水利水电工程分层取水进水口设计导则 （征求意见稿）

++ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CWHIDA－XXXX－202X

水利水电工程

分层取水进水口设计导则

Layeredwaterintakedesignguiderulesforwaterresourcesand

hydropowerprojects

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国水利水电勘测设计协会发布

前言

根据关于制定《水利水电工程岩石顶管技术导则》等十项团体标准的通知

（中水协秘〔2021〕84号）的安排，并按照SL1《水利技术标准编写规定》的

要求，编制了本标准。

本标准共有8章和1个附录。主要包括以下内容：总则、术语、水温计算

及分层取水效果分析、分层取水型式与进水口建筑物布置、结构设计与地基处

理、水力设计、金属结构、监测设计和运行管理。

本标准批准单位：中国水利水电勘测设计协会

本标准主编单位：水利部水利水电规划设计总院

本标准参编单位：中水珠江规划勘测设计有限公司

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

福建省水利水电勘测设计研究院有限公司

四川水发勘测设计研究有限公司

四川大学

本标准出版、发行单位：

本标准主要起草人：

本标准审查会议技术负责人：

本标准技术内容审查人：

本标准体例格式审查人：

本标准在执行过程中，请各单位积极总结经验，积累资料，随时将有关意

见和建议反馈给中国水利水电勘测设计协会（通讯地址：北京市西城区六铺炕

北小街2-1号；邮政编码：100120；电话电子邮箱：

CWHIDA@），以供今后修订时参考。

目次

1总则.................................................................................................................1

2术语...............................................................................................................3

3水温计算及分层取水效果分析.......................................................................5

3.1一般规定.................................................................................................5

3.2水库水温及出库水温计算.....................................................................5

3.3分层取水效果分析.................................................................................6

4分层取水型式与进水口建筑物布置...............................................................7

4.1一般规定................................................................................................7

4.2固定孔口式进水口................................................................................8

4.3叠梁门式进水口....................................................................................8

4.4套筒式进水口........................................................................................9

4.5其他型式................................................................................................9

5结构设计与地基处理.....................................................................................11

6水力设计.........................................................................................................12

6.1水力计算..............................................................................................12

6.2模型试验..............................................................................................12

7金属结构.........................................................................................................15

7.1一般规定..............................................................................................15

7.2拦污栅..................................................................................................15

7.3闸门......................................................................................................16

7.4启闭机..................................................................................................16

8监测设计和运行管理.....................................................................................18

8.1监测设计..............................................................................................18

8.2运行管理..............................................................................................18

附录A叠梁门顶和套筒式进水口顶的过流能力............................................20

条文说明..................................................................................................22

1总则

1.0.1为适应水利水电工程取水水温控制需求，规范分层取水进水口设计，制

定本导则。

1.0.2本导则适用于水利水电工程分层取水的进水口设计。

1.0.3水库的水温存有分层现象时，应结合其对环境敏感目标的影响，采取必

要的分层取水措施。对取水水质有不同需求时，应根据水质的时空分布及其变

化特征开展取水措施的专题研究。

1.0.4分层取水进水口设计应符合下列规定：

1分层取水进水口的建筑物级别应符合SL252、DL5180有关规定。

2分层取水进水口的建筑物合理使用年限及耐久性设计应符合SL654的有

关规定。

3分层取水进水口的布置应符合SL285、NB/T10858有关规定。

4分层取水进水口设计应收集相关地形地质、水文气象（气温、水温、冰

情等）泥沙、漂污物、水库（河道）运行等基本资料，以及环境敏感目标对水

温、水质的要求。

5对于水库水位变幅较大的大型或重要的工程，应分别对采取分层取水设

施前后的水库水温分布和取水水温进行数值模拟计算，论证分层取水设施的必

要性、型式选择及其效果。

1.0.5分层取水为有压引水系统的进水口应设置充水和通气设施。多泥沙、多

污物或漂浮物河流以及严寒地区水利水电工程，还应设置专门的防沙、防污、

排漂及防冰建筑物或设施、设备。

1.0.6分层进水口设计应坚持因地制宜、环境友好、技术可行、安全可靠、经

济合理的原则，并积极慎重地采用新技术、新工艺、新材料、新设备。

1.0.7本导则主要引用以下标准。

GB51247水工建筑物抗震设计标准

GB50265泵站设计标准

SL74水利水电工程钢闸门设计规范

SL155水工（常见）模型试验规程

1

SL162水电站有压输水系统模型试验规程

SL205水闸设计规范

SL252水利水电工程等级划分及洪水标准

SL285水利水电工程进水口设计规范

SL601混凝土坝安全监测技术规范

SL654水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范

SL725水利水电工程安全监测设计规范

SL753水力自控翻板闸门技术规范

DL/T5244水电水利工程常规水工模型试验规程

DL/T5079水电站引水渠道及前池设计规范

DL5180水电枢纽工程等级划分及设计安全标准

NB35055水电工程钢闸门设计规范

NB/T10858水电站进水口设计规范

NB/T35053水电站分层进水口设计规范

1.0.8分层取水进水口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水库水温watertemperatureofreservoir

