一、技术简介

技术原理：

本技术针对工程枢纽功能和引水排沙建筑物布置特点，在泄水洞前设置进水廊道，实现高效引水排沙的目的。基于阻力均衡原理，进水廊道可在临水面不同方向布置多个分散式进水孔，通过进水廊道水力设计，达到进水廊道各进水口流速均衡和高效排沙的目标。

技术特点：

（1）适用条件广，排沙效率高：进水廊道体型设计灵活，与泄水段衔接段可采用弯曲段，协调不同泄水洞。进水廊道体型与排沙区域长度及水力条件相适应，可灵活布置，设置单向、双向和三向排沙孔，单位水体排沙效率高。

（2）进水孔阻力均衡布置：水流从廊道多个分散式进水孔进入主廊道后汇入泄水洞，在相同水头条件下，各进水孔水力阻力不同。为了达到各个进水孔等流速分布，基于水力阻力均衡原理提出了进水孔变面积、变间距设置方法。

（3）有效减免进口漩涡：采用进水廊道分散式进水口可有效减弱进口旋度，减免进口漩涡影响，以提高排沙洞运行水位变幅。

解决的具体问题：

本技术提出水电站单向、双向和三向进水廊道结构和水力设计方法；在实际应用中结合泄洪放空等功能需求，提出排冲沙、泄洪、放空等多功能融合的进水廊道布置方式。

二、主要技术指标

结构技术指标：廊道主体位于泄水洞进水口前方或底部，结构整体呈直线或弯曲分布，转弯角度0°~90°，廊道直段轴线方向与来流方向呈45°~90°；进水孔导流角大小为25°~45°。

水力效果指标：（a）排沙效果：在相同条件下，设置进水廊道时排沙面积和体积是不设时的2倍以上。说明进水廊道高效排沙，同时增大排沙面积，可实现单条冲沙洞保证全部4个发电进水口（进口宽度101m）“门前清”效果。（b）消涡效果：设置进水廊道后，冲沙洞在运行水位变幅达到40m区间进口漩涡基本消除。

功能融合指标：工程应用中三面进水廊道结构成功实现工程冲排沙、泄洪、放空、生态流量等4种功能融合。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益：

典型规模下的单价：该技术典型规模下的单价以工程设计节省投资形式给出，如实际应用工程中，采用三面进水廊道结构布置型式，实现工程冲沙、泄洪、放空、生态流量泄放等功能融合，较设置单独排沙洞节省工程投资约5500万元。

运行费用：该技术运行可与常规的泄水建筑物运行方式相结合，运行费用主要是日常维护、操作人工和机械费用，无其他额外附加费用。

投资效益：水电站工程设计采用进水廊道结构型式，典型工程单项投资可节省约5500万元；此外，在布置空间受限情况下，协同布置方案大大节省工程布置空间，工程总体效益十分显著，投资效益远大于典型规模下的单价。

（2）应用情况：

天生桥二级、大朝山水电站和苗尾水电站分别采用单向、双向及三向进水廊道，实现了进口流速均衡分布，提升了排沙效率,节省了巨额工程投资，并有效解决了大水位变幅下的进口漩涡问题。

（3）适用范围：

本项技术适用于水利水电工程中的排沙系统设计，特别适用于地形狭窄、枢纽布置空间受限、排沙河势不佳或无拦沙坎沉沙池的水电站，以及需要融合排沙、泄洪、放空等多功能需求的工程。

四、技术图片

图1  流速分布图

图2  排沙效果图

五、其他

技术持有单位：水利部 交通运输部 国家能源局南京水利科学研究院

技术联系人：王芳芳，ffwang@nhri.cn，18751877850