【工程实例】重庆中梁一级电站

中梁梯级电站位于重庆市巫溪县境内，中梁一级电站（图4.50）位于长江三峡段北岸的一级支流大宁河，电站拦河坝采用混凝土面板堆石坝，最大坝高118.5m，引水建筑物布置于右岸山体内，采用圆形断面压力隧洞引水，设计引用流量49.41m3/s，洞末设阻抗式调压井。电站尾部开发地下式厂房布置在沿引水洞线距进水口下游约8160m处，采用联合供水方式。调压井与厂房之间以埋藏式高压钢管相连，为一管三机供水方式（图4.51）。

图4.50　重庆中梁一级电站

【例题】中梁一级电站有压引水隧洞为圆形断面，采用钢模现浇混凝土衬砌，糙率n=0.014，主要洞段直径为4.7m，从进水口的渐变段末端开始，止于压力钢管主管进口，全长为7887m（含渐变段长度）（图4.52）。第一均匀段直径为4.7m，全长为7867m，坡率为0.425%，管内经济流速v为3m/s；渐变段为圆断面缩小的形式，断面直径由4.7m缩小至3.3m，全长为10m，圆锥角为8°；第二均匀段断面直径为3.3m，全长为10m，坡率0，该段布置有调压室。弯道1洞径D为4.7m，弯道半径R为50m，弯道转角θ为55°；弯道2洞径D为4.7m，转角16°，弯道半径R为500m；弯道3洞径D为4.7m，转角17°，弯道半径R为500m。请确定压力引水隧洞的总水头损失。

图4.51　中梁一级电站机组供水方式

解：

（1）沿程水头损失计算。

1）第1均匀段。水力半径

v为经济流速3m/s，Q=vA=50.9m3/s，糙率n=0.014，则

图4.52　中梁一级电站引水工程布置图

2）第2渐变段。该段首尾平均断面面积为A==12.9（m2），对应的断面直径为D==4.1（m），水力半径为R==1.03（m），平均流速v==3.9（m/s），则

3）第3均匀段。该段断面面积为A=π×=8.5m2，水力半径为R==0.83（m），流速为v==6.0（m/s），糙率n=0.014。则

则压力引水道总沿程水头损失为11.257m。

（2）局部水头损失计算。(www.daowen.com)

1）有压引水道弯道1局部水头损失hj1。由规范查得弯道的局部水头损失系数可按下式计算：

式中：D为洞径，4.7m；R为弯道半径，这里为50m；θ为弯道转角，55°。

则

2）有压引水道弯道2局部水头损失hj2。弯道半径R为500m，转角160°，洞径为4.7m，代入式（4.3）计算得

则

3）有压引水道弯道3局部水头损失hj3。弯道半径R为500m，转角17°，洞径为4.7m，代入式（4.3）计算得

则

4）渐变段局部水头损失hj4。因为管段两端断面直径比值为D1/D2=4.7/3.3=1.4，收缩角θ=8°，据此由DL/T 5058-1996《水电站调压室设计规范》“局部水头损失系数ξ值表”，查得ξ=0.03。则

5）调压室水头损失hj5。按照调压室正常运用条件，取ξ=0.1计算，则

则压力引水道总局部水头损失为

∑hj=0.257（m）

所求中梁一级电站压力引水管总水头损失为

∑hj+∑hf=11.514（m）