1880×46.64=87683KN·m方向逆時(shí)針G2=10×127.2×1×23.5=29892KN方向鉛直向下力臂b2=40.13力矩M2=G2×b2=29892×40.13=1204946.52KN·m方向逆時(shí)針G3=0.5×9.81【（98.61-14）×（98.61-14）/0.763】=11024.45KN方向鉛直向下力臂b3=7.10力矩M3=G3×b3=11024.457×7.10=82735.60KN·m方向逆時(shí)針b水平靜水壓力PP1=0.5×9.81×[(98.61-14)2/0.763]=75419.28KN方向水平向右力臂b1=41.33m力矩M1=P1×b1=75419.28×41.33=3117078.84KN·m方向順時(shí)針P2=0.5×9.81（132.4-115）=1485.04KN方向水平向右力臂b2=5.80力矩M2=P2×b2=1485.04KN×5.80m=8613.23KN·mc．可利用水重WW1=4×9.81×（239-155）=3296.16KN方向鉛直向下力臂b1=47.31力矩M1=W1×b1=3296.16KN×47.31m=155941.33KN·mW2=0.5×9.8×(155-115)=784.80KN方向鉛直向下力臂b2=47.98力矩M2=W2×b2=784.80×47.98=39224.30KN·m方向逆時(shí)針W3=0.5×9.81×(132.4-115)2/0.763=1946.31KN方向鉛直向下力臂b3=41.20力矩M3=W3×b3=1946.31×41.20=81180.59KN·m方向順時(shí)針d.揚(yáng)壓力UU1=98.61×(132.4-115)×9.81=16832.4KN方向鉛直向上力臂b1=0力矩M1=0U2=0.20×（127.2-17.4）×(98.61-11)×9.81×0.5=9436.81KN方向鉛直向上力臂b2=9.10力矩M2=U2×b2=9436.81×9.10=85874.93KN·m方向順時(shí)針U3=0.2×9.81×11×(127.2-17.4)=2369.70KN方向鉛直向上力臂b3=43.81力矩M3=U3×b3=2369.70×43.81=103816.71KN方向鉛直向上U4=4739.41力臂b4=45.64力矩M4=U4×b4=4739.41×45.64=216306.67KN·m方向順時(shí)針浮托力系數(shù)1.0，滲透力系數(shù)1.1，靜水壓力系數(shù)1.0，水工建筑物安全級(jí)別為Ⅰ級(jí)，故結(jié)構(gòu)重要系數(shù)γ0為1.1=-1502284.95KN·m=124312.17KN=（75419.28-1485.04）KN==333.68KN/m2===2187.6KN/m2所以滿足應(yīng)力要求！K==1.14＞1.1滿足抗滑穩(wěn)定要求！折坡面校核折坡面計(jì)算簡(jiǎn)圖a.自重GG1=10×23.5×(242.2-155)=20492KN方向鉛直向下力臂b1=27.046m力矩M1=554226.632KN·m方向逆時(shí)針G2=0.5×23.5×54.0922/0.763=45058.78KN方向鉛直向下力臂b2=4.015m力矩M2=180926.021KN·m方向逆時(shí)針b水平靜水壓力PP=0.5×9.81×(242.2-155)2=37296.021KN方向水平向右力臂b=28m力矩M=P×b=1044311.38KN·m方向順時(shí)針C．