水利水电工程沉砂池设计规范

中华人民共和国水利行业标准中华人民共和国水利部发布沉沙池设计规范》等3项水利2019年第12号替代标准号发布日期实施日期123测技术导则2019年9月30日本标准共9章和3个附录，主要内容有：本标准主要起草人：杨晋营张红武黄彦昆朱万强刘丁韩军王建峰孙惠兰址：北京市西城区白广路二条2号；邮政编码：100053;电话电子邮箱：bzh@),以供今后修订 1 23基本规定 43.1一般规定 4 43.3入池含沙量及颗粒级配 54沉沙池设置条件及标准 64.1灌溉及供水工程沉沙池设置条件及标准 64.2水电站沉沙池设置条件及标准 75沉沙池类型选择 9 6.1一般规定 6.2定期冲洗式沉沙池 6.3连续冲洗式沉沙池 6.4条渠沉沙池 7.1一般规定 7.2工作段主要尺寸计算 7.3泥沙沉降计算 7.4水力冲洗式沉沙池冲洗计算 219.1运行设计 219.2水沙观测设计 219.3安全监测设计 22 24 24 25 26附录B灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算 29附录C沉沙池有压及无压排沙水力学计算 33 36标准历次版本编写者信息 条文说明 上22.0.1沉沙池desiltingbasin2.0.2定期冲洗式沉沙池periodi2.0.7工作长度worki3ntrationthrough46工业和城市供水输(引)水系统布置及水处理厂对泥沙53.3入池含沙量及颗粒级配3.3.1时段平均入池含沙量，应按取水枢纽引水期或汛期引水均入池含沙量按公式(3.3.1)计算：Q——实际引用日平均流量，m³/s;T——引水时段天数。3.3.2应根据沉沙池类型、供水特点和河流输沙特性，经分析论证，选用有代表性的入池悬移质泥沙含量及颗粒级配作为设计64.1灌溉及供水工程沉沙池设置条件及标准4.1.2提水灌溉泵站沉沙池设置，除应符合4.1.1条规定外，经济比较后确定。图4.1.2中A区为可不设置沉72通过调蓄水库(池)供水时，应满足下级调蓄水库(池)的入库(池)要求。4.2水电站沉沙池设置条件及标准过机多年平均粗粒径含沙量与水轮机额定水头的交点处于图BCCBA08水轮机额定水头/m4.2.2水电站沉沙池设置应在水轮机泥沙磨损程度及磨损危害分析计算的基础上，考虑电站在系统中的作用、枢纽布置条件、4.2.3沉沙池设计最小沉降粒径可根据水轮机的额定水头按表4.2.3确定。96沉沙池布置6.2定期冲洗式沉沙池池厢进口闸，进口闸的孔数应与池室(厢)数一致。池室(厢)6.2.2沉沙池工作段除应符合6口闸闸墩相连接，墙顶应高于设计泥沙淤积面上的冲沙水面流量的5%～8%。每池厢的排沙孔不宜少于2孔。6.3连续冲洗式沉沙池2工作段池底可沿池宽方向做成若干梯形槽，槽壁坡角7.1.1沉沙池主要水力断面尺寸应根据地形、地质条件拟定不同方案，通过水力设计，经技术经济比较后确定，重要工程应经物理模型试验验证。7.1.2应根据沉沙池类型及运行方式进行相应的水力设计，水力设计宜包括下列内容：1主要尺寸确定。2池内水面线计算。3泥沙沉降计算。4泥沙淤积计算。5水力冲洗计算。7.1.3悬移质泥沙沉降速度应按SL42规定计算。7.2.1沉沙池工作段尺寸应根据工作流量和冲洗流量、泥沙沉速、淤沙容积、淤积时间、临界冲沙流速、冲洗周期、冲沙方式等因素综合确定。7.2.2沉沙池工作深度计算应符合下列规定：1定期冲洗式沉沙池工作段进口水深应满足公式(7.2.2-1),进口工作深度可按公式(7.2.2-2)计算：式中H工作段进口水深，m;q——排沙道冲沙单宽流量，m³/(s·m);V.