【編者按】本文系筆者21年前以東江電站為工程案例原型進行畢業設計論文，課題主要根據專業培養的要求和畢業設計的目的，針對東江水電站進行設計。設計深度接近可研設計階段，並重點深入引水系統和廠房樞紐中某一單項工程的結構進行結構計算並提出施工詳圖。
在當年電腦、網路尚不普及的學生年代，均系本人圖文公式、一字一句鍵盤敲入，另有計算書附文專篇整理和FORTRAN程式設計連同設計圖紙及附圖等，同樣均為電腦字字敲入或CADR14工程製圖，總數逾8萬餘字，期間在老師的指導下並多番查閱資料、手冊，幾經修訂，
設計週期近4個月（2000年3-6月期間）全身心投入，頗為不易，
印象中似為當年院系少數採用電腦編輯列印（為此專門購得一二手臺式電腦，當年大部分畢業論文為手寫）
並獲得水工建築設計類畢業設計優秀論文，今偶翻閱之，特作此記，內容未作修改。
全文共八個章節，分別為：
第一章 基本資料、第二章 樞紐佈置、第三章 機電裝置及附屬裝置的選擇、第四章 引水系統設計、第五章 調保計算、第六章 廠房佈置設計、第七章 結構設計、第八章 結語。
因篇幅內容多，現分上、中、下三期形成論文系列篇進行推送，本期為中期內容（主要為第四章 引水系統設計、第五章 調保計算）。
第一部分 東江電站簡介
東江水電站位於湖南省耒水上游的資興境內，是一座以發電為主
，兼有防洪、航運和工業用水等綜合效益的大型水電工程，
是三十多年前建成的當時亞洲第一，世界第二的宏偉水電專案，是我國自行設計施工的第一座混凝土雙曲薄拱高壩。
工程始於1956年，後因種種原因緩建。直至1978年復工，籌建工程由東江工程指揮部、省水電工程局實施。
1980年、1982年，東江指揮部、湖南省水電工程局與電力部第八工程局先後合併，開始東江水電站主體施工。
東江水電站於1979年11月貫通導流洞，1980年11月截流，1983年11月開盤澆築混凝土。
1986年8月2日下午1點43分，
重達204噸的鋼閘門穩穩當當下到導流洞底坎，截斷了滔滔江水，
按期完成了東江水電站下閘蓄水的光榮任務。
1987年10月31日凌晨5時33分，東江水電站第一臺機組正式發電併入華中電網。
時任中共湖南省委書記的毛致用同志欣然命筆題詞：“洞庭落東江，電龍越三湘。”
第二部分 論文正文（續前文）
第四章引水系統設計
第一節進水口設計
一． 進水口位置選擇
進水口位置可選在左岸基岩穩定處，並儘量避開高邊坡開挖，避開須作大量工程的高邊坡地段。而在壩上游約9米處有一斷層F1；為此，進水口位置有斷層F1上游及斷層F1下游兩種選擇方案。若選在上游，則受斷層影響，可能導致洞口塌方，也不便於進水口工作閘門及檢修閘門的安裝和穩定；更為嚴重的是，由於斷層的存在而導致滲漏嚴重，影響引水隧洞的正常工作。而選在斷層F1下游，則不存在這些問題；且地質條件良好。
因此，進水口位置選在左岸斷層F1下游處。
二．進水口型式設計
前已設計，進水口採用有壓洞式進水口。其具體型式圖示詳見工程製圖（1號圖03）所示。
三． 確定進水口高程
進口頂部高程應保證其為有壓流態且不使進水口產生貫通式漏斗旋渦。
從進水口保持其有壓流態考慮最小淹沒水深S ，S為1。8m；不使進水口產生貫通式漏斗旋渦考慮最小淹沒水深S，S為8。0m。
綜上所述：進水口頂部設定高程=237—8。0=229米
又引水隧洞洞徑為8。5m，故進水口底部設定高程=229—8。5 =220。5米
又本電站水庫設計淤沙高程為170m，低於進水口底部設定高程220。5米，故所確定進水口高程合適。
四．喇叭口段及閘門啟閉裝置位置設計
１．喇叭口
為適應水流的運動規律，進水口段常做成喇叭形。喇叭口實際上也是漸變段，其作用是使水流平穩，流速均勻增加，不發生渦流，減小水頭損失。根據銳緣孔口自由洩流的原理，常將喇叭口設計成接近流線的橢圓曲線，
即x2/a2+y2/b2=1
