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1、古学水电站引水发电系统水力计算分析邓艳强（中国电建中南勘测设计研究院有限公司宜昌设计院，湖北宜昌443002）摘要：随着水电建设的不断深入，我国水电发展重心逐渐向丙南高山峡谷地IX转移，受地形条件限制，地下引水发电系统逐渐被广泛采用。能否选择合适的洞型及保证适宜的水力特征，己经成为影响工程成败的重要因素。木文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征,验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。关键词：古学水电站；引水发电系统；水头损失；水力计算!/•■、刖目随着我国经济的高速发展，对
2、能源需求不断增加，水电作为可再生的清洁能源被广泛釆用。丙南地区山高谷深，河流纵横，水能资源极其丰富，已逐渐成为水电开发的主战场。然而，受地形条件限制，发电系统多采用地下厂房形式，选择合适的洞型、减小水力损失、成为水电引水发电系统水力分析的重中之重。木文依托古学水电站引水发电系统，开展了水力计算，重点分析了水头损伤及调压室水力特征，验证了设计的合理性，对于工程设计有一定的参考意义。1工程概况古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内，是金沙江左岸一级支流定曲河“一库八级”梯级开发的最后一级水电站，是定曲河第一个幵发电站，该电站
3、的修建对于对加快藏区经济发展和维护社会稳定只有极其重要的意义。电站釆用引水式开发，坝址位于四川省得荣县奔都乡藏色桥上游1.52km处，上距得荣县城12.8km；厂址位于四川省得荣县古学乡卡H共村上游350m处，上距得荣县城28.4km。古学水电站为三等中型工程，工程开发任务为发电，兼顾下游生态环境用水要求。水库正常蓄水位2270.00m,校核洪水位2271.86m,总库容32.28万m3，死水位2269.00m,调节库容4.88万m3，无调节能力。电站装机两台，额定水头131.0m,额定引用流量77.8m3/s，总装机容量90
4、MW(2×45MW),年利用小吋为4289,多年平均年发电量3.8603亿kW?h。古学水电站引水发电系统包括进水口、压力管道及发电厂房等建筑物，其中进水U长25.3m，顺水流方向分为拦污栅段、渐变段和闸门段；有压隧洞长14329.04m(渐变段末端至调压井中心处)，沿途根据隧洞的永久支护方式不冋，隧洞沿线设置多个纵坡，II均为顺坡，底板平均纵坡2.931‰。平面上隧洞设置6个转弯，转弯角分别为78.14°、18.0°、28.0°、25.58°、36.61°、9
5、.37°和54.45°，前六个转弯半径均为100m,最后一个转弯半径为50m;调压室为阻抗式全地下布置，井高70.34m,最高涌浪水位为2294.900m,最低涌浪水位为2240.570m,调压室竖井底板高程2234.000m，顶部高程2304.340m，利用布置在调压室顶部的施工支洞进行通风，兼作检修进人洞；同吋为充分利用施工支洞形成的有效容积，供丢弃负荷吋储水用，在距交通洞洞IJ20m位置处设置拦水坎，坎顶高程2316.00m。压力管道采用一管两机的联合供水方式，主管平面上呈直线布置，立面上由上平段、斜井段
6、及下平段组成，立面转弯角55°,转弯半径25.0m。岔管以前压力管道主管长251.5m,内径4.4m。岔管为对称“Y”形布置，采用月牙肋岔管型式，分岔角为70°;两条支管内径3.0m，每条支管长55.8m，向机组正向供水。(b)引水发电系统图1古学水电站2引水系统水力汁算2.1进水口水力计算进水U水力计算包括最小淹没深度确定、通气孔面积计算及进水U过栅流速计算。(1)最小淹没深度为防止产生贯通性漏斗漩涡按照戈登公式估算：经计算，通气孔最小奋效面积为0.62m2。实际采用一个直径1.2m的圆形通气孔，面积1.13
7、m2,大于计算最小有效面积，满足要求。（3）进水口过栅流速汁算本工程进水U拦污栅的最小有效孔U尺T3-5.0m×5.5m（孔数-宽×高），在死水位2269.000m、引用额定流量77.80m3/s时，进水口最大过栅流速为0.94m/s,满足规范要求。2.2引水系统水头损失计算引水系统水头损失包括进水UI至蜗壳进UI断面的局部水头损失和沿程水头损失，其中局部水头损失按《水力计算手册》所列公式和参数进行计算，沿程水头损失按曼宁公式进行计算。局部水头损失主要包括拦污栅、喇叭口、检修闸门槽、渐变段、隧洞平面转
8、弯段、隧洞与调压室底部连接段、弯管、分岔管、渐变段、蝶阀等水头损失。沿程水头损失根据不同部位采用不同的糙率进行计算，苏中混凝土衬砌段糙率取值0.016、0.014、0.012,锚喷支护段糙率取值0.030、0.027、0.022,钢管段糙率取值0.013、0.012、0.01
