NB/T 10392-2020 水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则(附条文说明).pdf

ICS27.140 P59
中华人民共和国能源行业标准
NB/T10392—2020
水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则
Guide for Design of Energy Dissipation and Erosion Control for Water Release Structures of Hydropower Projects
2020-10-23发布
2021-02-01实施
国家能源局发布

根据《国家能源局关于下达2009年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技(2009）163号)的要求，导则编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本导则。
本导则的主要技术内容是：基本规定、消能防冲型式及布置、底流消能防冲设计、挑流消能防冲设计、面流和戽流消能防冲设计、洞内消能防冲设计、下游防护设计、水工模型试验和水力学数值计算、安全监测设计、运行及维护要求。
本导则由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源行业水电勘测设计标准化技术委员会负责具体技术内容的解释。

1总则
1.0.1为统一水电工程泄水建筑物的消能防冲工程布置、体型设计、水力设计、结构设计和运行管理，做到运行安全、技术先进、经济合理，制定本导则。
1.0.2本导则适用于水电工程的泄水建筑物消能防冲设计。
1.0.3小型水电工程的泄水建筑物消能防冲设计可按本导则简化执行。
1.0.4平原区水电工程的泄水建筑物消能防冲设计可按现行行业标准《水闸设计规范》SL265有关规定执行。
1.0.5水电工程泄水建筑物消能防冲设计，除应符合本导则外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1泄水建筑物water release structure
为宣泄水库、河道、渠道、涝区超过调蓄或承受能力的洪水或涝水，以及为泄放水库、渠道内的存水，以利于安全防护或检查维修的水工建筑物。
2.0.2消能防冲建筑物hydraulic structure of energy dissipation and erosion control
为使高速下泄水流与下游河道良好衔接，设置于泄水建筑物沿程、出口以形成挑射水舌、水跃、旋滚、剧烈收缩扩散、螺旋流等局部水力消能流态，消刹泄流能量的水工建筑物，以及防止对下游河床、岸坡产生危害性冲刷和淘刷的水工建筑物。
2.0.3消力池stilling basin
在坝体、水闸或泄水建筑物下游，按照水跃消能要求，由边墙、底板、尾坎、护坦等组成的消能设施。
2.0.4水垫塘plunge pool
设置在坝体或溢洪道下游，以形成足够的水域和水深，满足挑流、跌流消能的结构物。
2.0.5联合消能combined energy dissipation
单一泄水建筑物同时运用多种消能工，或两个以上泄水建筑物联合运行使下泄水流产生碰撞、冲击、剪切等相互作用，加剧水体紊动和能量耗散，进一步提高消能率、减小消能工规模和减轻下游冲刷的消能防冲布置型式。
2.0.6出口消能outlet energy dissipation
在泄水建筑物出口或末端采用底流、挑流、面流等消刹泄流能量的布置型式。
2.0.7洞内消能inside-tunnel energy dissipation
在泄洪洞内部设置洞塞、孔板、旋流等消刹泄流能量的布置型式。
2.0.8底流消能hydraulic jump energy dissipation
利用水跃消刹从泄水建筑物贴底泄出的急流的余能、将急流转变为缓流与下游水流相衔接的消能方式。
2.0.9挑流消能ski-jump energy dissipation
在泄水建筑物出流处设置挑坎，将泄出的急流挑向空中，形成掺气射流落入下游水垫的消能方式。
2.0.10面流消能surface flow energy dissipation
利用泄水建筑物末端的跌坎或戽斗，将下泄急流的主流挑至水面，通过主流在表面扩散及底部旋滚和表面旋滚以消除余能的消能方式。
2.0.11戽流消能bucket-type flow energy dissipation
在泄水建筑物末端设置戽斗，将泄流挑至水面，通过戽内旋滚、底部旋滚和表面旋滚消刹泄流能量的消能方式。
2.0.12宽尾墩end-flared pier
后段加宽成鱼尾状的溢流坝闸墩。
2.0.13辅助消能工auxiliary energy dissipator
与主要消能工联合运用，部分改变泄流流态或水流形态，加剧水流紊动剪切，进一步提高消能率的辅助结构。
2.0.14跌流消能drop energy dissipation
水流从泄水建筑物出口跌落至水垫的消能方式。
2.0.15竖井旋流消能shaft swirl energy dissipation
通过蜗室使水流在竖井内形成紧贴壁面向下的螺旋流动、掺气并落入井底深水垫的洞内消能型式。
2.0.16水平旋流消能horizontal vortex energy dissipation
通过有压流竖井底部的起旋室，使泄流在水平旋流洞内紧贴壁面产生螺旋流动，并经水垫池消刹泄流能量的消能型式。
2.0.17孔板消能orifice plate energy dissipation
在有压泄洪洞内设置若干级孔板局部缩小隧洞断面，利用水流突缩和突扩消刹泄流能量的消能型式。
2.0.18洞塞消能hole plug energy dissipation
在有压泄洪洞内设置一级或数级洞塞，使水流流经洞塞时因断面突缩和突扩造成水流剧烈紊动消刹泄流能量的消能型式。
3基本规定
3.0.1水电工程泄水建筑物消能防冲设计应包括消能防冲建筑物、下游河道及岸坡防护工程的布置、体型设计、水力设计、结构设计、安全监测设计。
3.0.2水电工程泄水建筑物消能防冲设计应收集并分析下列资料：
1气象、水文、泥沙、地形、地质等自然条件。
2水库运行、社会和生态环境、防洪及航运等要求。
3.0.3消能防冲建筑物的建筑物级别和洪水标准应符合现行行业标准《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180的有关规定。
3.0.4消能防冲建筑物的水力设计应符合下列要求：
（略）
4消能防冲型式及布置
4.1一般规定
4.1.1泄水建筑物消能防冲的总体布置应根据工程开发任务、水库运行、环境条件等要求，综合考虑地形地质条件、枢纽布置、出口水流衔接、下游抗冲刷能力、岸坡稳定、施工条件、运行维修、工程投资等因素，经技术经济综合比较确定。
4.1.2水力条件复杂的大中型水电工程、采用联合消能或新型消能工的泄水建筑物，其消能防冲布置应进行水工模型试验。
4.2消能型式选择
4.2.1按泄水建筑物类型和消能工布设位置的不同，消能型式可采用出口消能或洞内消能。
4.2.2出口消能可采用底流、挑流、跌流、面流、戽流等消能方式，具体选择时宜符合下列要求：
（略）