以温度表示的水库水体热量时空分布特征。

2.0.2水库水温结构watertemperaturestructureofreservoir

水库水温的时空分布及其变化特征。根据垂向水温年内分布特征，可分为

分层型、混合型和过渡型三种结构类型。

2.0.3水库水温分层watertemperaturelaminationofreservoir

受以年为周期的水温、气候规律性变化的影响，水库沿水深方向呈现出具

有相同周期特征的水温分层现象。

2.0.4分层型水库thermallystratifiedreservoir

全年中除冬季外的其他时段水温随深度的变化明显，存在温水层、温跃层

和深水层的多层水温结构，或者滞温层分布不明显但有明显的温跃层的水库。

2.0.5混合型水库thermallymixedreservoir

全年气温随深度的变化较小，无明显的深水层和温跃层的水库。

2.0.6过渡型水库thermallytransitivereservoir

介于分层型和混合型之间，且年内部分时段存在水温分层现象的水库。

2.0.7出库水温outlettemperatureofreservoir

库水通过灌溉、供水、发电等进水口至输（引）水管（洞）出口或电站尾

水的温度。

2.0.8分层取水进水口layeredwaterintake

从水库中不同高程引取相应出库水温水体的取水建筑物或取水设施。

2.0.9固定孔口式进水口multilevelfixingholeintake

在不同高程设置多个固定进水口引取相应出库水温水体的取水建筑物。固

定孔口式进水口又常称多层进水口。

2.0.10叠梁门式进水口stoploggateintake

在进水口前端设置叠梁门引取相应出库水温水体的取水建筑物。

2.0.11翻板门式进水口flapgateintake

在进水口前端设置多层翻板门，根据不同取水高程要求，旋转相应高程门

3

叶，以取到相应出库水温水体的取水建筑物。

2.0.12套筒式进水口muffintake、retractableshaftintake

在进水口前端设置数节不同管径套接的直立钢圆筒，提拉圆筒以引取水相

应出库水温水体的取水建筑物和设施。

2.0.13汇流竖井compoundshaft

用于固定孔口进水口的分层取水中，连通各层进水口的竖井结构，底部与

引水道连接。

2.0.14移动泵站式取水口moviblepumpstationfetchingwater

位置可适应水位变化而变化的泵站式取水口。移动泵站式取水又称活动泵

站式取水，主要有浮船泵站取水和缆车式泵站取水两种。

4

3水温计算及分层取水效果分析

3.1一般规定

3.1.1水温计算应包括以下内容：

1开展基本资料收集与现场调查。

2判别水库水温结构类型。

3根据工程任务、规模以及水库水温结构类型、环境敏感对象保护要求，

合理选择出库水温计算方法。

4计算水库水温及进水口出库水温。

5分析工程拟采取的分层取水措施效果。

3.1.2应收集、整理和分析水文气象、河流水温、工程设计等基本资料。水文气

象、水温资料应具有代表性和可靠性，符合SL/T278有关规定。基本资料不满

足水温计算要求时，应开展补充观测或调查。

3.1.3水库水温结构类型宜依据SL278、NB/T35094、NB/T35053规定的有关方

法判别为分层型水库、过渡型水库或混合型水库。邻近已建水库特性相近且具

有实测水温资料时，可通过类比分析判别水库水温结构。

3.1.4判别为水温分层型的水库以及水温分层时段环境敏感的过渡型水库，应开

展水库水温和进水口出库水温计算。

3.1.5水温计算成果及分层取水措施效果分析结果应作为分层取水设计的依据。

3.2水库水温及出库水温计算

3.2.1出库水温计算应满足下列要求：

1供水对象为农业灌溉的库内或坝前进水口，应开展出库水温计算。

2水流泄放到坝下河道的引水发电进水口、下游补偿供水进水口，应开展

出库水温计算。

3供水对象为城镇生活用水、无特殊水温要求的工业用水的进水口，可不

进行出库水温计算。

3.2.2大型分层型水库及水温分层时段环境敏感的大型过渡型水库宜采用数值模

5

型计算水库水温和进水口出库水温，并应满足下列要求：

1湖泊型水库宜采用垂向一维数值模型。

2河道型水库宜采用立面二维数值模型。

3横向、纵向、垂向水温分布差异均较大的水库可采用三维数值模型。

4采用的数值模型计算方法应符合NB/T35094有关规定。

3.2.3中型分层型水库及水温分层时段环境敏感的中型过渡型水库，基本资料具

备时，宜采用一维或二维数值模型计算库区和进水口出库水温。基本资料不具

备时，可采用经验公式法计算进水口出库水温，采用的经验公式法应符合SL/T

278、SL744、NB/T35094有关规定。

3.2.4小型分层型水库及水温分层时段环境敏感的小型过渡型水库，可采用经验

公式法计算进水口出库水温，并应符合下列要求：

1邻近已建水库特性相近且有实测的库表、库底水温资料时，宜采用指数

函数法。

2缺乏类比水库水温实测资料时，宜采用余弦函数法。

3采用的经验公式应符合3.2.3有关规定。

3.2.5采用数值模型计算进水口出库水温时，应采用验证水库的实测数据进行模

型参数确定。

