小水电枢纽建筑设计

和丽山

摘 要：文章针对乡村小水电站枢纽的建筑，提出了几点设计方案，从而解决小水电枢纽机组容量不够大、设备运行不通畅、运行人员的技术水平不符合标准等问题，从水电枢纽建筑设计的多个方面，阐述了设计有关的问题。

关键词：小水电站；枢纽；建筑设计

我国的小水电枢纽，有部分是从五六十年代建设一直沿用至今，在运行成本和效果等方面，都存在一定的问题，不太适合当今社会水电的发展。因此，我们要根据实际的自然环境，在设计小水电枢纽时，更加合理的利用现有的自然资源，从机组选择、水轮选择、电器的安装以及保护装置等等各个方面，更加全面的设计出更加适應时代发展的小水电枢纽建筑。

1 小水电枢纽建筑的总体布置

在设计水电站工程时，一定要对工程周边的水环境非常了解。当水电枢纽建筑在拦河坝的轴线上时，我们可以选择其中适合的一方设计厂方，需要对左右厂方对比之后再选择合适的地址。其次拦河坝的位置和拦河坝对水位的影响要进行分析，拦河坝对水流所产生的影响要认真分析。船闸的选择和布置，也需要根据溢流拦河坝进行分析之后再做决定，溢流坝需要考虑其泄流能力。这样就涉及到如何选择水轮机的问题。水轮机是一个电站必不可少的运行设备。其中，水流的动能和势能之间机械式的相互转换就是通过水轮机的工作才实现的。水轮机的选择一定要合理，因为其工作状况直接影响到机组的效率和运行的经济性和安全性。其中，通过多年的设计经验总结得来，一般农村的小水电枢纽设计的机组台数一般是4台以下，最好选择合适的同型号的机组一起并联使用，这样便于在运行出现故障的情况下更换相同的零部件，降低维修成本。水轮机型号的选型设计，也关系到水电枢纽建筑的运行状况。我们需要选择标准化的厂家生产出来的水轮机，最重要的是水轮机的运行工况，需要水轮机选运转特性曲线图处于高效率的区域。特别是在机组进行运行时，需要在谁能机性能范围以内的水头变化，不然的话会加剧水轮机的震动和腐蚀，从而降低了水轮机的使用寿命和运行效率。

2 枢纽建筑物设计

2.1 溢流坝

水电枢纽建筑设计第一步，就是要设计合理的溢流坝。溢流坝的布置位置一般选择河床偏右边的主的河槽中，其中主要包括了左岸梯形溢流坝和右岸梯形溢流坝。在设计的过程中，溢流坝的长度和坝顶的高程都需要根据现场的实际情况来进行设计，坝体的布置形式也需要因地制宜。不同形式的布置形式，对于坝体在工作中的作用会有很大的影响，所以说，任何情况下我们都需要根据现场的水流情况，结合实际的运行工况需求，设计合理的溢流坝形式。

2.2 厂房及开关站

小水电枢纽的厂房和开关站的设计也很重要。其中这两个因素的设计，受到水电站水流的大小和水流的形式影响。根据建筑现场的实际情况，在河床的左岸，溢流坝段左侧布置厂房。在设计的过程中，副厂房和主机的安装位置，也受到水流的影响，因此都得根据现场的实际情况，选择厂房的大小和厂房机组的布置位置。其中机组与机组之间的间距，也需要根据厂房的大小和机组的多少来进行合理的布置。选择好合适的机组以后，就需要对机组的安装条件进行考虑，尤其是水轮机的安装高度，水轮机的安装高度，直接影响到流道的进水高程和出水高程，所以水轮机需要客观的安装在合适的位置。根据机电设备布置和实际运行过程中工作的需要，管道层的高程和运行的高程都需要认真分析计算之后再确定。厂房的大小，其中最重要的就是厂房的高度设计，也受机电设备安装高度的影响。开关站的布置位置可以是最高层的副厂房内，设置成为室内的开关站，便于在机电设备运行的过程中，进行先关的操作。主变压器设于安装间下游坝顶平台上。

2.3 厂区

由于小水电枢纽的建筑设计，受到地势的影响，因此我们需要考虑到厂区的设计。根据现场生活区和厂区的地势之间的实际情况，考虑到洪水的高位和地位状态，从而考虑如果直接把厂房的上下游墙用来挡水的情况。由于在厂房设计的过程中，需要考虑到防洪过程中厂房是否能够发挥最大的作用，因此厂房旁边一般需要设计一个较深的缓冲沟，根据平时的设计经验，其深度一般10m左右。用厂房开挖的渣滓将缓冲沟进行回填，这样也省去渣土外运的中间环节。另外，沿着重构的地步需要预设一条排沟暗沟，这条暗沟的宽度一般控制在1m左右就比较合适了。另外在这些缓冲沟和排沟暗沟的沿线，一定要间隔一定的距离，设置一个检查井，方便运行出现问题时，能够及时的找到问题发生的位置并及时做出应急处理，保证小水电枢纽的正常运行。

2.4 坝基处理

根据水电站附近的地质钻探结果，并结合小水电枢纽沿线的不同坝段、厂房段基岩为弱风化粉砂质泥岩，岩体节理裂隙较发育，可以对水电枢纽当地的泥土岩石的发育进行一定的了解和分析。其地质的结构和吸水率也可以利用现有的先进仪器，分析和检测出来。坝基是小型水电枢纽建筑的基础，其在水电站正常运行的过程中，不断的经受各种各样现实环境的考验，所以需要选择岩石层非常合适的地方。其地址结构中泥土和岩块的组成都需要符合建筑设计的要求。我们要在设计的过程中，充分考虑一切可能出现的情况，选择自然环境和地理条件最合适的地方进行坝基的建设。在必要的时候，我们可以采用混凝土填的方式对坝基进行加固处理。对于被深挖的坝基，也可以采用混凝土回填的方式进行处理，其目的都是为了使坝基更加牢固。总之，坝基的开挖和填充处理，都必须要保证大坝在未来运行的过程中，能承受最大的水流通过时的运行工况，能够保证在最恶劣的条件下，大坝的基础工程也是稳如泰山的。这样才能保证小水电枢纽的其他组成部分正常稳定的运行，从而发挥其作用和社会价值，更好的为人们的生活提供服务。

总而言之，随着我国经济水平和教育水平的提高，小水电枢纽建筑设计已经越来越规范。我国的水电枢纽建设要遵循节能环保的原则，一方面保护好自然资源，另一方面要合理的利用自然资源。我们要发展更多现代化的建筑，一方面通过节能材料和设备，降低店里和水资源的消耗，同时，还要考虑使人们获得舒适的生活环境。我们在建筑设计的过程中，要本着绿色节能环保的建筑原则，因此节能原则是必不可少。我们要不断地通过总结，设计出更加健康、安全、宜居的小水电枢纽建筑设计。

参考文献

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