式中：a—橢圓的長軸，m，其值常取（1。0—1。1）D，D為進水口後接引水道的直徑，m；
b——橢圓的短軸，m，其值常取（1/3—1/4）D。
則： 取a=10，b=3
其橢圓曲線方程：x2/100+y2/9=1
喇叭口段長度，可取四分之一橢圓曲線（12米）長；喇叭口底板可直接與孔口前緣護板水平銜接。
五．漸變段及攔汙裝置設計
漸變段
在有壓引水道中，不管從水流條件還是從結構受力條件，過水斷面常設成圓形。
而進水口因安裝閘門的需要，孔口斷面則設成矩形。為從矩形閘門孔口緩和地過渡到管道圓形斷面，應以漸變段連線。漸變段長度一般採用1。0—2。0倍洞徑，本工程取15米。為施工考慮，漸變段由矩形變圓形可採用直線規律，其引數方程如下：
S=B （L-x）/L
a=H（L-x）/L
r=D（L-x）/2L
式中：S——-漸變中的斷面寬度，m；
a——-漸變中的斷面高度，m；
r—漸變中的角隅圓弧半徑，m；
B—矩形斷面起始寬度，m；
H——矩形斷面起始高度，m；
即 S=8（15-x）/15
a=9（15-x）/15
r=8。5（15-x）/30
攔汙裝置
A．攔汙柵的佈置
按常規設計，發電引水系統不允許進入汙物，凡水電站進水口均需裝設攔汙柵。攔汙柵設計的原則應能攔截有礙引水道和機組安全的汙物；便於清汙，減少水頭損失；清汙和引水兩不誤，以及柵體結構有足夠的強度。攔汙柵孔口面積取決於過柵流速，而過柵流速直接涉及到清汙的難易和水頭損失的大小。因此，攔汙柵佈置的首要問題是選取過柵流速。
在選取過柵流速是，應考慮河流汙物的多少，攔汙柵設入水下的深度，以及準備採用的清汙方式。為此，可採用機械清汙，取過柵流速1。0米/秒。其佈置方式如下，採用多個柵孔，水流過柵後再合流於進水閘孔。根據需要，每個柵孔可設定兩道柵槽，第一道柵槽安裝攔汙柵，第二道柵槽留作備用。當攔汙柵堵塞時，可將備用攔汙柵裝入第二道柵槽，然後提起被堵的攔汙柵在水上清汙；或將備用擋水閘門裝入第二道柵槽，使該孔前形成靜水區，以利清汙。為了便利清汙和減少水頭損失，採用活動式攔汙柵傾斜佈置。
B．攔汙柵組成
攔汙柵由若干塊柵片組成，柵片象閘門一樣放在支承結構的柵槽中，必要時可將柵片一片一片地提起檢修。每塊柵片的寬度一般不超過4。5米，高度不超過4米。為此，可取柵片寬度4。5米，柵片高度4。0米。柵片四周用角鋼或槽鋼焊成邊框，中間用扁鋼做柵條，柵條的上下端焊在邊框上。沿柵條的長度方向，每隔一定距離設定帶有槽口的橫隔板，柵條背水的一邊嵌入橫隔板的槽口中，並加焊，橫隔板的作用是使柵條保持固定的位置，並增加柵條的側向穩定性。柵片頂部設有吊環。
柵片的厚度及寬度由強度計算決定，一般厚度8—12mm，寬度100—200mm。柵條間的淨距取決於水輪機的型號及尺寸，以保證透過的攔汙柵的汙物不會卡在水輪機過流部件中。柵條淨間距b一般由水輪機制造廠提供，令D1為水輪機直徑，則對於混流式水輪機b=D1/30；為此，本電站選用柵片厚10mm，寬180mm；柵條淨距14mm，並按柵前、柵後壓差4米考慮。其具體柵條強度驗算詳見計算說明書。
由於喇叭段上緣採用四分之一橢圓曲線，且欄汙柵成60度放置；洞徑8。5米。故攔汙柵總高度為（8。5+3）/sin60°=13。3m；又由於柵片高度4。0米，故在高度方向需佈置四片柵片。扣除橫樑及隔板寬度得攔汙柵過流淨高12。4米；即需攔汙柵過流淨長為246/12。4=19。84米，由此得汙柵總長為19。84×（140+10）/140=21。26米。即需在長度方向需攔汙柵片數為21。26/3。5=6。07；為此，可設五個閘墩，每個閘墩寬1米。由此的攔汙柵總長：L=21。26+1。0×5=26。26米。
第二節引水道設計
一． 確定引水道線路
引水隧洞路線的選擇直接影響到隧洞的造價、施工的難易、工程的安全可靠及工程效益。