3.2.6数值模型计算或经验公式计算中的设计水文条件应与工程运行调度方案保

持一致。

3.3分层取水效果分析

3.3.1分层取水效果分析计算方法应与采取措施前的出库水温计算方法保持一致。

3.3.2当水库下游河道分布有保护对象时，应计算采取分层取水措施后下游河道

水温沿程变化及保护对象分布断面水温变化，分析时段应包括水库水温分层明

显时段和下游保护对象水温敏感时段。水库下游河流计算应符合NB/T35094有

关规定。

3.3.3对灌溉进水口出库后通过渠道、管道输送至受水点，应分析计算受水点水

温。计算方法可采取纵向一维数值模型分析计算，也可通过类比调查进行分析

计算。纵向一维数值模型计算应符合NB/T35094有关规定。

3.3.4应根据采取分层取水设施前后的水温计算成果，判断分析分层取水效果。

6

4分层取水型式与进水口建筑物布置

4.1一般规定

4.1.1分层取水进水口应选择地形开阔、取水顺畅的位置布设。不宜设置在含

有大量推移质的支流或山沟的汇口附近，并应避开聚积污物的回流区。

4.1.2分层取水进水口型式应根据水库水温、出库水温以及环境敏感与供水对

象等对水温的要求，并结合工程布置方案通过技术经济比较后确定。

4.1.3在各级运行水位下，分层取水进水口布置应水流顺畅、流态平稳、进流

匀称并尽量减少水头损失。

4.1.4分层取水进水口可选择固定孔口式、叠梁门式、套筒式、浮船式及其他

型式。大中型和重要工程的分层取水宜采用固定孔口式或叠梁门式。

4.1.5坝式进水口分层取水型式选择和结构布置应与坝体结构相适应。

4.1.6分层取水进水口采用塔式结构时，应结合地形地质条件，按其相对位置

和下部嵌固结构特点，可选择独立塔式和岸塔式。独立塔式进水口可设计成单

面分层或周圈分层取水。

4.1.7生态流量取水进水口宜结合分层取水进水口统筹布置。

4.1.8分层取水进水口应采用与地形地质条件相适应结构型式，并应与其他建

筑物的布置相协调。

4.1.9进水口应布置设备安装、检修及清污场地，并具备良好的交通运输条件。

4.1.10有压式进水口应保证在上游最低运行水位时有足够的淹没深度，最小淹

没深度应按照SL285或NB/T10858有关规定估算。当难以达到最小淹没深度

要求时，应设置防涡梁（板）或防涡栅等措施。

4.1.11分层取水进水口应根据工程泥沙、污物及气候情况设置必要的防沙、防

污、防冰等措施。

4.1.12岸塔式分层取水进水口宜避免高边坡开挖。难以避开高边坡等不良地质

条件时，应进行边坡稳定分析等，并采取必要的工程处理措施。

4.1.13大型工程或重要工程的分层取水进水口过水边界体型及主要尺寸，应通

7

过水工模型试验或水力数值模拟计算等验证设计的合理性。

4.2固定孔口式进水口

4.2.1固定孔口式进水口的各进水口高程设置应结合水库水温分布特点、建筑

物结构布置、地形地质条件、水力学特性等综合考虑，确保下层进水口在相邻

上层进水口最低运行库水位取水时仍能满足出库水温要求和最小淹没深度要求。

4.2.2固定孔口式进水口应根据工程条件研究设置为塔式结构或布置在山体内。

不同高程的进水口可上下重叠布置或水平错开布置，且每层进水口应满足相应

的取水深度和最小淹没水深要求。

4.2.3固定孔口式取水口每层进水口均应设置一道取水闸门。取水闸门宜布置

紧凑，便于运行管理。

4.2.4固定孔口式进水口之间通过汇流竖井或斜井连通，竖井或斜井底部连接

引水隧洞，每层进水口与竖井或斜井的连接体形应使水流平顺，竖井或斜井断

面不宜小于进水口过流面积。

4.2.5固定孔口式进水口取水闸门可兼作进水口事故检修闸门。

4.3叠梁门式进水口

4.3.1在各种运行水位下，叠梁门顶的过流流量、流态及流速均应满足运行要

求。门顶过流量可按本导则附录A的方法估算。

4.3.2叠梁门与进水口胸墙之间的流道宽度应根据流量、流速、流态和结构设

计等通过技术经济比较后确定。流道内应避免产生危害结构安全的贯通漩涡，

必要时应采取消涡措施。

4.3.3叠梁门顶过流水深应通过取水流量、流速及流态、取水水温计算以及单

节门叶高度等综合分析确定。

4.3.4叠梁门式进水口为多个进水口并排时，可根据需要在叠梁门与进水口之

间设置通仓流道。通仓宽度应根据流量、流速、流态等确定。流态复杂时可通

过水工模型试验或水力数值模拟计算验证。

4.3.5叠梁门门槽布置方式及型式宜通过技术经济比较后确定。

8

4.3.6叠梁门兼做检修闸门时，应同时满足检修门设计要求。

4.4套筒式进水口

4.4.1套筒式进水口布置位置应具备环周均匀进水条件，避免因库岸边坡影响

或拦污栅局部堵塞导致进水不均引起筒体振动。

4.4.2套筒式进水口套筒升降方式可采用机械式或自浮式。

4.4.3套筒式进水口应包括上部取水筒、伸缩过水筒、框架竖塔、牵引及限位

设施等。

4.4.4套筒式进水口筒周宜均匀布置立柱安设导轨及限位装置。柱高大于6m

时，柱间宜设联系梁。

4.4.5取水区污物较少时，可采用拦污栅与上部取水筒结合布置型式。

4.4.6套筒式进水口可通过调节取水深度控制取水流量，亦可在其后设工作闸

阀控制取水流量。取水流量可按附录A计算。

4.5其他型式

4.5.1其他分层取水进水口可选择移动式泵站、翻板闸门、斜卧管、叠虹吸、

前置挡墙、控制幕（隔水幕）等型式。

