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(广西百纳工程咨询有限公司，广西百533000)
岱商要】几乎所有的流体工程，无论是设计施工还是运行蓝删，都离不开对承头损失进行衡量与估算。文章时引水式电站引水水头损失进行了探讨。
瞎j键词】引水式电站；拳头损失；{l本系统
1引水式电站的特点聂分类
引水式电站是利用人工水渠，将水流引到较远的与下游河道有较大落差的地方，在那里修建电站，利用水流落差发电。其特点是河床上没有大坝，i吞合于在不具备筑坝条件的河段E建设小型水电站。但由于没有大坝，不能蓄水，也称泾流电站，发电量不好调节，只能有多少水就发多少电。优点是投资少，—般在山地河流落差大的在方比较多。利用天然河道落差，由引水系统集中发电水头的水电站。引水式水电拈一般由挡水建筑物、泄水建筑物、进水口、引水系统、水电站厂房、尾水隧洞f或尾水明渠)及机电设 备等组f戴引水式水电站适宜建在河道多弯曲或河道坡降较陡的河段，用较短的引水系统可集中较大水头：也适宜于高水头水电站，避免建设过高的挡水建筑物。跨流域引水发电的水电站必然是引水式水电站。引水式水电站的主要特点有：
1)库牵J、，调节性能差；
2)淹没损失少：
3)产生脱水河段，至少使局部河段减少流量：
第一看点4)枢纽布置分数，不j f g于运行管理。
引水式水电站分为有压与无压两类。无压引水式水电站用无压引水道(引水明渠或无压隧洞)输送水流到压力前池，压力前池把水流由无压变成有压，通过压力管道把水引到水轮发电机组发电。有些无压引水式水电站还要设尾水明渠。这类电站靠压力前池或靠明渠小范围水位变化渭节弓I水流量，但可调蓄的容j f_只很小，调节性毹很差，多为径流式水电站，如中国新疆的玛纳斯梯级水电站。有压引水式水电站用有压隧洞或钢管从进水口输送压力水流到厂房，有些电站还要设置调压室。有压引水式水电站的厂房位置可放在岸边、地下蜀抛上。若采用地下式厂房还可分为首部式、中部式或尾部式。首部式的引水隧洞短于尾水隧洞，尾部式的引水隧洞长于尾水隧洞，中部式的厂房位于中间。中国以礼河
三级和四级水电站为有压引水式水电站，利用水头均为629r t_I o 因坝式水电站和引水式水电站各有优缺点。在适宜的条件下有些水电站既用挡水建筑物、又用引水系统共同集中发电水头，既有水库可调节径流，又可用较少的引水系统工程量取得较大水头，这类水电站称为混合式水电站。
2引水式电站中水头损失分析
21常用水电站水头分类
水电站上游引水进口断面和下游尾水出口断面之间的单位重蠹水体所具有的能量差值，常以米(m)计量。—般以两处g旰面的水位差值表示，称为水电站毛水头。从毛水头中扣除引水系统各项水头损失后，即得水电站净水头。水电站水头和引用流量是构成水电站发电能力的两个主要动力因素，常用的特征水头如下：
1)水电站最大水头．即水电站上下游水位中可能同期出现的最大羞值。它是水电站建筑物设计和水轮机结构强度设计时的一项重要数据o
2)水电站最小水头即水电站上下游水位中可能同期出现的最小毫鲁渣。它是水轮发电机在效率刚琵的情况下，保证水轮机安全稳定运行的最低水头。
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3)水电站平均水头：—般以算术平均水头表示，有时也用电能加杈平均水头表示。前者是水库径流调
节后各时段的水头累计值除以总时段。后者是将径流调节后各时段的水头，乘以相应时段的出力，累计后再除以计算期的总出力。水电站平均水头和电髭办呶平均水头，用子^^^一
9002010年5月(上l 确定水轮发电栩或水泵水轮机的各项参数，如直径和转速等。
4)水电站谢十水头：中国现以水电站运行中能保证水轮发电机发足额定容量的最小水头为设计水头。欧美各国则称之为水电站额定水头，苏联称之为计算水头。当水电站运行水头，J、于设计水头时，机组出力达不到额定出力，因此它是选择水轮机尺寸的—个基本数据。设计水头应通过比较分析确定。欧美各国有时也把水轮机最高效率相应的水头称之为设计水头。
22引水式电站中水头损失
水流在运动过程中单位质量液体的机械能的损失称为水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根本原因。
根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，用h．表示。单位重量的水或其他液体在流动过程中因克月最水流阻力作功而损失的机械能，具有长度因次。水头损失可分为沿程水头损失hf及局部水头损失h。两类。某流段的总水头损失hw 为各分段的沿程水头损失与沿程各种局部水头损失的总和，即：hw=∑p∑}1j(1)
22A沿程水头损失
克暇沿程摩擦阻力作功而损失的水头，它随着流程长度而增加。恒定均匀管流沿程水头损失的达西一魏斯巴赫公式为；
hf=A导．}(2)
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式中g为重力加速度：d、l、V为管道直径、流段长度、断面平均流速；A为无因次系数，称为沿程摩阻系数。武(2)亦适用于明渠水流，式中管径d须代以明渠水力半径R(见谢才公式)的4倍。德国学者J。尼库拉∞粤塞曾用人工砂粒相糙的办法进行系统试验，结果绘成以l g(100A】及IgR e(雷诺数Fi e=V d，V为液体运动粘滞系数)为纵
中国井矿盐>胡杨泪的启发V
横坐标，以相对粗糙度r拈，(r0为圆管半径，k为砂粒粗糙高度)为参数的曲线图。图中ab线代表层流区，A=善}hf*V。C以右为紊流区，又可分为三个流区：1)光滑区(cd线)，A=f(R e)；2)完全粗糙区(ef线以右的B区)属充分发展了的紊流，入=f《争1，hf*v2，又称阻
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力平方区；3}过渡粗糙区(cd、ef线间的A区)，九_-f(Re，V瞄。
b、C之间为层流转变为紊流的过渡区，试验点子乱，范围狭窄，—般可作紊流对待。b点，R e．一-2300；C点R e一．4000。明渠均匀流的入值也有类f
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