——排沙道出口冲沙流速，m/s;按附录C选取；Lw——沉沙池工作段长度，m;io——排沙道底坡；He——工作段进口工作深度，m;△H——工作段进口泥沙淤积厚度，m,初拟方案时，灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池可选(0.5～0.6)2连续冲洗式沉沙池工作段进口工作深度，应满足公式式中△Z₁——沉沙池运行水位与廊道出口处顶部高差，m;Zξ——局部水头损失系数总和；L——支、主廊道总长度，m;g——重力加速度，m/s²;C——谢才系数；3条渠沉沙池工作深度可按2.0～3.5m初选。7.2.3沉沙池工作宽度可按下列方法计算：1冲洗式沉沙池工作宽度可按公式(7.2.3)计算：Q——工作流量，m³/s;v——工作段平均流速，m/s;2初拟方案时，工作段平均流速可按下列方法确定：1)当沉降最小粒径为0.05～0.10mm时，可选0.05~2)当沉降最小粒径为0.25mm时，可选0.25～0.55m/s;3)当沉降最小粒径为0.35mm时，可选0.40～0.80m/s。3条渠沉沙池工作宽度可按公式(7.2.3)初选，当设计最7.2.4冲洗式沉沙池单室工作宽度与平均深度之比不宜大于4.5。7.2.5定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度可按公式(7.2.5)B₈——定期冲洗式沉沙池工作段分厢宽度，m;7.2.6沉沙池工作段长度计算应符合下1应初拟多个主要尺寸方案，按7.3节规定经泥沙沉降计2沉沙池工作段设计长度宜取计算长度的1.2倍。7.2.7末端设有侧向溢流堰的定期冲洗式沉沙池，各池室的侧向溢流堰合计长度可按公式(7.2.7)计算：Q——池室引用流量，m³/s;b——溢流堰区池室工作宽度，m;m——流量系数；7.2.8工作段纵向底坡应符合下列要求：1定期冲洗式沉沙池的工作段应具有足够的纵向底坡，最小纵向底坡可按公式(7.2.8)计算：式中V1e——工作段冲沙流速，m/s,一般不小于2.5m/s。2条渠沉沙池的纵向底坡可根据地形条件确定。7.3.1沉沙池出池含沙量、泥沙分组沉降率和淤积计算应按附录A进行。7.3.2沉沙池工作宽度或流量沿程变化时，应沿程分段计算粒径组含沙量变化及沉降率。7.3.3设有溢流堰的定期冲洗式沉沙池，可根据工作段尾部溢流堰区的堰前含沙量垂线分布计算出池分组含沙量。7.3.4条渠沉沙池除计算沿程分段粒径组含沙量变化及沉降率外，还应逐时段计算出池分组含沙量。当出池含沙量及泥沙粒径接近第4章规定的标准上限时，可将其累积运行时间作为条渠使用期限或清淤周期。7.4.1定期冲洗式沉沙池冲洗周期与淤沙容积应经技术经济比较确定。冲洗周期及冲洗周期内的淤积量、淤积时间可按附录A7.4.2灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池冲洗过程可概化为泄空冲洗、溯源冲洗和沿程冲洗三阶段，可按附录B计算。必要时，可通过物理模型试验验证。7.4.3水电站水力冲洗式沉沙池池内冲沙流速不应小于附录C沉降设计标准、运用时间和环境保护要求等进行沉沙池运行9.2.6定期冲洗式沉沙池除9.2.39.2.7连续冲洗式沉沙池除9.2.3条规定观测项不宜少于3点，并不宜少于3个横向监测断面。设置1～2个测点；迎水侧堤坡设计水位以上应布设1个；背水附录A泥沙沉降计算方法A.1.1连续冲洗式沉沙池应考虑流量和流速的沿程变化，逐池段计算含沙量变化和泥沙沉降率。A.1.2定期冲洗式沉沙池和条渠沉沙池应考虑流速沿程变化，逐时段、逐池段计算含沙量变化和床面淤积变化。A.2.1应结合沉沙池布置将沉沙池划分为n个计算池段，并由下游向上游逐池段推算水面线。