4.5.2当有水泵取水需求，且取水水位变化幅度较大时，可采用缆车式泵站、

浮船式泵站等移动式泵站取水。

4.5.3缆车式泵站应布置在河流顺直，主流靠岸处，岸边水深不应小于1.2m，

岸坡坡比宜为1:2.5~1:5。缆车式泵站布置应执行GB50265相关规定。

4.5.4浮船式泵站的应布置在河岸稳定，水流平稳处，河面宽阔且枯水期水深

不小于1.0m。浮船式泵站布置应执行GB50265相关规定。

4.5.5翻板闸门式进水口宜用于山区、丘陵地区中小河流河道的水库工程，闸

下淹没出流且堰上水深大于2倍闸门高度时，不宜选用翻板闸门。

4.5.6翻板闸门式进水口布置应符合SL753的有关规定。

4.5.7斜卧管式进水口宜用于取水深度不大，取水流量较小的水库工程。

4.5.8斜卧管式进水口可布置于水库大坝上游坡面或库岸坚实边坡上，取水垂

9

向分级高差不宜超过2.0m。

4.5.9采用叠虹吸式进水口时，虹吸管驼峰顶部的真空度不应大于7.5m水柱

高，管身接缝处应具有良好的密封性能。

4.5.10前置挡墙式、控制幕式进水口布置可按叠梁门式进水口相关要求执行。

10

5结构设计与地基处理

5.0.1当分层取水进水口建筑物地基的工程地质条件特别复杂或采用实践经验

较少的新型结构时，2级~5级进水口的建筑物级别可提高一级，但洪水标准可

不提高。

5.0.2分层取水进水口内部水击压力可根据水工模型试验量测值或水力学计算

成果确定。

5.0.3结构较复杂的分层取水进水口，应进行有限元整体结构计算分析。大中

型工程的分层取水进水口宜采用拟静力法和动力法两种方法进行抗震计算分析。

5.0.4框架竖塔混凝土强度等级不应低于C25，并根据环境类别及运行条件提

出抗渗、抗冻等级要求。

5.0.5固定孔口式进水口应合理布置各层进水口，满足混凝土结构受力条件。

5.0.6应合理设置叠梁门式进水口墩体及联系梁，墩体结构应有足够的刚度和

整体稳定性，联系梁结构应起到加强作用，并减少对水流流态的影响。

5.0.7套筒式进水口上部取水筒宜为喇叭口式。

5.0.8应根据取水流量、取水深度等水力计算确定套筒最小直径。套筒高度及

分节数应根据套筒制造、运输、安装、检修条件等综合分析确定。

5.0.9套筒节间应进行悬挂、止水、缓冲设计。伸缩过水筒上下两端宜设加劲

环，可兼筒间连接用。各节套筒圆度偏差应根据圆筒直径、管节高度、圆筒总

高度及止水要求等计算确定。

5.0.10翻板闸门式进水口结构设计可参照SL753的有关规定。

5.0.11叠虹吸式进水口结构设计可参照SL753、DL5079的有关规定。

5.0.12进水口结构设计尚应执行SL285、NB/T10858相关规定。

11

6水力设计

6.1水力计算

6.1.1固定孔口式分层取水进水口应根据不同型式和功能进行相应的水力计算，

大型和重要工程的水力计算成果应与水工模型试验互相验证。

6.1.2叠梁门式进水口的门顶过流为堰流形式，应计算门顶过流流量及叠梁门

上下游水位差。当设置通仓流道时，通仓流道内流速宜控制在0.8m/s～2.0m/s，

必要时通过水工模型试验验证。

6.1.3套筒式进水口的门顶过流为堰流形式。当下部设置底部进水口时，其过

流能力应综合考虑门顶过流能力及底部进水口的过流能力。

6.1.4其他型式的进水口应根据其水力学特性采用堰流或孔流计算过流能力进

行。

6.1.5分层取水进水口的水头损失应按沿程水头损失和局部水头损失分别进行

计算。

6.1.6大中型工程分层取水进水口宜进行流体力学数值模拟计算。

6.1.7进水口的最小淹没深度可按照SL285、SL205、DL5079有关规定估算。

6.1.8当引水系统不设上游调压室时，应通过水力学过渡过程分析，计算水击

波传递到分层取水进水口内时产生的水击压力。

6.1.9有压式分层取水进水口通气孔面积计算应按SL74、NB35055的有关规

定执行。当后接压力管道充泄水时，应保证管道内的空气能顺畅进出。

6.2模型试验

6.2.1大中型工程及重要工程分层取水口应按照SL155的有关规定开展水工

模型试验研究。

6.2.2水工模型试验应采用重力相似准则，按几何相似进行模型设计，模型比

尺应根据试验任务要求、工程规模、建筑物尺寸、水头、流量、试验量测精度

和试验场地条件等因素综合考虑，整体模型试验一般不小于1:50。

12

6.2.3未设上游调压室的引水系统时，宜建立完整的引水管道模型，模拟量测

泵阀机组增甩负荷或建筑物运行故障引起的水击波，其他要求应符合SL162的

有关规定。

6.2.4固定孔口式进水口水工模型试验宜包括以下内容：

1在不同水库运行水位及隧洞引用流量时，观察含前置建筑物在内的进水

口前缘水库区域、包括喇叭段及控制闸门在内的各层进水口流道、事故检修闸

门槽等各部位的流态，量测各断面的流速分布和压力值。

2根据初步试验成果，提出分层取水建筑物布置的较优方案及对应固定孔

口式进水口方案结构体型优化措施，并重新验证。

3结合水库水温分层特点，进行试验研究各层进水口的取水深度，确定相

邻进水口开启或关闭闸门对应的库水位，推荐满足取水要求、流态较优的闸门

启闭方式。

4上下层进水口切换运行时，观察进水口的流态，监测流量变化情况。

5测定不同工况下的进水口水头损失。