揚(yáng)壓力UU1=64.092×17.4×9.81=10940.12KN方向鉛直向上力臂b1=0力矩M1=0U2=3730.344KN方向鉛直向上力臂b2=6.018力矩M2=U2×b2=22449.21KN·m方向順時(shí)針U3=914.684KN方向鉛直向上力臂b3=28.564力矩M3=26110.57KN·m方向順時(shí)針U4=1829.369KN力臂b4=29.713力矩M4=5435.431KN·m方向順時(shí)針εM=-422365.459KN·mεW-U=52237.706KN=198.18KN/m2=1431.97KN/m2折坡面足應(yīng)力要求校核情況下（校核水位240.8m計(jì)算簡(jiǎn)圖a．重G(同設(shè)計(jì)水位)b．水平靜水壓力PP1=77624.78KN方向水平向右力臂b1=41.93矩M1=3254807.03KN·m方向順時(shí)針P2=2246.294KN方向水平向右力臂b2=7.13力矩M2==16023.564KN·m方向順時(shí)針c.可利用水重WW1=3366.92KN方向鉛直向下力臂b1=47.31力矩M1=159282.93KN·m方向逆時(shí)針W2=784.8KN方向鉛直向下力臂b2=47.98力矩M2=39224.30KN·m方向逆時(shí)針W3=5141.7656KN方向鉛直向下力臂b3=43.867力矩M3=22555.22KN·m方向順時(shí)針d.揚(yáng)壓力UU1=20701.592KN方向鉛直向上力臂b1=0力矩M1=0U2=8358.2KN方向鉛直向上力臂b2=9.10力矩M2=76059.64KN·m方向順時(shí)針U3=2253.16KN方向鉛直向上力臂b3=43.81力矩M3=98710.975KN方向鉛直向上U4=4506.322KN方向鉛直向上B4=45.64力矩M4=205668.52KN·m方向順時(shí)針=-1175791.184KN·m=96881.950KN=64071.713KN==256.974KN/m2=1707.980KN/m2所以滿足應(yīng)力要求！K===1.028＞0.95，所以滿足抗滑穩(wěn)定要求！第五章溢流壩5.1泄水建筑物—砼溢流壩5.1.2堰頂高程已知設(shè)計(jì)洪水位為239.0m時(shí)，對(duì)應(yīng)的下泄流量為4800m3/s,由于壩基巖較好，取校核狀況下的單寬流量q=70m3/s·m，校核時(shí)發(fā)電用水流量Q0=180(2-8)Q—過(guò)溢流前緣的泄流量（m3/s）;Qs—通過(guò)樞紐下泄的總流量（m3/s）;Q0——通過(guò)泄水孔，水電站發(fā)電，及其其它建筑物下泄的流量（m3/s）;α—取1.0計(jì)算;Q=4800-1.0×180=4620m3/故溢流前緣凈寬==66m，取5孔，每孔凈寬b=14m，閘墩厚度取d=2.0m，則溢流前緣總寬L=L0+（n-1）d=70+2×5=計(jì)算堰上水頭（校核狀況Q下）(2-9)其中：σ—淹沒(méi)系數(shù)，取1.0計(jì)算；ε—側(cè)收縮系數(shù)，ε=0.90到0.95之間，取0.90計(jì)算；m—流量系數(shù)，設(shè)計(jì)水頭下取m=0.5計(jì)算；B0—溢流前緣凈寬，（m）則=，計(jì)算得H0=10.34m所以堰頂高程為239.0-10.34=228.66m，239.00-228.66+閘門安全超高（1到2m）=11.44m5.1.3溢流壩實(shí)用剖面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)堰上水頭 Hd=11.50ma.本次設(shè)計(jì)溢流面采用WES曲線，已知WES曲線方程為xn=KHdn-1yHd—定型設(shè)計(jì)水頭K．n—與上游壩面坡度有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)（查手冊(cè)知k=2.0,n=1.85）L1:x1.85=2Hd0.85y(2-10)L2:(2-11)L3:(2-12)把L1定在原點(diǎn)O（即從溢流壩頂開始作WES曲線，分別對(duì)曲線L1L2關(guān)于x求導(dǎo)得：L1：y＇=0.063×1.85x0.85(2-15)L2:y＇=1/0.763(2-16)由于兩直線扎起A點(diǎn)相切，故有：0.063×1.85x0.85=1/0.763，解得：x=17.24，y=12.22AD=12.22m，CA=上游反弧段為三段圓?。