A.2.2k池段水面线可按公式(A.2.2-1)～公式(A.2.2-5)计算：H₂、Hk+1——k池段上断面、下断面水深，m;i——k池段床面平均纵坡；Jk池段平均水力坡度；V——k池段平均流速，m/s;k——池段编号，由工作段进口至池末或溢流堰区首端A.3.1应由上游向下游逐池段计算断面分组含沙量变化、各池1池段下断面分组含沙量变化可按公式(A.3.1-1)α———k池段i粒径组的恢复饱和系数，可采用水流和泥沙特征类似的已建沉沙池实测资i——粒径组编号，按粒径由小到大排序，i=2池段分组沉降率可按公式(A.3.1-2)计算：3全池分组沉降率，当工作段无溢流堰区时可按公式(A.3.1-3)计算；当工作段尾部设有溢流堰区时可按公式式中n:——全池i粒径组沉降率；4大于i粒径级沉降率按公式(A.3.1-3)计算：式中l——第i粒径组下限粒径级编号，按粒径由大到小顺序△P,——入池悬移质泥沙第i粒径组沙重百分数，%。A.3.2沉沙池淤积泥沙的第i粒径组沙重的百分数可按公式式中△Pa——沉沙池淤积泥沙或廊道、排沙孔水流中的第i粒A.4.1水电站定期冲洗式沉沙池日淤积量及冲洗周期可按下列η—总沉降率；2冲洗周期可按公式(A.4.1-2)计算：A.4.2灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池的池室淤积计算可按1工作段(不含溢流堰区)j时段内k池段淤积量可按公2根据淤积体积计算淤积厚度，j时段内k池段平均淤积厚度可按公式(A.4.2-4)计算。溢流堰区前工作段各池段计算断面在时段内的淤积厚度，可从k=n池段的下断面(第n+1断面)向上游逐断面推算：3池室冲洗周期内的淤积量可按公式(A.4.2-5)～公式(A.4.2-7)计算：式中V;——池室j时段内淤积量，m³;V——溢流堰区某时段内淤积量，m³;b——溢流堰区池室工作宽度，m;L——溢流堰区长度，m;Da+1——第n+1断面的时段淤积厚度，m。4当池室淤积到一定程度后，出池含沙量及其粒径超过泥沙沉降设计标准时，应及时进行冲洗。池室冲洗周期可按公式(A.4.2-8)计算：式中T.——池室冲洗周期，h。A.4.3条渠沉沙池各池段的时段淤积量可按公式(A.4.2-1)计算，时段断面淤积厚度可由池末断面向上游逐断面计算。j时段全池淤积量可按公式(A.4.3-1)计算；全池各时段累积淤积量可按公式(A.4.3-2)计算：式中V——全池各时段累积淤积量，m。附录B灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算B.0.1对设有n个池室的沉沙池，各池室应按沉沙与冲洗交替方式运行。设计条件下宜为n—1个池室沉沙，1个池室冲洗，逐池室交替运用，满足连续供水。冲洗过程可划分为泄空冲洗、图B.0.1冲洗过程示意图B.0.2池室泄空冲洗的排沙体积和历时可按下列方法确定：2池室泄空冲洗历时可按公式(B.0.2-2)计算：B.0.3应以池末冲沙闸前的池底为基点，将溯源冲洗阶段的淤沙容积概化为n个计算冲洗块体，逐块计算。可按下列公式1各冲洗块体单宽平均输沙率可按公式(B.0.3-1)近似2溯源冲洗历时可按公式(B.0.3-3)计算：B.0.4沿程冲洗出池平均含沙量和冲洗历时可按下列方法1)有水沙实测资料时，可按公式(B.0.4-1)计算：2)缺乏水沙实测资料时，可采用基于能耗原理建立的水流挟沙力公式(B.0.4-2)计算：Ncm=κ₀[1-4.2√S,(0.365—Sv)](B.0.4-式中S——体积比含沙量，%;ws—泥沙在浑水中的沉速，cm/s;测资料时，可近似取2～3倍的d₅o,代入水流挟沙力公式(B.0.4-1)计算时，单位与水深h一致；2沿程冲洗历时可按公式(B.0.4-7)计算：B.0.5单室冲洗总历时可按公式(B.0.5-1)计算，并应满足公式(B.0.5-2)要求。单室冲洗总用水量按公式(B.0.5-3)n——池室数。