進水口及廠房位置選定後，引水隧洞應儘可能佈置成直線，減少開挖量；降低工程造價。但受各種因素影響，隧洞常常佈置成彎曲的。為此，應從以下幾個方面來考慮引水隧洞線路的佈置：
１．
地質條件：隧洞應儘可能佈置在完整堅固的岩層中，避開不利的地質區，如巖體壓力大、地下水充沛、岩石破碎等地帶。為防止大面積滑坡，隧洞穿過軟弱夾層或斷層時，應儘可能正交穿過。在執行中隧洞總會向外漏水，要考慮到巖體被浸溼後發生崩滑的可能性。進水口、調壓井、壓力水管及廠房的地質條件也要統一加以考慮。
２． 地形條件：隧洞在平面上力求最短，在立面上要有足夠的埋藏深度。一般要求隧洞周圍堅固岩層的厚度不小於三倍開挖直徑。在此，取40米。以利用岩石的天然拱作用，減小山岩壓力，並能承受部分內水壓力。應利用山谷等有利地形佈置施工支洞，以加快施工進度。
３． 施工條件：由於本工程隧洞較長，施工條件可能成為主要因素。為了加快施工進度，可以每隔300米開鑿一條施工支洞。為了便於施工排水及放空隧洞，有壓隧洞縱坡坡度取0。002。
４． 水流條件：要使水流平順，水頭損失小。要儘可能採用直線，當必須彎曲時其彎曲半徑一般大於5倍的洞徑。
二、確定斷面尺寸
隧洞的橫斷面尺寸一般由技術經濟計算確定。
在隧洞過水流量已定的情況下，斷面尺寸決定於洞內流速，流速愈大所需斷面愈小，但水頭損失愈大，
故發電隧洞的流速有一個經濟值稱為經濟流速，有壓隧洞約為2.5—4.5米/秒。在此，取3.0米/秒。
則：S=Q/Ve
式中：S—隧洞斷面面積
Q—隧洞引水流量
Ve—隧洞經濟流速，一般取2。5—4。5米/秒；在此取4。0米/秒
S=123×2/4=61。5m2
又 S=1/4×ЛD2
故 D=（4S/Л）1/2
=（4×61。5/3。14）1/2=8。85
另據彭德舒公式，對有壓隧洞 D=（5。2×Q3/H）1/7
式中：D—圓形斷面直徑，米
Q、H—流量（米3/秒）和水頭（米）
則 D=（5。2×2463/118。5）1/7=6。8
綜上：取圓形斷面直徑D為8。5米
則：V=123×2×4/3。14×8。52=4。34 m/s∈（2。5，4。5） 故合適。
三．引水道水力計算
有壓引水隧洞的水力計算分為恆定流與非恆定流兩種。
恆定流計算的目的是研究隧洞斷面、引用流量及水頭損失之間的關係，從而選定隧洞的尺寸。非恆定流計算的目的是求出隧洞沿線各點的最大及最小內水壓力，
據以決定隧洞高程及設計隧洞的襯砌。其具體計算及結果詳見計算說明書。
第三節 調壓室
一.設定調壓式條件判斷
減小水錘壓力在引水道中傳遞的有效方法之一就是設定調壓室，
設定了調壓式之後，利用調壓室擴大的斷面積和自由水面，水錘波就會在調壓室反射到下游去，這樣就相當於把引水系統分為兩端。調壓是以前這段引水道基本上可以避免水錘壓力的影響；調壓室以後這段壓力管道由於縮短了水錘波傳遞的路程，從而減少了壓力管道重的水垂直，改善了機組執行條件及供電質量。但設定調壓室將增大工程量，加大投資。故必須經過經濟及電站效能進行綜合比較，以求是否佈置調壓室。
作為初步設計由下列不等式可近似地判斷設計調壓室的必要性，符合下列不等式的應考慮設定調壓室。
即ΣLV>（15—20）H
式中 L—個壓力水道（包括蝸殼及尾水管）的總長度，如有分岔管時，可按最大的一支水管考慮（米）
V—各段壓力水道內的平均流速（米/秒）
H—水電站最小淨水頭（米）
得 ΣLV=720×4。3+190×5。8=4198
20H=20×80=1600
即ΣLV遠大於20H且在我國目前的生產實踐中，當壓力引水系統的長度超過300-500米時，多數水電站設定了調壓室；而本電站引水系統長達900米。故必須設定調壓室。
二． 調壓室佈置方式選擇
調壓室的佈置應儘量靠近廠房，一縮短壓力管道的長度，降低工程造價；而根據調壓適於廠房位置相互關係，本工程有上游調壓室和下游調壓室兩種方案選擇。
