[发明专利]一种电站进水口的排沙方法

说明书

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进行排沙的方法。本发明的技术方案如下：

一种电站进水口的排沙方法，包括建筑物布设及运行方式：

(1)建筑物布设：在所述电站进水口的右侧设置坝基排沙洞，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前缘全线布设一道拦沙坎，在所述拦沙坎前布设输沙廊道，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；

(2)运行方式：非汛期及电站正常运行期，所述排沙洞工作门处于关闭状态，当所述拦沙坎前淤沙高度接近拦沙坎高度时，打开所述排沙洞工作门，进行排沙，当所述拦沙坎前形成完整拉沙漏斗时，关闭所述排沙洞工作门；在汛期来洪水时，所述排沙洞工作门保持开启。

本发明的排沙方法，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，优选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。

本发明的排沙方法，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、本发明的排沙方法采用的排沙建筑物平面布置图

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。

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：

本发明的电站进水口的排沙方法，包括建筑物布设及运行方式：

(1)建筑物布设：在所述电站进水口1的右侧设置坝基排沙洞5，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的前缘全线布设一道拦沙坎2，在所述拦沙坎2前布设输沙廊道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应当尽可能布置在电站进水口的平坡段，优选平坡段的末端处，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。