B.0.6当池室内设有池厢时，泄空冲洗应按池室一次泄空计C.1.1有压排沙道内不应出现淤堵，选定的冲沙流速ve应大于临界冲沙流速vg,且不宜小于2.0～2.5m/s。矩形断面排沙道的临界冲沙流速可采用罗耶尔经验公式(C.1.1-1)计算；圆形断面临界冲沙流速可用苏克诺罗兹经验公式(C.1.1-4)v.=E√(pm-1)w7s√R(C.1.1-1)式中v₃——临界冲沙流速，m/s;E——常数，与廊道表面绝对糙度△有关，当△=1mm时，E=66,当△=5mm时(水泥敷面和混凝土建泥沙沉速，m/s,廊道挟沙水流中，小于该粒径沙重占75%;Se——冲沙水流中的含沙量，kg/m³;S₀——沉沙池设计入池含沙量，kg/m³;Q——沉沙池工作流量，m³/s;d₇₅——泥沙粒径，m,廊道挟沙水流中，小于该粒径沙重C.1.2各支廊道与主廊道交汇点处的水头损失宜相等，廊道总水头损失应小于上游水面与廊道出口处的水位差。各条支廊道内宜采用相同流速，并通过各支廊道的长度变化确保交汇点处的水头损失相等。沿廊道长度的水头变化可按公式(C.1.2-1)式中H₁——计算断面的水头，m;Ze——局部水头损失系数总和；差时取0.0225,计算进水孔面积时取0.017。C.1.3支廊道沿长度方向的截面积可按公式(C.1.3-1)式中A——支廊道断面面积，m²;Q₀——支廊道首端流量，m³/s,可采用等于廊道总流量Qm——支廊道末端流量，m³/s;C.1.4支廊道进沙孔断面面积可按公式(C.1.4)计算：Φ——流量系数，可取0.75～0.85,对百叶窗式孔口可取0.75;C.2无压排沙水力学计算C.2.1无压排沙冲沙临界流速可按公式(C.2.1)计算：C.2.2冲沙单宽流量可按公式(C.2.2)计算：C.2.3等速流冲沙时冲沙历时可按公式(C.2.3)近似计算标准用词必须应宜允许稍有选择，在条件许可时首先应不宜可标准历次版本编写者信息本标准主要起草人：黎运菜杨晋营胡克让谭伟民 433基本规定 4沉沙池设置条件及标准 5沉沙池类型选择 6沉沙池布置 7水力设计 8结构设计 779运行及观测设计 78附录A泥沙沉降计算方法 附录B灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算 附录C沉沙池有压及无压排沙水力学计算 1.0.2原规范的适用范围为大中型水利水电工程中3级及3级池，以及组成部分等进行了定义，没有定义的术语可参照SL3.3入池含沙量及颗粒级配为复核值。沉沙池投入运行20多年来，粒径d≥0.25mm实测等于大于120kg/m³的分别为23d/a和22d/a。根据供水保证率水流量6m³/s,仅供工业用水；当引水含沙量为100～80kg/m³时，引水流量10m³/s;当引水含沙量小于80kg/m³时，按设计泥沙粒配(汛期粒径细于非汛期粒径)绘成泥沙粒配曲线包络图，采用包络图中的粒配曲线密集区平均值，作为设计入池泥沙引水期的多年月平均含沙量为设计入池含沙量，平均含沙量为6.7kg/m³,最大为14kg/m³。设计入池泥沙粒径dso=0.03~0.035mm,其中粒径小于0.025mm占40%,小于0.005mm占18%。山西浪店水源工程沉沙池设计入池含沙量为50kg/m³,大禹渡沉沙池设计入池含沙量为52kg/m³,均采用汛期平均泥沙粒径沙量为60～80kg/m³。表1为国内部分已建灌溉及供水沉沙池入池泥沙设计控制入池含沙量/(kg/m³)自流，灌溉禹门口沉沙池阳武河沉沙池自流，灌溉自流，灌溉自流，灌溉自流，灌溉自流，灌溉9自流，灌溉4自流，灌溉自流，灌溉引黄济青沉沙池自流，灌溉、工业及城市供水表1(续)入池含沙量/(kg/m³)自流，工业供水自流，工业供水山西壶口东城沉沙池山西乡宁小滩沉沙池引黄入冀补淀工程沉沙池4.1灌溉及供水工程沉沙池设置条件及标准池设计含沙量为12kg/m³;黄河下游灌区，由于渠道纵坡缓(1/5000～1/10000),出池设计含沙量为2～4kg/m³(个别为1kg/程沉沙池出池泥沙粒径不大于0.04～0.05mm而确定的。