篟1=0.5Hd=0.5×11.50=5.75m,.a=R2=0.2Hd=0.2×11.50=2.30m，b=0.282Hd=考慮到倒懸部分不容易安裝模板，施工也不方便，故把反弧段向下游平移。如下圖所示下游反弧段設(shè)計(jì)(2-17)其中：To總有效水頭（m）;hco臨界水深（m）;ψ流速系數(shù)，試算如下：hco左邊右邊2To=240.8-136.4=104.467.723To=240.8-136.4=104.432.211To=240.8-136.4=104.4263.891.5To=240.8-136.4=104.4118.34試算得hco=1.6試算得：hco=1.60m，反弧段半徑R=（6-10）hco=(9.6-16)m,取R=16m，校核情況下游尾水位為136.4m，從安全角度考慮，如果下游水淹沒(méi)壩頂，水流的挑射將受到影響，故挑流坎坎頂應(yīng)高于下游最高尾水位1-2m，取1m，則坎頂高程為137.4m，挑射角α一般取150-300，為較好的挑射水流，采用較大挑射角，本設(shè)計(jì)采用α=300，作圖后可知，反弧段與直線相切點(diǎn)高程為141.55m，反弧段最低點(diǎn)高程為135.26m，AB=故溢流壩壩段壩底寬度為102.35m5.2溢流壩穩(wěn)定應(yīng)力計(jì)算5.2.1設(shè)計(jì)洪水位（239.0）a自重自重GG=147535.10KN方向鉛直向下力臂b=14.55力矩M=2146664.81KN·m方向逆時(shí)針b揚(yáng)壓力UU1=17470.53KN方向鉛直向上力臂b1=0力矩M1=0U2=7993.60KN方向鉛直向上力臂b2=9.72力矩M2=77697.79KN·m方向順時(shí)針U3=1925.11KN方向鉛直向上力臂b3=45.68力矩M3=87939.02KN·m方向順時(shí)針U4=3850.23KN方向鉛直向上力臂b4=47.51力矩M4=182924.43KN·m方向順時(shí)針c水平靜水壓力PP1=11529.15KN方向水平向右力臂b1=56.83力矩M1=655201.59KN·m方向順時(shí)針P2=63365.71KN方向水平向右力臂b2=37.89力矩M2=2400926.75KN·m方向順時(shí)針P3=14850.38KN方向水平向左力臂b3=5.8力矩M3=86132.20KN·m方向逆時(shí)針d利用水重WW1=2890.42KN方向鉛直向下力臂b1=49.18力矩M1=142150.86KN·m方向逆時(shí)針W2=784.8KN方向鉛直向下力臂b2=48.51力矩M2=38070.65KN·m方向逆時(shí)針=-1026527.184KN·m=118595.956KN=60044.48KN=507.77KN/m2=1859.956KN/m2滿足應(yīng)力要求！K===1.34309＞1.1，滿足抗滑穩(wěn)定要求！5.2.2校核情況下（240.8m）a自重G同設(shè)計(jì)情況下）b揚(yáng)壓力UU1=21486.74KN方向鉛直向上力臂b1=0力矩M1=0U2=7796.45KN方向鉛直向上力臂b2=9.72力矩M2=75781.49KN·m方向順時(shí)針U3=1877.63KN方向鉛直向上力臂b3=45.68力矩M3=85770.14KN·m方向順時(shí)針U4=3755.27KN方向鉛直向上力臂b4=47.51力矩M4=178412.88KN·m方向順時(shí)針c水平靜水壓力PP1=13536.16KN方向水平