NB T 10392-2020 水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则.pdf

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1、 ICS 27. 140 P 59 NB 中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准 P NB/T 10392 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 中华人民共和国能源行业标 准 水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则 Guide for Design of Energy Dissipati

2、on and Erosion Control for Water Release Structures of Hydropower Projects NB/T 10392 2020 主编部门：水电水利规划设计总院 批准部门： 国家能源 局 施行日期： 2021 年 2 月 1 日 中国水利水电出版社 2021 北京 I 国 家 能 源 局 公 告 2020 年 第 5 号 国家能源局批准水电工程生态流量实时监测系统技术规范等 502项能源行业标 准（附件 1）、 Series Parameters for Horizontal Hydraulic Hoist（ Cylinder）等 35项能

3、源行业标准英文版（附件 2），现予以发布。 附件： 1.行业标准目录 2.行业标准英文版目录 国家能源局 2020 年 10 月 23 日 附件 1： 行业标准目录 序号 标准编号 标准名称 代替标准 采标号 批准日期 实施日期 8 NB/T 10392 2020 水电工程泄水建筑物 消能防冲设计导则 2020-10-23 2021-02-01 II 前 言 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：

4、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。 执行过程中如有意 见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕北小街 2 号，邮 编： 100120）。 本 导则 主编单位：中国 电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 本导则参编单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 中国电建集

5、团北京勘测设计研究院有限公司 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 本导则主要起草人员：张 宗亮 杨 再宏 刘 绍川 游 湘 孔彩粉 何啟勇 张绍春 罗永 钦 张 礼 兵 杨吉 健 欧红光 李 延农 贺 威 陈 瑞华 杨 华 赵 世 明 蒙 富强 刘 丽 娟 林 健勇 彭 成佳 姚 元成 薛 文强 鲁 传银 周 恒 本导则主要审查人员： 党林才 苏丽群 王毅鸣 王 可 刘战平 赵红敏 宁华晚 赵永刚 黄泰仁 邱焕峰 杨怀德 李跃涛 彭 育 戴晓兵 廖仁强 吴文平 黄 国兵

6、吴伟伟 朴 苓 赵 轶 杜 刚 李仕胜 III 目 次 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

7、 . 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 IV 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

8、. 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 V Contents 1 General Provisions . 1 2 Terms . 2 3 Basic Requirements . 4 4 Type and Arrangement of E

9、nergy Dissipation and Erosion Control. 6 4.1 General Requirements . 6 4.2 Selection of Energy Dissipation Types . 6 4.3 Downstream Protection. 7 5 Design for Hydraulic Jump Energy Dissipation and Erosion Control . 8 5.1 General Requirements . 8 5.2 Configuration Design . 8 5.3 Hydraulic Design . 9 5

10、.4 Structural Design . 10 6 Design for Ski-Jump Energy Dissipation and Erosion Control . 12 6.1 General Requirements . 12 6.2 Configuration Design . 13 6.3 Hydraulic Design . 14 6.4 Structural Design . 15 7 Design for Surface Flow and Roller Bucket Type Flow Energy Dissipation and Erosion Control .

11、17 7.1 General Requirements . 17 7.2 Configuration and Hydraulic Design . 17 7.3 Structural Design . 19 8 Design for Inside-Tunnel Energy Dissipation and Erosion Control . 21 8.1 General Requirements . 21 8.2 Configuration Design . 21 8.3 Hydraulic Design . 22 9 Downstream Protection Design . 24 9.1

12、 General Requirements . 24 9.2 Protection Type and Structural Design . 25 9.3 Protection of Flood Discharging Atomization Zone . 25 10 Hydraulic Model Test and Hydraulic Numerical Simulation . 28 VI 10.1 General Requirements . 28 10.2 Hydraulic Model Test . 28 10.3 Hydraulic Numerical Simulation . 2

13、9 11 Safety Monitoring Design . 30 11.1 General Requirements . 30 11.2 Structure Safety Monitoring . 30 11.3 Hydraulic Prototype Observation . 31 12 Operation and Maintenance Requirements. 32 Appendix A Hydraulic Calculation for Hydraulic Jump Energy Dissipation . 33 Appendix B Configuration Paramet

14、ers for End-Flared Pier . 38 Appendix C Dissipator Baseplate Stability Calculation . 41 Appendix D Hydraulic Calculation for Ski-Jump Energy Dissipation . 44 Appendix E Hydraulic Calculation for Surface Flow Energy Dissipation . 49 Appendix F Hydraulic Calculation for Inside-Tunnel Energy Dissipatio

15、n . 52 Appendix G Scouring Calculation of Downstream River Channel . 56 Appendix H Empirical Allowable Non-scouring Velocity for Downstream Channel . 58 Explanation of Wording in This Guide . 58 List of Quoted Standards . 59 Addition: Explanation of Provisions . 60 1 1 总 则 1.0.1 为 统一 水电工程泄水建筑物的消能防冲工

16、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 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

17、 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

18、.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 e

19、nergy 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 3 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

20、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

21、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

22、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 。 4 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 DL 5180 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： 1 设计洪 水运行时应有稳定的消能流态和 良好的