6固定孔口式进水口设置汇流竖（斜）井，应模拟事故甩负荷、增负荷工

况，观察进水口的流态，量测取水闸门井水面波动、汇流竖井流道内水压力。

7观察事故闸门快速关闭引起的进水口水流变化、通气孔中水位波动等。

6.2.5叠梁门进水口水工模型试验宜包括以下内容：

1在水库各运行水位及隧洞不同引用流量时，观察进水口前缘水库区域、

拦污栅、叠梁门顶部、塔内流道、喇叭段、闸门槽等各部位的水流流态，量测

各断面的流速分布、水压力。

2根据初步试验成果，提出叠梁门方案结构体型优化措施，并重新验证。

3结合水库水温分层特点，进行叠梁门顶最小过流水深试验；当设置通仓

流道时，多个进水口还宜进行叠梁门不对称开启试验，推荐满足取水要求、流

态较优的叠梁门开启方式和门顶过流水深。

4测定不同工况下的进水口水头损失。

5在水库各运行水位，量测叠梁门承受的最大水压差及叠梁闸门的振动情

况，若存在振动，还应提出有效的避振措施。

6观测叠梁门后流道内的流态，分析该流道结构及联系梁布置的合理性，

13

若存在漩涡，还应提出有效的消涡措施。

7不设上游调压室的引水系统，应模拟事故状态下的水击波影响，量测叠

梁门、闸门槽水击压力，进水口流道内涌浪幅值。

8观察事故闸门快速关闭引起的进水口水流变化、通气孔中水位波动等。

9可通过水力学数值分析与水工模型试验综合分析，研究叠梁门分成取水

的水力特性。

6.2.6套筒式取水流量大于20m3/s时，宜利用水工模型试验进行水力学及振

动研究，模型试验应考虑地形影响。

6.2.7其他型式的进水口宜根据工程需要进行水工模型试验。

14

7金属结构

7.1一般规定

7.1.1分层取水进水口的金属结构设计应与工程总体布置及相邻建筑物结构设

计相协调。闸门、启闭设备、电气及控制设备等均应操作灵活，安全可靠。

7.1.2分层取水进水口拦污栅宜采用通高式布置。

7.1.3分层取水闸门宜布置在拦污栅和检修（事故）闸门之间。

7.1.4叠梁闸门和共槽的固定孔口式分层取水闸门门槽附近宜设置专用门库，

门库布置应便于启闭机操作运行。

7.1.5套筒闸门宜布置在水流流态稳定的部位，闸门上游侧宜设置检修闸门，

下游侧应布置事故闸门。检修闸门宜采用叠梁门。

7.1.6采用新型的分层取水闸门、拦污栅及启闭机时，应进行方案论证，必

要时进行模型试验研究。

7.1.7分层取水闸门控制系统应设置可靠的挡水高度、状态或其他指示装置，

以监测闸门取水深度。采集的信号宜上传至控制室。

7.2拦污栅

7.2.1拦污栅的设计荷载，应根据水库、河流污物的性质、数量、流道特性、

清污措施、检测监视设备、运行条件等确定。有流冰并于流冰期运用时，应计

入壅冰影响。设计水头宜取用2m~5m，污物较多、清污条件差时，宜适当提高

设计水头。

7.2.2拦污栅结构应进行抗振分析，栅条和栅叶自振频率应高于水流脉动频

率，其频率比值不宜小于2.5。

7.2.3分层取水拦污栅宜布置清污设备。根据来污量、污物性质及水工布置

等因素可选用液压抓斗式、耙斗式或回转式清污机。对于污物量较大的进水口，

宜设置污物输送装置。

15

7.3闸门

7.3.1分层取水闸门的结构设计应结合水工建筑物孔口尺寸、闸门前后最大

水压差和取水层高度等因素。对于设置在机组进口的分层取水闸门，应考虑机

组事故甩负荷时可能产生的水锤压力。

7.3.2固定孔口式进水口的取水闸门，宜采用面板设置在上游侧的整体闸门。

7.3.3叠梁闸门单节高度应结合水库水位变化幅值及频率、取水流量、下泄

水温、启闭频次及分层取水运行操作时间确定。

7.3.4叠梁闸门正向支承采用通长滑道布置时，可不设侧水封。

7.3.5叠梁闸门宜静水操作。

7.3.6套筒闸门各节圆筒的圆度应能满足闸门筒节节间止水的要求。筒壁壁

厚应根据设计水头、制造安装要求等综合确定，且不应小于6mm。

7.3.7自浮式套筒闸门应进行浮力计算，浮筒浮力应大于所需提升的所有结

构的重量，且应有一定裕量。

7.3.8翻板门式分层取水进水口闸门与启闭机布置、闸门结构设计应满足

SL753的要求。

7.4启闭机

7.4.1分层取水闸门的启闭机型式应根据进水口布置与调度运行要求确定。

7.4.2分层取水闸门启闭容量根据动水操作水头或水压差确定。

7.4.3叠梁闸门和固定孔口式取水闸门宜选用移动式启闭机通过自动挂脱梁

操作，自动挂脱梁应定位准确、运行可靠。

7.4.4分层取水闸门数量多且采用移动式启闭机操作时，宜设置智能控制系

统。

7.4.5固定孔口式进水口采用环形或多边形布置取水闸门时，宜采用“一门

一机”布置方式。

7.4.6自浮式套筒闸门宜设置辅助提升机构。

16

7.4.7机械式套筒进水口启闭机容量应计算全拉伸状态收缩、全收缩状态拉伸、

整体提升尾筒底取水工况，并应计入提起底筒泄流时的负压影响，可按运行工

况中的最不利荷载组合设计。无试验数据时，筒底负压可按20kN/m2计。

17

8监测设计和运行管理

8.1监测设计

8.1.1分层取水进水口监测设计应与工程及建筑物安全监测设计相协调，并纳

入工程安全监测系统。

8.1.2分层取水进水口监测设计可包括安全监测设计和分层取水运行管理监测

设计。

8.1.3分层取水进水口的安全监测设计应符合SL725、SL601和SL285的有关

