[实用新型]用于阶梯式水利枢纽的尾水渠结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于阶梯式水利枢纽的尾水渠结构，具体涉及一种在河流梯级开发中进行上下游电站水位衔接，在下游电站水库未形成前实现上游电站发电需要的尾水渠结构。

背景技术

为充分利用河道水能，现有阶梯式水利枢纽中的上游电站厂房一般位于下游电站水库的库区，并且与上游电站厂房的尾水渠衔接的天然河道的水位低于该下游电站水库水位。在下游电站水库蓄水前，上游电站厂房的尾水通过尾水渠进入天然河道；当下游电站水库开始蓄水后，天然河道逐渐被淹没，其水位最终达到下游电站水库水位。由于上游电站厂房通常在下游电站水库形成之前建成，为了确保上游电站厂房的水轮机的淹没深度从而使上游电站能顺利提前发电，通常要求上游电站厂房以天然河道的水位作为其尾水位；但是，这种方式会降低下游电站水库的调节能力，使上下游水位不能紧密衔接，水能有损失。而如果上游电站厂房以下游电站水库水位作为其尾水位，则在下游电站水库未形成前，天然河道水位较低，需要降低上游电站的安装高程，增加基坑开挖支护工程量，增加厂房建筑物工程量，也增加了压力管道埋深，增加了施工难度。因此，有必要研究一种新型的尾水渠结构，既能够使各梯级电站水库的正常蓄水位与上一梯级电站厂房的正常尾水位充分衔接，并减小上游电站厂房的工程量，还能在下游电站水库形成前提前发电。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种用于阶梯式水利枢纽的尾水渠结构，从而在下游电站水库形成前实现提前发电。

为此，本申请的尾水渠结构包括构筑在上游电站厂房与对应天然河道之间的尾水渠，该尾水渠由底板和分别位于底板两侧的挡墙构成，在所述底板的尾部并位于其两侧的挡墙之间设有一挡水堰，该挡水堰的堰顶高程低于下游电站水库水位并高于上游电站厂房的发电机组的安装高程。

由此，在下游电站水库蓄水前，挡水堰可抬高尾水渠水位，确保上游电站厂房中水轮机的淹没深度，使得上游电站能顺利提前发电；当下游电站水库蓄水后，水位提高并最终淹没挡水堰，此时挡水堰的作用是避免天然河道内泥沙进入尾水渠。

进一步的，挡水堰的前缘体型为倒角圆弧。

由此，可保证其过流能力，减小水头损失。

进一步的，挡水堰的溢流面为WES曲线。

由此，可进一步提高过流能力，减小水头损失。

进一步的，所述底板具有从上游电站厂房的尾水平台朝挡水堰的方向向上倾斜的坡度。

进一步的，在挡水堰靠天然河道侧的基础部位设有回填加固结构。

由此，可避免水流冲刷而影响挡水堰的结构稳定。

本实用新型的有益效果是：本申请的尾水渠结构可抬高上游电站的安装高程，减少上游电站的基坑开挖支护量、厂房建筑物混凝土工程量以及厂房防洪结构工程量，抬高压力管道埋深和开挖弃土，节约能源，有利于环境保护；同时，由于上游电站能够顺利发电，能够确保工程效益，可提前收回工程投资。

附图说明

图1是本实用新型用于阶梯式水利枢纽的尾水渠结构的结构示意图。

图中标记为：1-上游电站厂房；2-底板；3-挡墙；4-挡水堰；5-尾水渠内水体水位；6-尾水渠原始地面线；7-下游电站水库水位；8-天然河道水位；9-回填加固结构；10-堰顶高程。

具体实施方式

如图1所示，本申请的尾水渠结构包括构筑在上游电站厂房1与对应天然河道之间的尾水渠，该尾水渠由底板2和分别位于底板2两侧的挡墙3构成，在所述底板2的尾部并位于其两侧的挡墙3之间设有一挡水堰4，该挡水堰4的堰顶高程10低于下游电站水库水位7并高于上游电站厂房1的发电机组的安装高程。通过上述结构，在下游电站水库蓄水前，挡水堰4可抬高尾水渠水位，确保上游电站厂房1中水轮机的淹没深度，使得上游电站能顺利提前发电；当下游电站水库蓄水后，天然河道水位8逐渐提高并最终淹没挡水堰4而达到下游电站水库水位7，此时挡水堰4的作用是避免天然河道内泥沙进入尾水渠。在此基础上，为保证充分的过流能力，减小水头损失，所述挡水堰4的前缘体型为倒角圆弧，溢流面为WES曲线。此外，所述底板2具有从上游电站厂房1的尾水平台朝挡水堰4的方向向上倾斜的坡度，这样可以抬高挡水堰4的基础高程，减小开挖支护和混凝土工程量，降低施工难度。为避免水流冲刷影响挡水堰4的结构稳定，在挡水堰4靠天然河道侧的基础部位设有回填加固结构9，如回填大石块。

本申请的尾水渠结构设计流程如下：1)、根据河流梯级开发确定的下游电站水库水位7，加上上游电站厂房1的机组吸出高度负值，确定上游电站厂房1的安装高程；2)、根据厂区枢纽布置需要，布置上游电站厂房1位置，保证机组的正常运行和厂房安全，同时又交通方便，防洪满足要求；3)、根据上游电站厂房1与天然河道的位置关系，设计尾水渠底板2的坡度：厂房距离天然河道远，则底板2的坡度较缓；上游电站厂房1距离天然河道较近，则底板2的坡度较陡；底板2的坡度的设计，同时要确保该底板2均至于尾水渠原始地面线6下，并有一定的埋深，这样设计施工方便，满足尾水渠地基承载力的要求，又可以确保尾水渠运行期间的结构安全稳定，减小维护工作量；4)、底板2设计完成后，可根据各段底坡与尾水渠原始地面线6的关系，设计尾水渠两侧的挡墙3，可以重力式或半重力式挡墙；5)、因河流规划时，通常都充分利用了河流水头，上游电站厂房1的尾水位为下游电站水库水位7，比上游电站厂址天然河道水位8高很多；在下游电站水库形成前，需要在上游电站尾水渠内设置挡水堰4，抬高尾水渠内水体水位5；6)、挡水堰4前缘体型为倒角圆弧，溢流面为WES曲线，保证充分的过流能力，减小水头损失；7)、计算挡水堰4的堰顶高度10；8)、挡水堰4靠天然河道侧的基础部位，回填大块石，避免水流冲刷影响挡水堰4的结构稳定。