向右力臂b1=56.83力矩M1=769259..97KN·m方向順時(shí)針P2=63365.71KN方向水平向右力臂b2=37.89力矩M2=2400926.75KN·m方向順時(shí)針P3=22462.94KN方向水平向左力臂b3=7.13力矩M3=160160.748KN·m方向逆時(shí)針d利用水重WW1=2890.42KN方向鉛直向下力臂b1=49.18力矩M1=142150.86KN·m方向逆時(shí)針W2=784.8KN方向鉛直向下力臂b2=48.51力矩M2=38070.65KN·m方向逆時(shí)針εM=-1057100.613KN·mεW-U=114989.295KNεP=54438.93KN=518.02KN/m2=1728.96KN/m2所以滿足應(yīng)力要求！K==1.436338＞1.05所以滿足抗滑穩(wěn)定要求！5.3壩內(nèi)構(gòu)造5.3.1壩頂結(jié)構(gòu)5.3.1.1非溢流壩壩頂寬10m，兩邊設(shè)1.0m的欄桿，路面中間高，兩邊低，呈圓拱狀，以便于排水，道路兩旁設(shè)排水管，具體布置見(jiàn)大圖。5.3.1.2溢流壩溢流壩段壩上布置門機(jī)軌道，溢流堰上設(shè)置兩個(gè)閘門，上游側(cè)事故檢修閘門，堰頂布置工作閘門。閘墩寬度2，故溢流壩段總長(zhǎng)78m5.3.2壩體分縫5.3.2.1給縫溢流壩段和非溢流壩段縱縫間距均為20m，具體位置見(jiàn)正圖5.3.4壩內(nèi)廊道沿灌漿廊道向上，間隔30m布置一層廊道，共分四層，每層縱向廊道布置向下游延伸的橫向廊道，并在下游再布置一條縱向貫穿廊道作為連接。非溢流壩段除底層廊道橫向不貫穿至下游外，其余橫向廊道均貫穿，非溢流壩段橫向廊道連接兩排縱向廊道。除灌漿廊道外，其余廊道尺寸寬2m，高2.5m，由于上游壩面由上至下均傾斜，故第一層廊道上下并非垂直布置，而是向下游傾斜，這使得排水管亦傾斜布置，但角度不大，在允許的范圍內(nèi)。5.3.5壩基地基處理由于壩址處巖基抗?jié)B性較好，故防滲帷幕灌漿處理比較簡(jiǎn)單。左岸有斷層破碎帶貫穿整個(gè)山坡，故需進(jìn)行灌槳加固處理，除適當(dāng)國(guó)深表層砼塞外，仍需在較深的部位開挖若干斜并和平洞，然后用砼回填密實(shí)，形成由砼斜塞和水平塞所組成的剛性支架，用以封閉該范圍內(nèi)的破碎填充物，限制其擠壓變形，減小地下水對(duì)破碎帶的有害作用。河床段及右岸靠近河床段了裂隙，采用砼梁和砼拱進(jìn)行加固，具體分法是將軟弱帶挖至一定深度后，回填砼以提高地基局部地區(qū)的承載力。5.4溢流壩消能防沖采用挑流消能挑流鼻坎出流斷面式挑流水力計(jì)算的依據(jù)，單寬流量q=70m3/s時(shí)該斷面平均水深hc和平均流速Vc(2-17)(2-18(2-19)其中Zc上游水位到坎頂?shù)母叨龋╩）；L泄流邊界的長(zhǎng)度（m）；Ks水流邊界絕對(duì)粗糙度（混凝土Ks=0.00061）；g重力加速度Zc=239.0-132.4=101.6L≈3.24+(228.66-141.55)/Sinθ+2π×16×82.656/360=135.88將已知L=135.88mZc=101.6mKφ=0.805Vc=0.805（2×9.81×101.6）0.5=35.94m/hc=q/Vc=70/35.94=1.95挑距=116.95m挑流沖刷坑深度T的估算(2-20)其中q單寬流量q=70m3/Z上下游水位差Z=240.8-136.4=104.4mK1.2—1.5，取1.5計(jì)算T=1.5×701/2×104.41/4=40.12下游水深t=136.4-115=21.4則ts=T-t=40.12-21.4=18.72==6.25＞5故消能防沖設(shè)計(jì)合理！