由於本工程上游壓力引水道較長，而下游尾水管較短。故選用上游調壓室，且上游調壓實在國內外工程應用最為廣泛，這樣無論是工程具體情況，還是工程技術經驗都是可行的。
三． 調壓室型別選擇
在本工程中，調壓室有簡單園筒式、阻抗式、雙室式及差動式四種類型選擇方案。經最優方案比較，選用差動式方案。其具體計算及比較過程詳見計算說明書。
第五章 調保計算
第一節 高壓管道經濟直徑的確定
在設計流量以定的情況下，鋼管直徑與管內流速、水頭損失和工程造價等密切相關。
選用較小的直徑時，鋼材用量和土建工程量小，但水頭損失大，替代電站的投資和年費用大；相反，選用大直徑時電能損失小，但設計鋼管的鋼材用量和土建工程量增大。因此，管徑選擇是個技術經濟比較問題，設計中應該結合工程的實際情況擬定幾個可行的鋼管直徑進行技術經濟比較。
對於規劃和初步設計階段的工程，可以利用由動能經濟比較匯出的公式和經驗公式、經濟流速等方法，近似地求出經濟直徑。
考慮經濟因素匯出的經濟直徑公式為
D=（kQ3/H）1/7
式中 k— 係數，取值範圍8—15，機組執行小時數低、鋼管供水機組臺數多、鋼材貴而電價便宜時，取小值，反之取大值；
Q— 管道平均流量，m3/s；
為此，可取K=8
得D=（8×1233/118。5）1/7=5。2m
第二節 調保計算的任務
調保計算的主要任務是根據水電站有壓引水系統和機組特性，選擇合理的調節時間和規律，使水擊壓力和轉速變化率均保證在允許範圍之內；
或者在給定的轉速變化和調節時間的情況下，計算必要的GD2。
第三節 調保計算工況的選擇
計算工況主要由以下兩種工況作為計算控制工況；即：1、設計水頭下甩全負荷；2、最大水頭下甩全負荷。通常工況一發生最大轉速升高，而工況二發生最大水壓，取這兩個工況作為調節保證值。在此，為了便於比較及對調保計算有一深入瞭解，主要選擇瞭如下幾個工況進行計算。
1、 一臺機正常高水位丟棄額定或最大負荷
2、 正常高水位機組丟棄額定或最大負荷
3、 設計水頭，電站丟棄全部負荷
4、 正常高水位機組丟棄半負載或電站保證出力
5、 設計洪水時電站丟棄可能大負荷
6、 校核洪水時電站丟棄可能大負荷
7、 死水位執行管路上最後一臺機投入發限制出力
第四節 各種工況下的引用流量計算、水頭損失及水擊計算
水電站各種工況下的引用流量、水頭損失及水擊計算過程詳見計算說明書第二章所講。其計算結果如下附表5-1，5-2，5-3所示。
第五節 機組轉速變化率計算及尾水管真空度檢驗
水擊和機組轉速變化的計算，一般稱為調節保證計算，或簡稱“調保計算”。
其主要任務是根據水電站過流系統和機組特性，合理地選擇導葉開度時間和調節規律，使水擊壓力和轉速變化均保證在允許範圍之內。
機組與電力系統解列後負荷變為零，此時多餘的能量轉化為機械能，使機組轉速上升。水輪機調節機構受到轉速升高後，開始關閉導葉，水輪機引用流量漸漸減小，出力減小。
第六節 調保計算成果分析選擇
水錘和調節保證計算的主要任務可概括為：
根據水電站過水系統和水輪發電機組特性，合理選擇開度時間和調節規律，進行水錘壓強和機組轉速變化計算，使二者的數值均在允許範圍之內，並儘可能降低水錘壓強。
調節時間直接影響轉速變化和水錘壓強。
而調節規律只對水錘壓強有顯著影響。合理的調節規律是指在某調節時間內使水錘壓強出力到比較理想的情況。為此，據工程經驗，對於水電站水頭大於100米時，一般取其最大水擊壓力ζ=0。30，最大轉速上升率β為40%。為此，經調保計算比較選Ts=8秒，其計算結果如後附表5-1，5-2，5-3所示。
第七節 引水系統壓坡線的繪製
繪製引水系統壓坡線目的在於保證引水系統內不產生負壓並有一定的水壓（2m）；也為引水系統線路及高程佈置提供理論依據。
本電站引水系統壓坡線如後坐標紙附圖所示。