表2出池含沙量出池粒径自流，灌溉禹门口沉沙池提水，灌溉、阳武河沉沙池自流，灌溉4自流，灌溉自流，灌溉表2(续)出池含沙量出池粒径9自流，灌溉4自流，灌溉2自流，灌溉2自流，灌溉引黄济青沉沙池d₅o=0.003~自流，灌溉、2自流，工业2自流，工业乡宁小滩沉沙池引黄入冀补淀工程沉沙池渡),过泵汛期平均含沙量为0.5～61kg/m³,dso=0.032~和粒径要求是一项重要指标，由多沙河流取水通常要设置沉后通过调蓄库(池)向下级水处理厂供水，需考虑调蓄库(池)4.2水电站沉沙池设置条件及标准式水轮机1年(换喷针头及喷嘴口);水轮机额定水头大于等于150m的混流式水轮机大于等于2年；水轮机额定水头小于(2)莫氏硬度大于等于5的硬矿物泥沙含量约占50%。4.2.2泥沙对水轮机磨损危害表现为：水轮机运行效率下降、(1)采用耐磨材料或耐磨护面层，提高磨损部位的耐磨期冲洗式沉沙池。山西阳武河沉沙池即为单室定期冲洗式沉3近年来，为了探索解决引水泥沙处理的新途径，通过沙池、漏斗式沉沙池等不同类型的泥沙处理设施，并取得了良好的运行效果。考虑这几种类型沉沙池的设计仅有试验研究成果和经验性的设计，未能形成系统的设计方法，本次修订未将其纳入标准的正文。以下是这几种类型沉沙池的工程6756365632121中中一94输水道引渠上游连接段下游连接段工作段输水道引渠上游连接段下游连接段禹门口沉沙池就采用了这种型式。禹门口沉沙池是我国首次建成的一座定期冲洗式复合型沉沙泵站和扬程98m的二级泵站之间(见图4)。设计引水流量26m³/s,包括沉沙池工作流量21m³/s(其中引用流量20m³/s,池末排沙底孔排沙流量1m³/s),沉沙池冲洗流量5m³/s,设计引水含沙量小于80kg/m³,相应设计出池含沙量小于设计最小沉降粒径0.05mm。20多年的运行实践证明，沉沙池运行期的出池泥沙含量和粒径均能满足预期的设计要求。禹门口沉沙池工作段的池底设计纵坡1/70,长118m(若不设斜板区，工作段长度达到220m),其中平流区长40m,斜板区图4禹门口复合型定期冲洗式沉沙池布置图长78m。斜板区沿竖向分为4层，从上向下依次为集水层高0.8m、斜板层高1.3m、配水层高1.4～2.89m、沉沙层3.0~3.2m。斜板材料采用玻璃纤维增强水泥板，板厚lcm,距10cm,板长1.5m,倾角60°。集水槽布置在斜板区顶部，包槽，间距6m;纵向集水槽布置在池室边墙和隔墙顶部，共10池含沙量小于0.5kg/m³,出池泥沙粒径小于0.05mm道断面型式为矩形，宽8.0m、高4.0m,廊道长89.761m,廊池中心出水环直径8.0m,内环直径100m,中部由进水廊道出水口经锥坡接环形冲沙槽；环形冲沙槽底宽6.0m,底坡1/51.02;冲沙廊道控制闸孔口尺寸6.0m×4.0m;冲沙廊道宽6.0m、高4.0m,廊道长86.5m,采用1/51.13的底坡，廊道末墙高3.2m,外侧墙高4.7m,底坡1/1900。(3)漏斗式沉沙池主要是利用漏斗结构，在漏斗圆形边壁将泥沙排出池外。由进水涵洞、调流装置、漏斗室、溢流堰、排沙底孔和排沙廊道组成，见图6。漏斗式沉沙池作为一种高图5圆中环沉沙池布置示意图图6漏斗式沉沙池布置示意图为1:10;漏斗室内的悬板宽3.2m,悬板包角180°;悬板末端设有调流墩，顶宽0.54m,底宽1.15m;排沙底孔孔径根据排0.50m、0.35m三种孔径；排沙底孔后接纵坡为1/200的排沙输水能力，而且大量泥沙进入压力前池，造成机组磨损破坏，建了漏斗式沉沙池。