一、技術簡介

技術原理：

本技術針對工程樞紐功能和引水排沙建築物布置特點，在泄水洞前設置進水廊道，實現高效引水排沙的目的。基於阻力均衡原理，進水廊道可在臨水麵不同方向布置多個分散式進水孔，通過進水廊道水力設計，達到進水廊道各進水口流速均衡和高效排沙的目標。

技術特點：

（1）適用條件廣，排沙效率高：進水廊道體型設計靈活，與泄水段銜接段可采用彎曲段，協調不同泄水洞。進水廊道體型與排沙區域長度及水力條件相適應，可靈活布置，設置單向、雙向和三向排沙孔，單位水體排沙效率高。

（2）進水孔阻力均衡布置：水流從廊道多個分散式進水孔進入主廊道後彙入泄水洞，在相同水頭條件下，各進水孔水力阻力不同。為了達到各個進水孔等流速分布，基於水力阻力均衡原理提出了進水孔變麵積、變間距設置方法。

（3）有效減免進口漩渦：采用進水廊道分散式進水口可有效減弱進口旋度，減免進口漩渦影響，以提高排沙洞運行水位變幅。

解決的具體問題：

本技術提出水電站單向、雙向和三向進水廊道結構和水力設計方法；在實際應用中結合泄洪放空等功能需求，提出排衝沙、泄洪、放空等多功能融合的進水廊道布置方式。

二、主要技術指標

結構技術指標：廊道主體位於泄水洞進水口前方或底部，結構整體呈直線或彎曲分布，轉彎角度0°~90°，廊道直段軸線方向與來流方向呈45°~90°；進水孔導流角大小為25°~45°。

水力效果指標：（a）排沙效果：在相同條件下，設置進水廊道時排沙麵積和體積是不設時的2倍以上。說明進水廊道高效排沙，同時增大排沙麵積，可實現單條衝沙洞保證全部4個發電進水口（進口寬度101m）“門前清”效果。（b）消渦效果：設置進水廊道後，衝沙洞在運行水位變幅達到40m區間進口漩渦基本消除。

功能融合指標：工程應用中三麵進水廊道結構成功實現工程衝排沙、泄洪、放空、生態流量等4種功能融合。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

(1)社會經濟效益：

典型規模下的單價：該技術典型規模下的單價以工程設計節省投資形式給出，如實際應用工程中，采用三麵進水廊道結構布置型式，實現工程衝沙、泄洪、放空、生態流量泄放等功能融合，較設置單獨排沙洞節省工程投資約5500萬元。

運行費用：該技術運行可與常規的泄水建築物運行方式相結合，運行費用主要是日常維護、操作人工和機械費用，無其他額外附加費用。

投資效益：水電站工程設計采用進水廊道結構型式，典型工程單項投資可節省約5500萬元；此外，在布置空間受限情況下，協同布置方案大大節省工程布置空間，工程總體效益十分顯著，投資效益遠大於典型規模下的單價。

（2）應用情況：

天生橋二級、大朝山水電站和苗尾水電站分別采用單向、雙向及三向進水廊道，實現了進口流速均衡分布，提升了排沙效率,節省了巨額工程投資，並有效解決了大水位變幅下的進口漩渦問題。

（3）適用範圍：

本項技術適用於水利水電工程中的排沙係統設計，特別適用於地形狹窄、樞紐布置空間受限、排沙河勢不佳或無攔沙坎沉沙池的水電站，以及需要融合排沙、泄洪、放空等多功能需求的工程。

四、技術圖片

圖1  流速分布圖

圖2  排沙效果圖

五、其他

技術持有單位：水利部 交通運輸部 國家能源局南京水利科學研究院

技術聯係人：王芳芳，ffwang@nhri.cn，18751877850