表5--1 水電站管路系統最高、最低內水壓力計算表
執行工況
計算工況
I
II
III
IV
V
VI
VII
一臺機正常高水位丟棄額定或最大負荷
正常高水位機組丟棄額定或最大負荷
設計水頭，電站丟棄全部負荷
正常高水位機組丟棄半負載或電站保證出力
設計洪水時電站丟棄可能大負荷
校核洪水時電站丟棄可能大負荷
死水位執行管路上最後一臺機投入發限制出力
上游水位Zu上（m）
285
285
266。679
285
289。52
291。15
237
投入執行機組數（臺）
1
4
4
1
4
4
1
上下游水位差H0（m）
141。70
139。40
120。679
141。70
133。22
132。05
93。700
水輪機流量Qg（m3/s）
102。64
104。769
123
98。863
109。271
110。296
104。315
管路水頭損失hw0（m）
1。517
2。217
2。179
1。407
2。412
2。457
104。315
相對起始開度coi=aoi/aop
0。667
0。708
1。0
0。658
0。792
0。792
0。958
調節時間Ts’=aomTs/aop
一般地：Ts’= （0。6—0。95）Ts；在此；取Ts’= 0。8Ts
其中 Ts分別取6、7、8、9秒
壓力管ΣLtVt= 7。316Qg
750。914
766。49
899。87
723。28
799。43
806。93
763。17
蝸殼ΣLcVc= 2。227Qg
228。58
233。32
273。92
220。17
243。35
245。63
232。31
尾水管ΣLbVb=1。007Qg
103。36
105。50
123。86
99。555
110。036
110。07
105。05
ΣLV= 10。55Qg
1082。85
1105。31
1297。65
1043。00
1152。81
1163。62
1100。52
Ucp =acp×Vcp/2gh0
=2。8316 （Qg/H0）
2。051
2。218
2。886
1。976
2。323
2。365
3。152
Ucp。Loi
1。368
1。507
2。886
1。300
1。840
1。873
3。020
σcp=ΣLV/gH0Ts’
= 1。0765 （Qg/H0Ts’）
6S
0。1468
0。1523
0。2066
0。1414
0。1662
0。1693
0。2256
7S
0。1258
0。1306
0。1771
0。1212
0。1425
0。1451
0。1934
8S
0。1101
0。1142
0。1549
0。1060
0。1247
0。1270
0。1692
9S
0。0979
0。1015
0。1377
0。0943
0。1108
0。1129
0。1504
發生水擊型別
末相
末相
末相
末相
末相
末相
末相
等價管末端 hm
6S
0。158
0。165
0。230
0。152
0。182
0。185
0。254
7S
0。134
0。140
0。194
0。129
0。153
0。156
0。214
8S
0。117
0。121
0。168
0。112
0。133
0。136
0。185
9S
0。103
0。107
0。148
0。099
0。117
0。120
0。163
換算為hmax=k。hm
6S
0。190
0。198
0。276
0。183
0。218
0。222
0。305
7S
0。161
0。168
0。233
0。155
0。184
0。188
0。257
8S
0。140
0。145
0。202
0。134
0。160
0。163
0。222
9S
0。123
0。128
0。177
0。119
0。141
0。144
0。195
壓力管末