由于下游基巖較好，而且水流沿河道平順，因此抗沖刷措施比較簡(jiǎn)單，只需在溢流壩與非溢流壩交界處設(shè)置2m寬的導(dǎo)墻，下游坡做簡(jiǎn)單防浪措施即可。第六章引水建筑物6.1引水隧整體布置6.1.1洞線布置（水平方向）隧洞盡量布置在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖體完整穩(wěn)定的地區(qū)，洞線與巖層，構(gòu)造斷裂面及主要軟弱帶應(yīng)有較大夾角，隧洞進(jìn)出口處地形宜陡，洞頂巖層厚度宜不小于1倍開挖洞徑，轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)彎半徑大于5倍洞徑，轉(zhuǎn)彎角不宜大于60，以使水流平順，減少水頭損失。詳見(jiàn)隧洞布置正圖6.1.2洞線布置（垂直方向）隧洞進(jìn)口斷面為矩形，后漸變成圓形，再變?yōu)榫匦沃鏖l門段，直過(guò)閘門估后于由矩形漸變圓形，至壓力管道處再度漸變，隧洞段坡降0.5％，至壓力管道后以45度角向下拐彎坐高程124.35m6.2細(xì)部構(gòu)造6.2.1隧洞洞徑設(shè)計(jì)水住下3臺(tái)機(jī)滿發(fā)隧洞流量Q＝nNf/(GAHr)=226.58m/sNf-發(fā)電機(jī)額定出力A－總體效率系數(shù)Hr-設(shè)計(jì)水頭隧洞直徑取D=10m6.2.2隧洞進(jìn)口段隧洞進(jìn)口頂部采用橢圓曲線連接，俯視為直線型喇叭口，內(nèi)部斷面為矩形a=(1.0~1.5)D取1b=（1/3D~1/2D）=(10/3~5)m估算攔污柵寬度為166.2.3攔污柵攔污柵共計(jì)30個(gè)柵片，每個(gè)柵片b×h=2.5×3.5m2柵條厚取10mm，間距在高程205m6.2.4閘門斷面尺寸閘門斷面尺寸b×h=9×10m2，閘門孔口采用矩形，漸變段斷面由矩形變?yōu)閳A形采用在四角加圓角過(guò)渡，漸變段長(zhǎng)度為15m通氣孔面積S：常按最大通氣量除以允許進(jìn)氣流速得出，出現(xiàn)事故，閘門緊急關(guān)閉時(shí)，最大通氣量近似等于進(jìn)口最大引用流量226.58m/s，進(jìn)氣流速可取70~80m/s，甚至更高，此處取80m/s則通氣孔面積S==2.832m2取S=36.2.5進(jìn)口高程計(jì)算Nf=9.81AQHNf-發(fā)電機(jī)出力（額定）A－總效率系數(shù)H－死水位下凈水頭（四臺(tái)機(jī)滿發(fā)）求得Q（總流量）＝310m/sV=Q/(b×h)=3.45mV-閘門斷面流速Scr=CVScr－閘門低于最低水位的臨界淹滅深度C－經(jīng)驗(yàn)禾數(shù)取C＝0.55d-閘門孔口高度（m）Scr=6.0即隧洞進(jìn)口頂部高程H＝186.0m6.2.6壓力管道設(shè)計(jì)管道內(nèi)徑估算D=(5.2Qmax3/Hr1/2)其中Qmax-鋼管最大設(shè)計(jì)流量Hr－設(shè)計(jì)水頭D=【5.2×（76.35×3）3】/89.77】1/2=6.83m，取D=岔管采用卜型布置各分管內(nèi)徑均用經(jīng)濟(jì)直徑公式估算。D1=D2=D3=(5.2Qmax3/Hr1/2)=【5.2×76.353/89.77】1/2=4.27估算壓力管道段全長(zhǎng)2上游如需調(diào)壓室，則布置在最靠近廠房地面高程251m的地方第七章專題部分——調(diào)壓室7.1托馬斷面計(jì)算㈠調(diào)壓室設(shè)置的條件作為初步設(shè)計(jì)，可由下列不等式近似判斷設(shè)置調(diào)壓室的必要性，符合下列不等式時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)壓室：(7-1)其中L一各壓力水道（包括尾水管及蝸殼）的總長(zhǎng)度，如有叉管時(shí)，取壓