多年平均输沙量为1580 X 104t，多年平均水量为
49．7 X 108m。。其中，最大年输沙量为3075 X 104t，
最大年平均含沙量为5．5kg／m。，最大日平均含沙量
为49．3kg／m。。
2 压力前池设计原则
2．1满足输排冰布置形式的要求
由于本工程压力前池位于山前冲洪积平原区
冬季气温较低，极端最低气温一27．4~C，因此压力
前池的排冰问题尤其突出。通过对新疆已建的多个
引水式电站的实地调研结果显示：目前最优的输排
冰布置形式为正向排冰正向引水形式，其特点是输
排冰方向与引水方向一致，建筑物在垂向上分层布
置，上层布置排冰闸或排冰槽排冰，下层设置进水
廊道引水发电，通过分层引水方式将表层含冰量较
多水通过正向排冰闸排入泄槽，底层含冰量较小的
清水通过引水廊道进入压力钢管。这种形式排冰闸
与引水渠中心线布置在一条直线上，这样可使闸前
水流平稳，闸前无回流和旋涡，排冰和来水方向一
致，可以充分利用水的表面流速，因而排冰耗水量
小，排冰效果也好。
2．2满足输排冰流速的要求
为满足电站运行水头的要求，引水式电站引水
渠道的设计纵坡通常较小，渠道内流速较缓；同时
由于冬季渠道引水量较小，通常为设计引水量的
20％左右，为满足引水渠在冬季输冰运行的要求，
渠道流速不能低于最小输冰流速1．2m／s。因此电站
前池排冰闸底板高程应与渠道末端底板高程相同
或略低，以保证在排冰闸运行时闸前不需要采取壅
高水位的方式使含冰水通过排冰闸，以免由于闸前
水位升高导致渠道流速明显降低，影响输排冰效
果，甚至有可能使渠道因流速较低而结成冰塞，影
响电站发电效益。
2．3满足多级排冰的要求
由于冬季引水渠道内的水多为冰凌混合水，除
较大的浮冰漂浮在水流表面以外，水流全断面内均
含有冰凌；分层引水排冰设施在第一道排冰闸位置
可将大部分表层浮冰排至泄槽内，但部分冰凌仍可
通过底层引水廊道进入前池内，因此需设计二次排
冰设施以保证前池的排冰效果满足冬季引水发电
的要求。
2．4满足夏季引水泥沙处理的要求
在多沙河流上，防止有害泥沙进入渠道的工程
措施主要有两方面：一是一级泥沙处理工程即低水
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2011年第5期
头引水防沙渠首工程，但是渠首防沙工程往往不
能完全达到对水流含沙量及粒径的限制要求，必须
在电站引水渠或压力前池上修建二级泥沙处理工
程。目前吐木秀克水电站的上一级电站引水渠以及
前池泥沙淤积严重，淤积物主要由协合拉引水渠首
进入渠道的推移质和悬移质中的较粗颗粒组成。而
吐木秀克电站直接从上一级水电站尾水渠引水，因
此上一级水电站引水渠内的泥沙大部分通过发电
机组和退水渠进入吐木秀克水电站引水渠内，因此
需在前池段设二次排沙设施。目前，可进行二次泥
沙处理的工程措施有沉沙池、螺旋流排沙涡管、排
沙漏斗以及自排沙廊道等。
根据目前在新疆多泥沙河流上运行的情况来
看，螺旋流排沙涡管解决了目前排沙技术普遍存在
的挟沙能力差，耗水率高，排沙效率低，水流底部
粗沙排除困难；结构复杂、建设、运行成本高；要
求排沙落差大，地形适应性差；易堵塞，清理、维
修困难等问题。
3 前池设计方案
3．1连接段
电站在冬季输冰运行过程中需注意减少渠道
水的热量损失，尽量保持冰凌的漂浮流动平顺。据
调查，当渠中流速在0．8～1．5m／s时，冰是漂浮前
进；流速大于1．5m／s时，冰凌则翻滚前进；流速小
于0．8m／s时，易造成冰凌相互黏结淤阻渠道。因此
出于以上考虑，连接段与引水渠道尽量平顺相接，
渐变段长30m，渐变段底高程与渠道末点底高程相
同，渐变段底宽由8m渐变至12m，扩散角3．8。。
渐变段至与排冰闸间设置连接段，为保证含冰水顺
利进入排冰闸应尽量缩短渐变段至排冰闸间的距
离，利用水流的惯性力使冰凌迅速通过连接段进入
排冰闸，因此连接段底部采用1：1的坡度连接渐变
段底板高程至进水廊道底板高程。
3．2排冰闸
前池排冰是否有效，首先应保证排冰