规定，有抗震设防要求的分层取水进水口还应进行地震监测设计。

8.1.4分层取水进水口的运行管理监测项目宜包括水位、水温和流量等。

8.1.5在分层取水进水口附近、出水口和下游河道附近宜分别设置水位监测断

面。

8.1.6入库水温监测应在水库干流及主要支流的回水末端布设监测断面。

8.1.7水库垂向水温监测应在水库坝前、库中布设监测断面。坝前垂向水温监

测断面应设在坝上游附近。库中垂向水温监测断面布设应根据水库形态、回水

长度、支流汇入情况、环境敏感目标分布等确定。

8.1.8出库及下游水温监测，应在出口和下游河道处布设相应监测断面。当有

农作物灌溉用水要求时，应在灌溉渠道沿程布设水温监测断面。

8.1.9在出水口的适当位置宜布置一个流量监测断面。

8.1.10监测仪器要求精度及可靠性高，且应便于维修或更换。

8.1.11分层取水进水口应进行运行期间水温监测成果分析，并提出动态优化分

层取水的运行建议。

8.2运行管理

8.2.1设计单位应根据分层取水进水口运用要求，结合环境特点、结构型式、

试验研究资料等，提出安全、经济、合理的运行、管理、检修要求。

8.2.2分层取水进水口调度运行过程中，应根据水库水位、水温观测数据及敏

感对象水温要求等，及时调整分层取水设施的取水深度和调度方式，以达到水

18

温改善效果。

8.2.3分层取水进水口的运行除应符合现行标准SL285、NB/T10858的有关规

定外，尚应根据其取水方式以及电站运行调度原则，提出以下运行管理要求：

1研究目标需求，确定分层取水运行时段。

2分析天然河道水温，确定出库水温调控目标范围。

3根据水库水温结构预测分析，确定分层取水设施的最高、最低运行水位；

4综合分析水库运行、机组发电、防洪、灌溉、引水等多目标运行模式要

求，确定分层取水进水口运行方式。

5熟悉掌握分层取水进水口配套设施、设备运行方式及操作要求，保证分

层取水设施有效运行。

6分层取水进水口运行条件与上游水库、下游引水管道、机组等建筑物运

行相匹配。

7制定合理、有效的分层取水运行管理监测设计方案，指导并验证运行效

果。

8针对分层分层取水进水口安全运行制定专项应急预案。

9其它。

19

附录A叠梁门顶和套筒式进水口顶的过流能力

A.0.1叠梁门顶和套筒式进水口顶的过流能力可按矩形薄壁堰淹没出流示意

图（图D）考虑，并按下列公式计算：

（A-1）

（A-2）

（A-3）

（A-4）

式中：——侧收缩系数，取1.0；

——淹没系数；

——计及行近流速的流量系数；

——堰上水头（m）；

——计入行近流速水头的堰上水头（m）；

——行近流速（m/s）；

、——矩形薄壁堰上、下游高度（m）；

——堰上下游水位差（m）；

——堰顶宽度，叠梁门取过水门顶宽度，套筒取过水筒缘周长（m）。

图A矩形薄壁堰淹没出流示意图

20

标准用词说明

标准用词严格程度

必须

很严格，非这样做不可

严禁

应

严格，在正常情况下均应这样做

不应、不得

宜

允许稍微有选择，在条件许可时首先应这样做

不宜

可有选择，在一定条件下可以这样做

21

团体标准

水利水电工程

分层取水进水口设计导则

Layeredwaterintakedesignguiderulesforwaterresources

andhydropowerprojects

T/CWHIDA000*─20**

条文说明

22

目次

1总则........................................................................................................24

2术语.........................................................................................................25

3水温计算及分层取水效果分析.................................................................26

4分层取水型式与进水口建筑物布置.........................................................29

5结构设计与地基处理.................................................................................48

6水力设计.....................................................................................................49

7金属结构.....................................................................................................52

8监测设计和运行管理.................................................................................56