力管道中最長(zhǎng)的一支水管考慮，初步估算L＇=230V一各段壓力管道的平均流速，取壓力鋼管經(jīng)濟(jì)流速（4~6）m/sH一水電站最小凈水頭m∑LV=230×5=1150m〉15×65.46=981.90㈡托馬斷面Fk的計(jì)算托馬斷面Fk=(7-2)H1=H0-Hw0-3hwm0(7-3)H0一上下游水位差（m）；hw0一隧洞水頭損失（m）；hwm0一壓力鋼管水頭損失（m）；(7-4)L—引水隧洞長(zhǎng)度（m）；f引水隧洞斷面面積（m2）⑴引水隧洞水頭損失的計(jì)算當(dāng)設(shè)計(jì)低水位192.0m三臺(tái)滿發(fā)時(shí)，引水隧洞的流量Q=310m3=3.95m/s水溫200C,查得水體此時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度γ=1.007×10-6m2/s,雷諾系數(shù)=3.95×10/（1.007×10-6）=3.92×107＞2320，故此時(shí)隧洞中水體流態(tài)為紊流，鋼筋混凝土隧洞粗糙度Ks=8mm，相對(duì)粗糙度=8由Re=3.92×107,=8×10-4查得λ=0.0188，則引水隧洞的沿程水頭損失hf==1.704m局部水頭損失隧洞進(jìn)口hj1==0.302m轉(zhuǎn)彎1處hj2=0.0795×轉(zhuǎn)彎2處hj3=0.07324×引水隧洞水頭損失hw0=1.704+0.302+1.214=2.1274（2）壓力鋼管水頭損失hwm0V2==8.295m/s=5.7×107＞2320，故此時(shí)隧洞中水體流態(tài)為紊流，鋼筋混凝土隧洞粗糙度Ks=0.7mm，相對(duì)粗糙度=0.7/（6.9×103）=1.01×10-4,則引水隧洞的沿程水頭損失hf=1.4028m局部水頭損失hj4=hj5=0.09285×8.2952=0.3256卜行處水頭損失hj6=0.059hwm0=1.4028+0.3256×2+0.059=2.113α=0.2625H1=（192-124.52）-2.1274-2.113×3=59.0136所以Fk=(1140×3.14/4×102)/（2×0.2625×9.81×59.0136）=294.438為了保證波動(dòng)衰減，調(diào)壓室的斷面積必須有一定的安全余量，一般乘以（1.05-1.1），一般乘以1.05，所以Fk=294.438×1.05=309.16m27.2涌浪計(jì)算7.2.1簡(jiǎn)單式調(diào)壓室a）全丟棄負(fù)荷情況下當(dāng)水電站在瞬時(shí)丟棄全負(fù)荷時(shí)，水流涌向調(diào)壓室，一般按最高水位計(jì)算最大振幅，唯獨(dú)簡(jiǎn)單式調(diào)壓室因波動(dòng)衰減緩慢，丟棄全負(fù)荷的第二振幅由可能低于增負(fù)荷時(shí)的誰(shuí)為降低值，故需要再算全丟棄負(fù)荷ZmaxX0=-ln(1+Xmax)+Xmax(7-5)其中，，校核洪水位240.8時(shí)，hw0=1.017，λ=76.068，查得Xmax=0.125，所以，Zmax=-0.125×76.068=9.5085m丟棄全負(fù)荷第二振幅Z2ln(1+Xmax)-Xmax=ln(1-X2)+X2查得X2=0.01，則Z2=X2λ=0.01×76.068=0.76068b）急增負(fù)荷時(shí)最低下降水位Zmin（設(shè)計(jì)低水位192.0）(7-6)m=Q/Q0(7-7)Q為負(fù)荷變化前引水道中的流量，Q0為增負(fù)荷后引水道中的流量，m根據(jù)電站在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)決定。一般初步設(shè)計(jì)階段，可按上游庫(kù)水最低設(shè)計(jì)水位時(shí)，其他幾組已經(jīng)滿載而最后一臺(tái)機(jī)組（并且不得小于站水電站總?cè)萘康?