沉沙池设计引水流量56m³/s,进水涵洞高1.8m、宽5.6m,漏斗室直径30m,锥坡坡度1/10,排沙底孔按五种孔径设计，最大孔径1.5m,悬板包角180°,下设当淤沙部位高于引水位时，可采用扬水沉沙，如淤培工6沉沙池布置(1)四川某水电站地下水力冲洗式沉沙池，池长51m,池宽4.2m,池深3.7m,系利用输水隧洞扩挖形成的，该工程地组成，每一个洞室长200m,净的横截面尺寸约62m²,坡度为1.6%,冲沙渠道的坡度为1.86%。每个冲沙渠出口设有冲沙闸的地下洞室，每个沉沙池长525m、中心处宽16.31m、高27.5m,地下挖方超过100万m³。沉沙池采用钢纤维加固喷射(4)尼泊尔查莫里亚水电站沉沙池项目由1号、2号两个沉沙池组成，沉沙池洞形结构为城门洞形，单个沉沙池长度为106m,最大宽度为13.4m,最大高度为32.685m,且两个沉沙着流量增大达到冲淤平衡。如禹门口沉沙池前的引渠纵坡为1/740,最小引水流量时的流速为1.57m/s,设计工作流量时的2设置上游连接段(称行近段或扩散段)的目的是使入池6.1.8本条主要是考虑排除地表雨水，避免进入沉沙池而规6.2定期冲洗式沉沙池现象，很难冲洗，故沉沙池边墙的临水面和池内隔墙设计为竖直面对冲沙是有利的。4阳武河、大禹渡和禹门口等沉沙池运行实践表明，由于入池含沙量较大且粒径较细，泥沙经工作段沉降后，沉降了部分较粗粒径并减少了含沙量，但还需经溢流堰区吸取表层水，才能满足供水要求，否则需将工作段延长相当长度，是不经济的。溢流堰区长度一般为工作段长度15%～20%,溢流堰和集水槽相结合布置在该区的墙顶上，集水槽的边墙即为溢流堰，一般采用曲线型非真空实用堰或者薄壁堰，如壶口东城沉沙池采用焊接不锈钢薄壁堰，提高了流量系数，也保证了施工中堰顶高程准确。为提高沉沙池的沉降效率，堰顶水深不宜过大，但堰顶水深太小会加大溢流堰的规模或增加溢流堰区的长度。为了保证堰顶水深稳定，溢流堰为非淹没出流，各集水槽间为自由出流。隔墙上的测向集水槽净宽，一般为隔墙间净距的1/5～1/6。6.2.3在溢流堰区末端设置排沙底孔(禹门口沉沙池，每池厢净宽6m,每厢设底孔3个),可采用连续或间隔排沙方式，排泄池末的高浓度含沙水流，以降低溢流堰出池含沙量。按连续排沙方式的池末底孔排沙平均含沙量可按式(1)、式(2)计算：式中Sa——池末底孔排沙平均含沙量，kg/m³,据大禹渡沉沙池试验为200kg/m³,可据类同工程或试验确定；Sn+1——第n+1断面含沙量，kg/m³;S——经溢流堰出池含沙量，kg/m³;S₁——经溢流堰出池分组含沙量，kg/m³;Qa——池末底孔平均流量，m³/s;6.2.4定期冲洗式沉沙池泄空冲洗过程中，往往受排沙道容量6.3连续冲洗式沉沙池后，按堰流公式确定堰顶高程。堰顶高程一般比运行水位沉沙。进口段为输沙段，长度一般为全池长的15%,流速要大沙沉降，长度约为全池长的70%;出口段的流速主要靠出口控般为1:4～1:5,坡面一般植树种草，以御风浪。堤顶高程的沉沙池的围堤、格堤，其顶宽一般为5～7m。由于堤高顶宽，先在来沙较细的季节(汛期),用小水放淤渠底，以形成细淤防条渠使用初期(来沙较细季节),渠内引放大水或雍高水位，使7.1.1、7.1.2本标准规定了定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池和条渠沉沙池水力设计要求，未含其他型式的水力冲洗式沉沉降计算、淤积计算是沉沙池主要尺寸确定的依据。应拟定多种水深、宽度、长度的组合方案，通过水沙设计，并经技术经济比较确定沉沙池的主要尺寸。由于水流泥沙运动比较复杂，本标准规定重要的工程应经物理模型试验进一步验证设计的合理性。7.1.3考虑所收集的工程所在河段悬移质颗粒级配资料的衔接，以及与SL42《河流泥沙颗粒分析规程》的一致性，本次修订规定采用SL42规定的方法进行泥沙沉降速度计算。7.2.2水力冲洗式沉沙池进口水深不宜过大，以免因池底高程过低，致使冲排沙不畅。