Ht=ΣLtVt×hmax/ΣLV
6S
0。146
0。152
0。212
0。140
0。167
0。170
0。234
7S
0。124
0。128
0。179
0。119
0。141
0。144
0。197
8S
0。107
0。111
0。154
0。103
0。122
0。125
0。170
9S
0。095
0。098
0。136
0。091
0。108
0。110
0。150
ΔHt=ht。H0（m）
6S
20。652
21。144
25。574
19。834
22。220
22。465
21。922
7S
17。504
17。912
21。565
16。818
18。802
19。005
18。455
8S
15。189
15。538
18。643
14。598
16。295
16。468
15。935
9S
13。414
13。719
16。419
12。896
14。379
14。529
14。020
Htmax=（Z-Zt）+ΔHt
6S
163。45
163。94
150。05
162。63
169。54
171。42
116。722
7S
160。30
160。710
146。04
159。62
166。12
167。95
113。255
8S
157。99
158。34
143。12
157。40
163。62
165。42
110。755
9S
156。21
156。52
140。90
155。70
161。70
163。48
108。820
Htmin=（Z-Zt）-
ΔHt-hw
6S
122。688
124。033
7S
126。104
127。483
8S
128。118
130。027
9S
130。53
131。965
蝸殼末
Hc=（ΣLtVt+ΣLcVc）×hmax
/ΣLV
6S
0。190
0。198
0。276
0。183
0。218
0。222
7S
0。161
0。168
0。233
0。155
0。184
0。188
8S
0。140
0。145
0。202
0。134
0。160
0。163
9S
0。123
0。128
0。177
0。119
0。141
0。144
ΔHc
=hc。H0 （m）
6S
26。939
27。580
33。358
25。872
28。983
29。304
7S
22。832
23。365
28。130
21。938
24。525
24。790
8S
19。812
20。267
24。319
19。042
21。256
21。481
9S
17。497
17。895
21。417
16。822
18。755
18。952
Hcmax=（Z-Zc）+
ΔHc（m）
6S
169。739
170。380
157。837
168。672
176。303
178。254
7S
165。632
166。165
152。609
164。738
171。845
173。740
8S
162。612
163。067
148。797
161。842
168。576
170。431
9S
160。297
160。695
145。895
159。622
166。075
167。902
表5--2 水電站機組轉速變化率計算表
執行工況
計算工況
I
II
III
IV
VI
一臺機正常高水位丟棄額定或最大負荷
正常高水位機組丟棄額定或最大負荷
設計水頭，電站丟棄全部負荷
正常高水位機組丟棄半負載或電站保證出力
死水位執行管路上最後一臺機投入發限制出力
上游水位Zu（m）
285
285
263。979
285
237
執行機組數 （臺）
1
4
4
1
1
水輪機出力N0g（kw）
127600
127600
127600
123000
85000
工作水頭H（m）
140。183
137。183
