《引水枢纽》PPT课件

《《引水枢纽》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、概述1．引水枢纽的作用及类型引水枢纽的作用是把河流中的水引入渠道，以满足灌溉、发电、工业及生活用水等需要；并防止粗粒泥沙进入渠道。引水枢纽位于引水渠道首部，又称渠首工程。根据是否有拦河闸（坝）又分为有坝引水枢纽和无坝引水枢纽。无坝引水枢纽：它是一种最简单的引水方式，在河道上选择适宜地点开渠并修建必要的建筑物引水，称无坝引水枢纽。通常由进水闸、冲沙闸、沉沙池、河道整治建筑物及泄水排沙渠等组成。无坝引水枢纽在大江、大河的下游或山区河流上采用较多。第九章引水枢纽有坝引水枢纽：当河道水量比较丰富，但水位较低，不能自流灌溉；或引水量较大，无坝引水不能满足要求时，则应修建拦河坝（闸），以

2、抬高水位，保证引取灌溉所需的流量。这种引水方式称有坝引水枢纽或有坝渠首。通常由溢流坝（亦称壅水坝）或拦河闸、进水闸、防沙冲沙措施、船闸、筏道、鱼道、电站等组成。由于工作可靠被广泛使用。引水枢纽的形式亦受经济条件制约。日本在50年代的有坝渠首多为闸坝结合式渠首（即壅水坝及冲沙闸），但随着其经济发展逐步改建成对天然河流状态无影响的拦河闸式渠首，目前多采用闸坝结合式（泄洪闸及壅水坝，大孔口泄洪闸兼作泄洪、排沙、排冰）进行改造原有半永久性渠首（壅水坝及第九章引水枢纽行洪滩地）。随着我国经济快速发展其拦河闸式渠首是未来的发展方向。2．引水枢纽的特点（1）无坝引水枢纽特点无坝引水枢纽的优点是

3、工程简单、投资少、施工容易、工期短及收效快，而且不影响航运、发电及渔业，对河床演变影响小。其缺点是受河道的水位变化影响大，枯水期引水保证率低；在多泥沙河流上引水时，还会引入大量的泥沙，使渠道发生淤积现象，影响渠道正常工作；当河床变迁时，一旦主流脱离引水口，就会导致引水不畅，甚至引水口被泥沙淤塞而报废；当从河流侧面引水时，由于水流转弯，产生强烈的横向环流，以致引水口的上唇受到泥沙淤积，而下唇则受到水流冲刷。第九章引水枢纽实验表明，水流转弯产生的横向环流，使大量推移质泥沙随底流进入渠道，并随引水率（引水流量与河道流量的比值）的增大而增大。当引水率达50%时，河道中的底沙几乎全部进入渠

4、道。我国河套地区的经验认为，引水率不宜大于20%～30%。2．有坝引水枢纽的特点其优点是引水保证率高，而且不受引水率限制。缺点是工程量大、造价高，且破坏了天然河道的自然状态，改变了水流、泥沙运动的规律，尤其是在多泥沙河流上，会引起渠首附近上下游河道的变形，影响渠首的正常运行。1）对上游河道坝区的影响建坝后，上游水位抬高，流速减小，挟沙能力减低，故河流中的推移质泥沙淤积在上游，使河床逐渐抬高。这种淤积发展很快第九章引水枢纽有的工程在短期内将坝前淤平。坝前淤平后，失去对主流的控制作用，进水闸处于无坝引水的工作状态，而且由于主流的摆动，加剧了上游河岸的冲刷变形，甚至使主流改道，招致工程

5、报废。坝前淤平也使泄流能力降低，回水水位亦增高。2）对下游河道的影响溢流坝运行初期，上游河床的淤积，下泄的水流含沙量减小，具有很大的冲刷力，使坝下游河床发生冲刷现象。当坝前泥沙淤平后，泥沙被挟带到下游，由于上游大量引水结果，下游河道流量相应减小，而含沙量增大，水流挟沙能力降低，使下游河床淤积。如果下游河道坡度较缓，这种淤积将使河床抬高。严重时会产生埋坝现象。根据以上特点，在进行引水枢纽设计时，合理布置枢纽建筑物，充分考虑泥沙对天然河道的影响，确保渠首正常工作。第九章引水枢纽图6—3河流弯道冲淤图第九章引水枢纽图6—4弯道环流原理示意图1—表层流2—底层流第三节引水枢纽第九章引水枢

6、纽二、弯道环流原理天然河道都是弯曲的，对于土质河床，由于流量的随机性、地形及地质的千差万别，只有10～20%的直线段河道能保证其在不冲、不淤的稳定状态，而弯道均处于冲淤演变、摆动状态。其弯曲演变如图6—3所示。河流在直线段上的水深、流速及含沙量的分布是比较均匀的。弯道则不然，在弯道受离心力的作用，使表层的水流向凹岸水面壅高，凸岸水面降低，形成横向比降，如图6—4（b），因水流所受离心力的大小是和水流流速的二次方成正比，而河道水流流速的分布是表层大、底层小，故表层水流所受离心力较大，并沿水深逐渐减小。因离心力的方向与横向水位差所引起的水压力的方向相反，这第九章引水枢纽两种作用力的合

7、力方向如图6—4（c）。在其合力作用下，表层的水流向凹岸，底层的水流向凸岸，从而形成横向环流，横向环流与纵向流合成为螺旋状前进水流，如图6—4（a）所示。当横向环流由上向下流动时，流速增大、含沙量较小，当流速大于凹岸的抗冲流速时，凹岸就产生冲刷。而底流流向凸岸时，含沙量大增，在岸坡处，底流转而向上流动，因重力作用，流速减小而使泥沙淤积。当水流到达表层后，改变方向再流向凹岸，周而复始。这样发展的结果，凹岸便成为水深流急的主流深槽，而凸岸则成为水浅流缓的浅滩。如凹岸不够坚固，则会使弯