苏联水电站沉沙池设计规范建议在通常情况下沉沙池的工作深度可选择4～5m;我国一般为3～8m,个别为15～18m(天生桥二级)。式(7.2.2-1)中，当工作段底坡i或排沙道底坡i。为变坡时，则取其平均底坡。式(7.2.2-2)中的△H,值，对于灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池，可按公式(3)计算：式中V₅———沉沙池冲洗周期内淤积体积，m³,按附录B计算；B———工作宽度，m,按公式(7.2.3)计算。国内条渠沉沙池水深一般为2.0～3.5m。7.2.3国内已建水电站沉沙池工作段平均流速见表3,已观测的大禹渡等灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池平均流速、工作深度见表4。映秀湾电站设计最小禹门口阳武河注：禹门口沉沙池工作段后段为斜板区，为复合型定期冲洗(1)设计最小沉降粒径在0.25～0.40mm的沉沙池，其平(2)设计最小沉降粒径为0.70mm时，平均流速的上限可7.2.5沉沙池池厢单宽冲洗流量是确定分厢宽度的重要参数，阳武河单室式(单厢)双室式(单厢)禹门口三室式(三厢)双室式(单厢)双室式(单厢)双室式(单厢)7.2.8公式(7.2.8)为均匀流流速公式，由于池底泥沙淤积，床面糙率较大，各工程的糙率系数取值不同，一般为0.0225~速v1c一般不小于2.5m/s。排沙道底坡要大于沉沙池工作段度坡，以确保冲排沙效果。灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池的溢流堰区纵向底坡宜大于工作段前段底坡，但不能大于排沙道根据地形条件确定条渠沉沙池纵向底坡时，还要重视与条渠沉沙池宽度间的协调。由于条渠沉沙池是人工控制的宽浅渠道，如果纵向底坡选择太小，宽度太大，则会形成水流刚进入条渠即大量落淤，影响进水。反之，如果纵向底坡选择太大，宽度过窄，则泥沙淤积甚少，甚至发生冲刷。7.3.1～7.3.3附录A推荐的计算公式和方法，通过大量水槽试验资料和原型观测资料验证，符合较好，但还存在以下问题。水力冲洗式沉沙池的池长短、水深大、流速小，水流挟沙力可以忽略不计。但条渠沉沙池淤积后形成新的河床，主流沟的水流挟沙力不能忽略。目前对水流挟沙力的研究还不够成熟，特别是分组水流挟沙力，因此采用了简化计算方法。该问题有待今后继续研究、完善。设有溢流堰的灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池，虽经工作段沉降了大部分泥沙，还要经溢流堰区引取表层水才能满足供水要求，考虑含沙量在堰前的垂线分布并以极限吸出高度范围内的含沙量作为出池含沙量。(1)极限吸出高度可近似用公式(4)计算：式中h——溢流堰堰上水流极限吸出高度，m;q——溢流堰平均单宽流量，m³/(s·m);△p——清水与浑水密度差，t/m³。(2)经溢流堰区的出池分组含沙量、分组沉降率及溢流堰出池含沙量可用公式(5)～公式(9)计算：式中S——溢流堰出池含沙量，kg/m⁸;S——经溢流堰出池分组含沙量，kg/m³;S;(n+1)——第n+1计算断面分组平均含沙量，kg/m³;h——计算时段初堰前淤积床面以上水深，m;a——溢流堰前垂线分组含沙量参考点距离淤积床面的高度，随不同粒径组而变，由试算确定该值，m;Z——第i粒径组悬浮指标修正值；Z,——第i粒径组悬浮指标值；U——近似取工作段的末池段在计算时段内的摩阻流速，κ——卡门系数，清水取0.4,浑水可按公式(B.0.4-5)计算。溢流堰内的水流、泥沙是相当复杂的三维流动问题，本条提出的计算式为简化的近似计算，必要时进行物理模型试验。