118。5
140。293
91。883
調節時間 Ts’（s）
一般地：Ts’= （0。6—0。95）Ts；在此；取Ts’= 0。8Ts
其中 Ts分別取6、7、8、9秒
時間常數Ta=n02（GD2）/365N0g （s）
10。4416
10。4416
10。4416
10。8321
15。6746
水擊常數σcp=ΣLV/gH0Ts’
=1。0765 （Qg/H0Ts’）
6s
0。1468
0。1523
0。2066
0。1414
0。2256
7s
0。1258
0。1306
0。1771
0。1212
0。1934
8s
0。1101
0。1142
0。1549
0。1060
0。1692
9s
0。0979
0。1015
0。1377
0。0943
0。1504
我國長
辦公式
水擊修正係數f
6s
1。21
1。21
1。30
1。21
1。31
7s
1。19
1。20
1。23
1。19
1。28
8s
1。17
1。17
1。22
1。17
1。23
9s
1。13
1。15
1。20
1。13
1。21
Tc=Ta+0。5δTa
0。461
0。461
0。461
0。471
0。592
ns=n0×（N0g）1/2/H1。25
123。450
126。834
152。305
121。086
170。845
Tn=（0。9-0。00063ns）Ts’
6s
3。947
3。936
3。859
3。954
3。803
7s
4。604
4。593
4。503
4。613
4。437
8s
5。262
5。249
5。146
5。272
5。071
9s
5。920
5。905
5。789
5。931
5。705
β=［1+（2Tc+Tnf）/Ta］1/2
——1
6s
0。243
0。241
0。253
0。235
0。180
7s
0。272
0。271
0。274
0。264
0。199
8s
0。295
0。295
0。298
0。285
0。214
9s
0。315
0。321
0。324
0。304
0。231
蘇聯公式
水擊修正係數f
6s
1。21
1。21
1。30
1。21
1。31
7s
1。19
1。20
1。23
1。19
1。28
8s
1。17
1。17
1。22
1。17
1。23
9s
1。13
1。15
1。20
1。13
1。21
Ts1=0。9Ts’
由Ts’=0。8Ts得Ts1=0。72Ts，
其中Ts分別取6，7，8，9秒
β=（1+Ts1f/Ta）1/2——1
6s
0。225
0。223
0。240
0。216
0。167
7s
0。257
0。257
0。264
0。248
0。188
8s
0。283
0。283
0。291
0。272
0。205
9s
0。304
0。311
0。321
0。292
0。225
表5—3 水電站尾水管真空度計算表
執行工況
計算工況
I
II
III
IV
VII
一臺機正常高水位丟棄額定或最大負荷
正常高水位機組丟棄額定或最大負荷
設計水頭，電站丟棄全部負荷
正常高水位機組丟棄半負載或電站保證出力
死水位執行管路上最後一臺機投入發限制出力
上游水位Zu（m）
285
285
266。679
285
237
下游水位Za（m）
143。3
145。6
146
143。3
143。3
上下游水位差H0（m）
141。70
139。40
120。679
141。70
93。70
投入執行機組數（臺）
1
4
4
1
1
水輪機流量Qg（m3/s）
102。64
104。769
123
98。863
99。072
管路水頭損失hw0 （m）
1。517
2。217
2。179
1。407
1。639
相對起始開度Loi=aoi/aop
0。667
0。708