内容索引：

1总则1
2术语2
3基本规定4
4消能防冲型式及布置6
4.1一般规定…….6
4.2消能型式选择6
4.3下游防护7
5底流消能防冲设计8
5.1一般规定8
5.2体型设计8
5.3水力设计9
5.4结构设计.10
6挑流消能防冲设计12
6.1一般规定.12
6.2体型设计.13
6.3水力设计.14
6.4结构设计15
7面流和戽流消能防冲设计.17
7.1一般规定17
7.2体型及水力设计…17
7.3结构设计19
8洞内消能防冲设计.21
8.1一般规定21
8.2体型设计.21
8.3水力设计22
9下游防护设计24
9.1一般规定24
9.2防护型式及结构设计25
9.3泄洪雾化区防护26
10水工模型试验和水力学数值计算.28
10.1一般规定.28
10.2水工模型试验28
10.3水力学数值计算29
11安全监测设计30
11.1一般规定30
11.2结构安全监测.30
11.3水力学原型观测.31
12运行及维护要求.32
附录A底流消能水力计算.33
附录B宽尾墩体型参数.38
附录C消能工底板稳定验算40
附录D挑流消能水力计算44
附录E面流消能水力计算49
附录F洞内消能水力计算52
附录G河道冲刷计算.56
附录H下游河道允许不冲流速经验值.58
本导则用词说明.59
引用标准名录.59
附：条文说明.60

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