23

1总则

1.0.1~1.0.3本导则主要针对出库水温有要求的大中型水利水电工程取水工程设

计。为满足灌溉、工业、环境保护和生活用水的水温要求，通常需要取用水库

或河道内不同深度的水体，这些为满足水温要求而设置的分层取水进水口，可

通过分层取水措施抬高（或降低）进水口高程，引取水库或河道不同高程水体，

控制取水水温。

通过对国内32个采用分层取水进水口的工程进行调研，分层取水进水口型

式较多，不同型式的分层取水进水口，其结构布置、受力条件、水力特性、控

制分层取水方式等方面有较大区别，并基本存在结构复杂、运行不便、增加投

资、增加进水口水头损失等问题，因此，需根据工程特点，通过技术经济综合

比较选定分层取水进水口型式。对于以控制取水水质为目的的工程，由于水库

水质受到入库水质、水量、水温等因素的影响较大，且各工程水库水质分布差

异性较大，分层取水进水口设计需专题研究。对于以控制取水泥沙含量为目的

的工程，由于河流泥沙含量、泥沙入库过程可库内淤积形态等差异性较大，分

层取水进水口设计需专题研究。

1.0.7本导则在已有相关规范基础上编制，侧重于分层取水进水口特有设计内容，

对其他规范已有的内容采取引用方式纳入本导则。

24

2术语

本标准对水库水温、水库水温结构、水库水温分层、分层型水库、混合型

水库、过渡型水库、出库水温、分层取水进水口、固定孔口式进水口、叠梁门

式进水口、翻板门式进水口、套筒式进水口、汇流竖井、移动泵站式进水口等

进行了解释与定义，其他本标准没有定义的术语可参照SL26《水利水电工程技

术术语》及其他相关现行标准。

25

3水温计算及分层取水效果分析

3.1一般规定

3.1.1水温计算应包括以下内容：

2水库水温结构判别目前应用较为成熟的有参数α-β判别法（也称“库水交

换次数判别法”）、Norton密度弗劳德数法等判别方法和类比分析法；如有相似

条件较好的水库水温资料，采用类比分析判别水温结构比较准确。判断水库水

温结构时，当水库坝前有较为稳定的库底水温，除极少数月份外，全年各月存

在温跃层，库表与库底之间存在一定的温差，可判断为分层型；水库坝前在春

夏季（主要是2月~8月）有较为稳定的库底水温，但进入秋季库底水温快速升

高，库底水温变化较大，全年多数月份存在温跃层，可判断为过渡型；水库各

月均不存在稳定的库底水温，库底水温变化较大，除3月~5月升温期外，水库

垂向温差较小，基本不存在温跃层，可判断为混合型。

3本导则所称的环境敏感对象主要是针对水温因子特别敏感的对象而言，

包括特殊用水进水口、珍稀水生生物栖息地、鱼类产卵场、鱼类索饵场、鱼类

越冬场和珍稀两栖动物栖息地等对水温有特定要求的对象。一般在水利水电工

程的规划阶段，由于设计深度及基础资料获取的问题，难以开展准确的数值模

型计算工作；在不涉及重要环境敏感对象情况下，可以采用经验公式法予以初

步计算和判断；如有相似条件较好的水库水温资料，可采用类比分析法判断水

温影响程度。不同分层取水设施，其适用性有所不同，应结合水库水温结构的

特点以及用水对象的水温需求过程，选择与工程相匹配的方案。

4水库水温及出库水温计算，必要时宜开展流域水利水电工程建设对水温

的累积影响以及流域水利水电工程建设的分层取水效果计算。

3.1.2水温计算所使用的基础资料精度与模型计算精度要求相匹配。不同频率水

文典型年，其入库流量和水温差异均会对水库水温结构造成影响，带来库区水

温分布和出库水温的差异。水文气象资料年限应不低于10年，年限不足时应插

补延长。

26

3.2水库及出库水温计算

3.2.2~3.2.4垂向一维水温模型综合考虑了水库入流、出流、风的掺混及水面热