1。0
0。658
0。917
調節時間Ts’= aom/aop。Ts
一般地：Ts’= （0。6—0。95）Ts；在此；取Ts’= 0。8Ts
其中 Ts分別取6、7、8、9秒
壓力管ΣLtVt= 7。316Qg
750。914
766。49
899。87
723。28
763。17
蝸殼ΣLcVc= 2。227Qg
228。58
233。32
273。92
220。17
232。31
尾水管ΣLbVb=1。007Qg
103。36
105。50
123。86
99。555
105。05
ΣLV=10。55Qg
1082。85
1105。31
1297。65
1043。00
1100。52
Ucp=acp×Vcp/2gh0
=2。8316（Qg/H0）
2。051
2。218
2。886
1。976
3。152
Ucp。Loi
1。368
1。507
2。886
1。300
3。020
σcp=ΣLV/gH0Ts’
= 1。0765（Qg/H0Ts）
6s
0。1468
0。1523
0。2066
0。1414
0。2256
7s
0。1258
0。1306
0。1771
0。1212
0。1934
8s
0。1101
0。1142
0。1549
0。1060
0。1692
9s
0。0979
0。1015
0。1377
0。0943
0。1504
發生水擊型別
末相
末相
末相
末相
末相
等價管末端hm
6s
0。158
0。165
0。230
0。152
0。254
7s
0。134
0。140
0。194
0。129
0。214
8s
0。117
0。121
0。168
0。112
0。185
9s
0。103
0。107
0。148
0。099
0。163
換算為hmax=k。hm
6s
0。190
0。198
0。276
0。183
0。305
7s
0。161
0。168
0。233
0。155
0。257
8s
0。140
0。145
0。202
0。134
0。222
9s
0。123
0。128
0。177
0。119
0。195
尾水管進口
Yb=ΣLbVb
×hmax/ΣLV
6s
0。020
0。021
0。029
0。019
0。032
7s
0。017
0。018
0。025
0。016
0。027
8s
0。015
0。015
0。021
0。014
0。023
9s
0。013
0。014
0。019
0。013
0。021
ΔHb=hb。H0
6s
2。843
2。910
3。520
2。730
3。017
7s
2。409
2。446
2。968
2。315
2。540
8s
2。091
2。139
2。566
2。009
2。193
9s
1。846
1。888
2。260
1。775
1。930
Vb0=Qg/Fb
7。775
7。936
9。317
7。488
7。901
Vb2/2g=Vb02/2x2g （m）
1。540
1。605
2。212
1。429
1。591
Hs=Zk—Za （m）
-2。720
-5。020
-5。420
-2。720
-2。720
Hv=Hs+Vb/2g+
△Hb（m）
6s
1。663
-0。505
0。312
1。439
1。888
7s
1。230
-0。950
-0。240
1。024
1。411
8s
0。911
-1。276
-0。642
0。718
1。064
9s
0。667
-1。527
-0。948
0。484
0。801
注：應選擇丟棄負荷工況，Vb2/2g和△Hb使其真空增加，故以“＋”號代入。Ｈｓ按代數值代入。
（未完待續，敬請關注）
（作者：薛國強，水利、水運雙專業高階工程師，【水利參閱】公眾號主編，中國水利學會會員，中國水利工程協會會員，科普中國專家庫成員）