原理是:
水工建筑物是指在水体中建造的各种工程,如水坝、堤防、船闸、港口等。
这些建筑物的建造目的是为了控制水流,保护岸边的土地和建筑物,以及提供航运和水利服务。
在这些建筑物中,排沙是一个非常重要的问题,因为沙子会阻塞水流,导致水工建筑物的损坏和水位上升。
因此,水工建筑物的排沙原理非常重要。
水工建筑物的排沙原理是利用水流的力量将沙子从水中排出。
在水工建筑物中,水流的速度会因为建筑物的形状和大小而发生变化。
当水流经过狭窄的通道时,水流的速度会加快,这会导致沙子被冲刷出来。
因此,在水工建筑物中,通常会设置一些特殊的结构来加速水流的速度,以便排出沙子。
其中,最常见的结构是泄洪孔。
泄洪孔是一种用于控制水流的结构,通常位于水坝或堤防上。
当水位上升时,泄洪孔会自动打开,将多余的水流出去。
在泄洪孔中,水流的速度非常快,这会导致沙子被冲刷出来。
因此,泄洪孔不仅可以控制水流,还可以排出沙子。
还有一种结构叫做沙口。
沙口是一种用于排沙的结构,通常位于港口或船闸的入口处。
当船只进入港口或船闸时,水流的速度会减慢,这会导致沙子沉积在水底。
为了避免沙子的积累,沙口会将水流的速度加快,以便将沙子排出。
水工建筑物的排沙原理是利用水流的力量将沙子从水中排出。
在水工建筑物中,通常会设置一些特殊的结构来加速水流的速度,以便排出沙子。
这些结构包括泄洪孔和沙口等。
通过这些结构的设置,可以保证水工建筑物的正常运行,同时也可以保护岸边的土地和建筑物。
白鹤滩水电站为什么会有这么一个棱角鲜明、结构特别的地方呢?让我们走进去看看。
这个洞的高度有18米,长度有两千多米,像这样的通道在白鹤滩总共有三条,它们的名字叫“无压泄洪洞”。
“无压泄洪洞”,顾名思义,所承担的就是泄洪的任务,在上游的来水达到一定的数值的时候,我们就要根据国家防总和长江委的调度指令来进行泄洪,在泄洪的时候,这个位置就会有巨大的水流通过。
因为承担的是泄洪的任务,所以就要求它在需要泄洪的时候,能安全平稳而又快速的将洪水泄出。
就这么一条泄洪洞,它的最大泄水量约每秒4100立方米,单侧泄量世界第一。
按照这个速度,三条泄洪洞一起,仅需18分钟就能灌满整个西湖。
这么大的泄量,又是如此快的速度,这个水流所产生的能量是巨大的,如果不加以手段让它直接倾泻而下的话,坝体下游和两岸山体都会受到极大的冲击。
于是,经过精心的设计和施工,就有了眼前这个特殊构造。
大坝泄洪口一般位于堤坝底部。
坝身泄洪口又称深式泄水孔,按泄水孔的相对位置分为中孔和底孔,按洞身流态分为有压泄水孔和无压泄水孔。
深式泄水孔由进口段、管身段和出口段3部分组成。
有压泄水孔的进口段包括喇叭口和闸门段。
矩形断面喇叭口的上唇和两侧墙一般做成1/4椭圆曲线,地面采用圆弧,以改善入流条件。
闸门段内设工作闸门和检修闸门以及平压管、通气孔等设施。
若工作闸门设在出口,则出口只设检修闸门。
管身断面多为圆形,过水时处于满流承压状态。
出口段的过水断面宜收缩,孔口高度逐步降低,以防止管身水流脱离孔壁,产生空蚀。
有的将孔口宽度逐渐放大,有利于下泄水流的扩散和消能。
在管身段与闸门段之间,需设渐变段。
有压泄水孔可设在坝身内。
(一)利用引水系统改造泄流
1.采用渠道引水的水电站,在渠道过坝后的适当位置开口修建侧堰或埋设放水管,向下游坝后河道泄放流量。
2.采用隧洞引水的电站,可利用原有的近坝施工支洞改造或新挖泄水洞,并安装放水管向下游河道泄放流量。
3.技术经济可行的项目,可在放水管出口安装“生态机组”。
(二)利用泄洪闸小开度泄流
对闸坝电站,可一孔或多孔闸门不完全关闭、控制一定开度向下游河道泄放流量。
闸门泄流开度通过闸孔泄流公式计算确定后,可通过闸门行程控制器或在闸底板设置限位墩(水泥墩)等方式控制。
(三)利用溢洪道闸门改造泄流
根据电站枢纽布置的实际情况,可对溢洪道工作闸门进行改造,设置门中门或舌瓣门,增设启闭设备,向下游泄放流量。
(四)利用大坝放空设施改造泄流
对大坝原有的底孔设施(如导流底孔、排沙孔、水库放空孔、泄洪洞等)进行改造,增设闸控系统,调整调度运行方式,泄放生态流量。
(五)设置生态基荷或采用反调节调度泄流
对堤坝式电站,通过机组发电放水能满足生态下泄流量的水电站,可不设置专用泄流设施,根据上游来水情况、调节库容和电站发电机组的特性,优化水库调度运行,保证电站至少有1台机组不间断运行,通过基荷或反调节调度泄放流量,并尽量减少下游河道流量日内变幅。
(六)安装生态机组
在大机组之外安装单独设置的、长期正常运行、承担生态下泄流量泄放任务的生态发电机组。
(七)利用机组旁通管改造泄流
在机组进水控制阀旁通管上开孔引接放水管等,利用电站原有的引水设施改造后向下游泄放流量。
(八)增设大坝放水设施
在坝区适当位置增设倒虹吸管、抽水系统、泄流通道等设施,不间断地从水库上游取水跃坝再泄入坝下游河道,满足生态流量要求。