利用建筑物生态系统实现环保泄漏

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：利用水库溢洪道工作闸门改造满足电站生态泄流要求。图1.6渠道侧壁埋管泄流示意图式中：Q为水电站应下泄的最小生态流量；μC为管道泄流流量系数；A为管道断面面积；D为管道内径；L为管道计算长度；H为自由出流时为不计行近流速水头的作用水头，淹没出流时为上下游水位差；λ为管道沿程水头损失系数；n为管道粗糙系数，钢管取0.012；∑ζ为包括管道出口水头损失系数在内的计算段中各局部水头损失系数之和。

发电下泄流量不能满足河道生态流量的水电站，如果电站的引水、泄水、冲沙、放空等建筑物具有改造条件，可充分利用改建成生态泄流设施，常用以下几种方式：

（1）利用拦河闸坝的工作闸门控制开度泄放所需生态流量。闸门的开度通过闸孔泄流公式计算确定，通过闸门行程控制仪或在闸底板设置限位墩（混凝土墩）等控制。

（2）利用水库溢洪道工作闸门改造满足电站生态泄流要求。从枢纽工程布置的实际出发，在溢洪道工作闸门上设置门中门或舌瓣门，利用安装启闭设备调节门中门或舌瓣门的开度控制下泄流量。

（3）利用大坝原有的导流底孔、冲沙孔、水库放空孔等，改造成为泄流孔，并在泄流孔上安装控制阀，通过调节阀门开度控制下泄流量，满足电站生态泄流要求。控制阀宜布置在泄流孔末端。生态泄流孔的泄流能力，按照最低水位设计。生态泄流控制阀应选择与泄流孔（洞）相匹配的尺寸，最低水位、阀门全开时的泄流流量应不小于核定的电站最小生态流量。全开时阻力特性可按以下公式计算确定。

式中，ζk为泄流阀全开时的阻力系数；Hr为泄流阀全开时的作用水头（m）；Qr为泄流阀全开时的过流流量（m3／s）；K为大于1的系数，宜取K≥1.1（当K＝1时，表示计算的流量等于生态流量）。

应根据生态泄流控制阀相连接的孔口阻力及泄流阀过流特性，计算出不同水位情况时满足生态流量泄放要求的阀门开度，绘制水位开度曲线，作为运行控制的依据。

（4）改造电站的引水建筑物泄放生态流量。对于渠道式引水电站，在电站的近坝端引水渠道修建侧堰或埋设管道下泄生态流量；对于隧洞式引水电站，可根据实际情况，利用原有的近坝施工支洞改造或新挖泄流支洞，并在泄流洞出口安装管道和控制阀，通过调节阀门开度控制下泄流量，满足电站生态泄流要求。如果技术经济是合理可行的，可结合泄流设施改造，在泄流管（或泄流洞）出口建造生态电站，通过生态机组长期正常运行泄水，满足电站生态泄流要求。

①渠道式引水电站生态流量泄放的设计，一般宜采用在电站的近坝端引水渠道修建侧堰或埋设管道下泄生态流量。

渠道侧堰是采用表孔堰流的方式泄放生态流量，具有自由液面，侧堰孔口过流断面尺寸可按以下公式计算确定，公式适用于侧堰段渠道为矩形断面，且渠内水流为缓流工况，见图1－5。

图1.5　渠道侧堰泄流示意图

式中，QL为水电站应下泄的最小生态流量（m3／s）；mL为侧堰的流量系数；m0为正堰的流量系数；为侧堰的堰上水头，用堰首末端水头的平均值表示（m）， pagenumber_ebook=26,pagenumber_book=20 （H1＋H2）；L为顺渠道水流方向侧堰的孔口长度（m）。

为保证任何情况均能满足泄流要求，计算时应取电站运行时渠道可能出现的最低水位对应的最小堰上水头。侧堰流量系数取值见《水电站引水渠道及前池设计规范》（SL205—2015）。

在渠道侧壁上埋设管道有压泄流，进水口孔口管底至渠道最低运行水位不小于1.5倍管径，当孔口淹没深度小于1.5D时，可能引起吸气漩涡，造成过流不足。泄流管道宜采用圆形钢管，管道的断面尺寸可按以下公式计算确定，见图1－6。

图1.6　渠道侧壁埋管泄流示意图

式中：Q为水电站应下泄的最小生态流量（m3／s）；μC为管道泄流流量系数；A为管道断面面积（m2）；D为管道内径（m）；L为管道计算长度（m）；H为自由出流时为不计行近流速水头的作用水头，淹没出流时为上下游水位差（m）；λ为管道沿程水头损失系数；n为管道粗糙系数，钢管取0.012；∑ζ为包括管道出口水头损失系数在内的计算段中各局部水头损失系数之和。

利用建筑物生态系统实现环保泄漏

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