7.4.1～7.4.4定期冲洗式沉沙池淤积容积与冲洗周期成正比。淤积容积选得小一些，可减少沉沙池工程量，但冲洗周期短，对供水或发电可能造成不利影响；冲洗周期长一些，可能有利于供8.0.1不同类型的沉沙池，其水工建筑物的形式亦有所不同。对于各类建筑物的一般设计规定(包括结构设计、渠堤设计、防渗排水设计和地基设计等),按现行有关规范执行，本标准不再8.0.3在池体等重要部位，止水发生破坏的可能性较大，采用8.0.9本标准只规定了沉沙池结构设计需要计算的内容要求和荷载组合要求，具体的计算方法、计算公式及设计允许值执行震设计标准》和SL265《水闸设计规范》有关规定，本条文不8.0.10应重视基础处理设计，曾有沉沙池地基属软弱地层，由9.1.4工程实践证明，条渠沉沙池入池水沙调控、池内放淤、沉降率比较高，一般在80%～90%,有的甚至达95%以上。清汛期高水位时将河水引到枯(低)水位时不能沉沙的条渠沉沙9.2水沙观测设计附录A泥沙沉降计算方法作段长度1/10,时段划分长度一般不大于冲洗周期时间的1/4。《水工设计手册(第2版)》推荐的计算方法为准静水沉降法，准静水沉降法和一度流超饱和输法是在两种不同理论基础上建立起来的，在一定条件下经数学推演，两种计算方法可转化为相同公式。已建沉沙池运行资料表明，一度流超饱和输沙法计算结果更符合实际。在缺少已建沉沙池实测资料难以确定恢复饱和系数时，也可以按准静水沉降法初估沉沙池的主要尺寸和泥沙沉降率。一度流超饱和输沙法中恢复饱和系数的取值直接影响计算结果的精确度。《泥沙手册》推荐淤积状态下的恢复饱和系数为α=0.25。有关研究表明，恢复饱和系数是随水力泥沙因素变化而变化，有一定的变幅。考虑到选用相似已建工程资料的困难性，以下给出了3个根据实测资料分析得到的经验公式供参考使用。(1)根据山东打渔张、河南人民胜利渠、山西阳武河及大禹渡沉沙池观测资料分析，得：适用于悬移质颗粒组成较细(小于0.25mm)或有絮凝沉降现象的灌溉及供水工程沉沙池分组沉降率计算，如我国黄河中下游地区。(2)分析长江荆江北岸严家台、丢丢垸放淤工程实测资料，得：适用于悬移质颗粒组成较细或有絮凝沉降现象的灌溉及供水工程沉沙池分组沉降率计算，如我国长江中下游地区。(3)根据四川渔子溪一级、南桠河三级、云南清水河电站沉沙池实测资料及国家电力公司成都勘测设计研究院水槽试验，得：式中K——综合经验系数，当沉沙池宽度与深度之比在1.5~4.0之间时，取K=1.2～1.0。适用于我国西南地区悬移质颗粒组成较粗(d>0.25mm)无絮凝沉降现象的水电站沉沙池分组沉降率计算。A.4.2灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池一般设有多池室，淤积计算是分池室计算，故工作流量为池室工作流量，淤积体积为池室淤积体积。在公式(A.4.2-1)中，计算时段历时长t;取值，可据水沙条件和工作段长度确定，入池含沙量大，工作段短，则t;取值宜短，反之则t;值宜长。一般定期冲洗式沉沙池t;可取0.5h。灌溉及供水工程沉沙池一般呈三角洲淤积形态，淤积过程中，洲面由上游向下游逐渐推进，前坡慢慢调平，直到沉沙容积淤满。各时段淤积厚度可从下游向上游逐断面按如下方法近似计算。公式(A.4.2-7)是假定溢流堰段的淤积高程与第n+1断面相同，忽略了楔体的影响。第n+1断面和第n断面的时段游积厚度为：第n—1池段至第1池段的上游断面淤积厚度为：D₂=2D-DA+1式中D,+1——第n+1断面(即k=n池段的下断面)时段淤积D,——第n断面时段末淤积厚度，m;y.——k=n池段的全沙沉降率；D、Dk+1——第k池段上断面、下断面淤积厚度，m。池室出池含沙量及其粒径超过泥沙沉降设计标准，是对计算的池室而言。实际上，当3个以上池室交替运行时(2个以上池室沉沙，1个池室冲沙),后投入