交换对水库水温分层结构的影响，边界条件相对简单，计算能快速稳定，能够

模拟出稳定分层型水库坝前水温的分层结构的形成、发展、减弱的年内变化过

程。在水利水电工程的规划阶段且涉及重要环境敏感目标的情况下，尽可能采

用垂向一维水温模型进行计算。对于需要采取分层取水设施的中型水库，宜采

取垂向一维水温模型计算水库水温。

立面二维水温模型能较好地模拟浮力流在纵垂向断面上的流动及温度分层

在纵向上的形成和发展过程，以及分层水库最重要特征的沿程变化；由于计算

稳定性好，且模型中需率定的参数少，使得该模型具有良好的工程实用性，对

预测有明显温度分层的大型深水水库的水温结构及其出库水温过程具有良好的

精度；因此对于已确定要采取分层取水设施的大型水库或涉及重要的环境敏感

目标时，其水温可采用立面二维水温模型进行计算。

在水库大坝、发电或泄洪等进水口或支流汇口等附近区域，受工程引水、

泄洪或支流汇水等影响，水流具有明显的三维特征，流场和温度场变化较大。

因此，在特别关注水温空间差异且计算精度要求较高的情况下，此类区域可考

虑采用三维水温模型进行模拟。

通过经验公式计算库区垂向水温时，出库水温可提取进水口处的水温作为

出库水温。

3.2.5水温数值模型验证所采用的水库实测水温、水文气象等基础资料应相对较

完整及匹配；验证水库的形态和调节能力、取水方式、调度过程等水温影响因

素应与目标计算水库具有一定的相似性。采用数值模型计算水库及出库水温时，

应根据验证水库的实测资料对模型中主要水动力和热通量相关参数进行率定和

验证。

3.3分层取水效果分析

3.3.2~3.3.3河道或输水渠道水流的混合一般较充分，应采用纵向一维水温模型

进行模拟，并考虑沿程取用水、支流入汇、气象等因素影响。对于长距离输水

隧洞，其水流混合更为充分，应采用纵向一维水温模型进行模拟，并考虑沿程

27

埋深带来的地热影响。有条件时应进行隧洞水温影响观测，对数学模型进行验

证或开展类比分析。

3.3.4分层取水效果分析应包括出库水温在采取分层措施前后的对比、出库水温

与原河段水温的对比、库区水温和流场在采取措施前后的对比、水库下游水温

在采取措施前后的恢复距离和影响时段对比。

28

4分层取水型式与进水口建筑物布置

4.1一般规定

4.1.1分层取水进水口的取水流量一般较大，选择地形开阔处，不但便于进水口

布置，还能尽量满足直接从水库取水；若进水口前需设置引水渠时，引水渠的

过流能力应大于取水流量。在支流或山沟的汇口处，往往由洪水带来大量推移

质，威胁进水口的正常运行，因此进水口不宜设在支流或山沟的汇口处。污物

之所以汇集在进水口前缘，是由于进水口前面的回流作用，而回流的形成往往

是进水口上游侧山梁顶托水流所致。

4.1.3为保证分层取水进水口的流态平稳和水头损失小，关键是确保进口取水匀

称顺畅。首先应重视工程布置，保证水流条件的良好衔接，避免进水口的水流

发生流向突变或形成回流，避免进水口轴线平行并紧靠陡峻的岸坡而造成进水

口水流不对称，造成偏流。

4.1.4调查统计目前国内已建、在建以及处于研究阶段的大中型工程分层取水进

水口型式，主要采用叠梁门型式，其控制分层取水灵活、运行相对简单；而固

定孔口进水口型式目前大中型工程中应用不多，早期小型水库使用较多，如大

伙房水库、永定河水库、泽雅水库等，具有进水口结构受力条件好、闸门控制

简单等优点，对于拟建中的大中型工程也可考虑，进行方案比较。能够灵活控

制分层取水是确保出库水温的一个重要因素，而且运行操作都需方便可靠。对

于平面为单孔的叠梁门型式主要是考虑单节门高及运行要求，充分体现分层取

水的灵活性，对于平面为多孔的叠梁门运行相对复杂，叠梁门启闭用时较多；

固定孔口进水口型式应研究不同闸门切换的控制条件及要