/3））投入運(yùn)行的情況作為設(shè)計(jì)情況。兩臺(tái)滿載，剩下的一臺(tái)停機(jī)時(shí)，引水道流量Q=210m3hw0=2.1274m，，=0.6774則Zmin/hw0=(7-8)計(jì)算得Zmin=8.1727.2.2阻抗式調(diào)壓室阻抗式調(diào)壓室阻抗孔面積的選擇：1.阻抗孔值的選擇應(yīng)該能使壓力管道傳來(lái)的水錘波仔調(diào)壓室處得到充分反射，其標(biāo)準(zhǔn)是增設(shè)阻抗孔以后，壓力管道末端的水錘壓力變化不大，阻抗低不在任何情況下的壓力都不得大于調(diào)壓室出現(xiàn)最高水位的壓力，也不宜低于出現(xiàn)最低水位時(shí)的壓力2.阻抗要盡量抑制調(diào)壓室的波動(dòng)振幅，加速波動(dòng)衰減。a）全丟棄負(fù)荷時(shí)最高水位升高值計(jì)算(7-9)校核洪水位240.8，引水道流量Q=180m3/s，hw0=1.017m，V0=若取fb=0.5f，則查得ξ=7，所以=7.504=7.504/1.017=7.37=149.592把以上已知值代入（6-9）式，試算得Xmax=7.754，則Zmax=7.886b)急增負(fù)荷時(shí)(7-10)其中Zmi=hw0Xmin,ε=LfV02/gFhw02設(shè)計(jì)低水位192.0m時(shí)hw0=2.127m，m=0.5，V0=3.95m將已知值代入（1）式得：Zmin/hw0=3.970，則Zmin=2.127×3.970=8.4437.2.3.差動(dòng)式調(diào)壓室差動(dòng)式調(diào)壓室尺寸的正確選擇，應(yīng)使大室與升管最終具有相同的最高水位和最低水位，這就要求選擇適當(dāng)?shù)淖杩箍壮叽缗c堰頂高度。1）阻抗空面積w與增負(fù)荷時(shí)最低振幅計(jì)算阻抗空面積一般按增負(fù)荷時(shí)的要求決定，即假定升管水位下降到最低水位Zmin時(shí)，大室和引水道中的流量均未發(fā)生變化，大室流入升管的流量為：Q0-mQ，阻抗空面積w(7-11)ψh一水流自大室流入升管時(shí)的孔口流量系數(shù)，初步設(shè)計(jì)時(shí)取0.8；ηh一水流自大室流入升管時(shí)的孔口阻抗損失相對(duì)值，按下式計(jì)算：最低下降水位按下式計(jì)算：(7-12)(7-13)Fc升管斷面積；Fp升管斷面積；設(shè)計(jì)低水位192.0時(shí)流量由Q=0.5Q0突然增加到Q0=310m3/=0.5，V0=3.95m/s，hwo=2.4815m，ε=92.05，則Zmin=丟棄全負(fù)荷時(shí)最高上升水位計(jì)算突然丟棄全負(fù)荷后，升管水位迅速上升，假定在升管達(dá)到最高水位開始溢流時(shí)，大室水位和引水道流量尚未發(fā)生變化，則引水道流量的一部分Qy經(jīng)過(guò)升管頂部溢流如大室，另一部分Qc在水頭差的作用下經(jīng)阻抗孔流入大室(7-14)(7-15)升管頂部溢流層厚度ΔhΔh=(7-16)升管頂部在靜水位以上的高度ZB=Zmax–Δh其中(7-17)ψh=0.8，ψc=0.5，ηh=14.2，所以ηc=25.24Zmax=-12mW=231.5×(1.017+12)=3013.44m3,Qy=51.82m3/s,Δh=1.498==11.799,XB=10.326,ηc=25.24,則=3478.48＞W(wǎng)=3013.44Zmax=-13mW=3244.94m3，Qy=46.99m3/sΔh=1.404mXmax=12.783，W1=3262.46＞W(wǎng)=3244.94Zmax=-13.1mW=3268.09m3，Qy=46.51m3/sΔh