DLT5107-1999 水电水利工程沉沙池设计规范

本规范是按照原水利水电勘测设计技术标准体系规划，根据 原能源部水利部水利水电规划设计总院 (90)水设便字第 61号文 开展编制工作的。 沉沙池的设计涉及水文泥沙、水轮机和水泵、水力学及水工 建筑物等多学科、多专业内容，且我国地域辽阔，各流域水沙状 况差异较大，水电站与水利工程对沉沙池的要求也有很大的不同， 故本规范通过大量调查研究、观测试验、专题研究、专家咨询等 工作，反映了我国水电水利行业关于沉沙池设计、运行、观测方 面的理论研究与实际应用成果。 本规范的附录A、附录B、附录C是标准的附录;附录D、附 录E是提示的附录。 本规范的提出部门和归口单位为国家电力公司水电水利规划 设计总院。 本规范的主编单位为国家电力公司成都勘测设计研究院，参 编单位为水利部山西水利水电勘测设计研究院、水利部西北水利 科学研究所。 4.1.1 沉沙他 sand basin 用以沉淀挟沙水流中颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥沙， 降低水流中含沙量的建筑物。按用途，可分为水电站沉沙池和水 利灌溉沉沙池。 4.1.2 连续冲洗式沉沙池continuous scouring sand basin 在连续供水的同时，将沉落的泥沙连续不断地冲排人下游河 道的沉沙池。连续冲洗式沉沙池由上游连接段、工作段、下游连 接段、排沙廊道系统等部分组成，如图 4.1.2-1- 4.1.2-2所 不 。 4.1.3 定期冲洗式沉沙池intermittent scouring sand basin 沉沙与冲洗交替进行的沉沙池，即沉沙池淤积到一定程度后， 开启冲沙闸进行冲洗，以恢复沉沙池沉沙容积，如图 4.1.3所 不 。 4.1.4 条渠沉沙池desilting channel 利用天然洼地，形成长度较长的宽浅土渠沉沙地，淤满后可 还耕或清淤后可重复利用，如图 4.1.4-1~图4.1.4-2所示。 4.1.5 T -作长度working length 沉沙池中用来沉积泥沙的工作段长度。 4.1“ 工作宽度working width 沉沙池中用来沉积泥沙的工作段宽度。 4.1.7 工作深度working depth 沉沙池正常水位以下至设计泥沙淤积高程之间的水深。 4.1.8 工作流量 working flow 对连续冲洗式沉沙池为引用流量与冲沙流量之和;对定期冲 洗式中水电站沉沙池为引用流量，水利工程沉沙池为引用流量与池末底孔排沙流量之和。 4.1.4 过机多年平均含沙量 mean annual sediment concentra￾tion through turbine 7 过机多年输沙量与过机多年引水量之比。 4.1.10 粗粒径含沙量coarse sediment concentration 大于沉沙池设计最小沉降粒径的悬移质泥沙含沙量。 4.2 主 要 符 号 S,:过机多年平均含沙量; Sp:过机多年平均粗粒径含沙量; H,:水轮机额定水头; fi:大于某粒径级的沉降率; Lw:工作段长度; H .:沉沙池工作段平均深度。 5.1.1 设计应收集以下基本资料： 1）地形、地质资料； 2）工程所在河段实测悬移质含沙量、颗粒级配（包括分析方法）及水温资料； 3）水电站、泵站沉沙池，需收集悬移质泥沙矿物成分和硬度资料； 4）沉沙池冲排沙道出口为天然河道时，出口处天然河道的水位流量关系； 5）沉沙池边墙临近天然河道时，该河段各级流量水面线； 6）严寒地区河流冰情和气温资料； 7）了解河流污物来源及其特性。 5.1.2 根据需要，应收集以下相关专业资料： 1）沉沙池引渠、输水道水位； 2）设计引用流量； 3）引渠及输水道水流挟沙力； 4）水轮机、水泵过流部件耐磨性能、抗磨措施及水轮机大修间隔，水轮机工作水头及水泵单级扬程； 5）灌溉渠系布置、灌区调节水库资料、灌区土壤粒径、灌溉效益及环境评价。 5.2 入池含沙量及颗粒级配 5.2.1 时段平均入池含沙量，应按取水枢纽引水期天然河道逐日平均含沙量和逐日引水流量统计计算。 时段平均入池含沙量按下式计算 61 水电站沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准 6.1.1 设置沉沙池的初步判别条件:当过机多年平均含沙量凡 及过机多年平均粗粒径含沙量S。与水轮机额定水头H 的交点 均处于图6.1.1 (a), (b)的A区时，可不设置沉沙池;均处于 图6.1.1 (a), (b)的C区时，宜设置沉沙池;均处于图 6.1.1 (a), (b)的B区时，只有水轮机在水力、结构设计及过流部件材 料选用方面均采用了可靠的抗磨措施，可不设置沉沙池。 6.1.2 水电站沉沙池的设置，应在水轮机泥沙磨损程度及磨损危 害分析计算的基础上，考虑电站在系统中的作用、枢纽布置条件、 沉沙池的投资、泥沙特性、水轮机的耐磨水平、电站效益及运行 检修要求等，进行技术经济比较后确定。 ‘.1.3 沉 沙池设计 最小沉 晓粒释标准 见夫 6.1.3 7.0.1 沉沙池的位置宜邻近首部取水枢纽进水口，当受地形条件 限制或冲沙水头不能满足要求时，可沿引水道下移至适当的位置， 亦可布置为地下式。布置沉沙池应合理利用地形、地质条件，避 开不良地段，否则，应采取相应工程措施。 7.0.2 水力冲洗式沉沙池应具有足够的冲沙水头及流量。若地形 开阔，水电站和水利工程中的沉沙池宜选用定期冲洗式沉沙池;地 形狭窄，水电站沉沙池宜选用连续冲洗式沉沙池。 7.0.3 山区、丘陵区且有足够冲洗水头的水利工程沉沙池，在对 环境无不利影响条件下，宜选用多室定期冲洗式沉沙池;平原地 势低洼地区的水利工程沉沙池，宜选用条渠沉沙池。 7.0.4 当冲沙水头不足时，可采用机械清淤式沉沙池。采用机械 清淤的沉沙池应有足够的堆沙场地，且不致对该地区环境和工程 造成不利影 响。