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摘 要:作为工程项目设计、勘察以及施工的关键部分,水文特性的研究扮演着重要角色,但在工程建设的过程中极容易被设计者所忽视。然而,水文条件的勘察与工程项目的各方面都息息相关,对工程项目的稳定性和耐久性有着直接的影响。本文结合多年来的成功案例,对兴义市引马入兴工程的水文特性进行了分析和研究,具有重要的参考意义。
关键词:引马入兴;水文特性
引马入兴工程指的是把流经兴义七舍镇马格闹村江底河上游段的河水引入兴西湖水库的工程。开展该工程的目的是改善兴西湖水库灌区5.2万亩农田灌溉用水和城区26万人的生活用水不足问题,所采取有效措施是增加外来水源的补充。相关人员经过对兴义市周边的水资源进行了踏勘、收集、分析,确定在离兴西湖水库较近的江底河流域为较为理想的水源点。因此,确定把流经兴义市七舍镇马格闹村江底河上游段的河水引入兴西湖水库。
该工程与2012年8月正式开工。工程年均可向兴西湖水库引水553万m3。工程设计最大引水流量为6m3/s。工程由拦河坝、取水枢纽和引水系统组成,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),工程等别为IV等,主要建筑物为4级,临时建筑物为5级,拦河坝对应洪水标准为30年一遇,200年一遇校核。工程30年一遇设计的洪峰流量为77.3m3/s,200年一遇校核洪峰量为100.7m3/s。水库总库容1.39万方,引水工程建设水平年最大引水流量6立方米/秒,多年平均向兴西湖水库引水553万方,引水线路总长4427.52米,链接段总长107.57米。
一、工程主要建设技术分析
1.挡水坝及枢纽建筑物。根据水库枢纽的任务,该枢纽组成建筑物包括:挡水壩、溢洪道、引水管等。
该工程坝址位于兴义市七舍镇马格闹村的江底河上游河段的马格闹支流坝塘处,坝址距上游马格闹溶洞0.5km,距兴义城区20km,距兴西湖水库尾水约10km,且有简易公路通过坝址和库区,交通较为便捷。但是若从外运入筑坝材料,工程投资将会有所增加,重力坝需要大量混凝土或浆砌石材料,不能利用地基开挖的材料,且材料造价较高,因此不采用重力坝;拱坝对地质和地形要求较高,本工程坝轴位置地形不对称,如采用拱坝,设计施工十分复杂,因此不宜选择拱坝;坝基覆盖层表层为卵砾石,向下依次为碎石、漂石、粉土层等,土坝心墙或斜墙所需粘土料均可满足要求,可就地取材,水库西面广泛分布着洪积碎石(含粉质土)层,料场位于上游左岸附近,交通方便,且在所有的坝型中,土石坝由于基础面积较大,承担的应力较低,对地基要求低,所以选择土石坝。
溢洪道应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点,宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基,尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基,必要时应采取妥善处理措施。溢流坝段布置于坝体中上部,采用自由泄洪方式泄洪,溢流面宽15m,最大泄洪能力为100.7.0m3/s,采用挑流消能,挑距为16.17m,冲刷坑深度为4.50m。堰顶高程为1644m,分2孔,溢流堰型为WES实用堰。溢流表孔中墩厚1m(用于布置坝顶交通桥),边墩厚1m,闸墩顶高程为1647.500m,中墩总长度4.0m,紧接边墩设置导墙延伸至挑流鼻坎末端。
2.泄水建筑物。泄水建筑物的布置和结构型式,应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防沙要求等综合比较后选定。本工程中的土石坝可以采用岸边溢洪道进行泄水。土石坝常采用正槽式溢洪道,即泄水槽与堰上水流方向一致,水流平稳,泄洪能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量。
根据枢纽布置原则,枢纽中的泄水建筑物应做到安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽布置应满足以下原则:
枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时,宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施,当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时,坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流从刷下游坝坡时,应比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性,可采取其中一种措施,也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流,应考虑布置排沙建筑物,并在进水口采取放淤措施。
3.取水建筑物。取水建筑物又称取水口或进水建筑物,取水建筑物需要满足以下几方面的要求:流量足够、水质符合要求、水头损失小、可控制引水流量、技术经济合理、施工方便、维修运行管理方便等。取水建筑物按照枢纽布置中有无拦河坝可分为无坝取水和有坝取水两种。本文即采用的是有坝取水,有坝取水与无坝取水相比,能够明显提高取水保证率。有坝取水按水流条件分为无压进水口和有压进水口。其中,无压进水口由壅水坝和攔河闸等低水闸坝建筑组成,应该顺应河势布置,设置取水防沙设施;有压进水口的设定以取水口顶部在水下有一定淹没深度为准。
该工程的进水口位于右岸,与冲沙底孔、拦河坝紧邻。进水口底板高程为1641.00m,高于冲沙孔底板高程2.0m。进水口进口宽3.0m,高3.0m呈喇叭口形。进水口设拦污栅1套,闸门2道(检修、工作各1道)。拦污栅尺寸为3.0×3.0m,闸门尺寸均为宽2.0×2.0m,检修平台高程1647.50m。
4.输水建筑物。输水建筑物又称饮水建筑物,分为无压和有压两种。在引水式水电站中,用于引水发电的渠道又称动力渠道,短则几百米,长则十几公里至几十公里。要求输水能力够、水头损失小、水质符合、运行安全。而引水隧洞则是发电引水洞多为有压洞、灌溉引水洞多为无压洞。
该工程的隧洞布置在大坝右岸,与消力池相连接,起点里程桩号为0 024.00,底板高程为1639.80,洞径为2.5m,采用钢筋砼衬砌,衬砌厚度为0.3m,出口里程为引0 777.75,底板高程为1638.29米,坡降为I=1/500 ,隧洞最大过水流量为6m3/s,洞长753.75m。
二、结语
2014年12月30日,州、市政府领导对引马入工程主体工程进行完工验收,验收结论是:“审批的建设内容基本完成,工程资料基本齐全,质量合格,工期控制基本合理,投资控制基本合理,达到设计要求,同意该工程进行通水典礼仪式并进行引水试运行”。该工程在进行试通水后,工程引水运行良好,能满足工程的设计要求,2016年汛中期向兴西水库引水714.03万方,正常完成引水任务,在初期取得了良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]刘阳;关于水库挡水坝设计初步分析;《黑龙江水利科技》;2015年第3期107-110,共4页.
[2]蒙富强;长河坝水电站泄水建筑物的布置与设计;《四川水力发电》;2016年第1期18-21,共4页.
关键词:引马入兴;水文特性
引马入兴工程指的是把流经兴义七舍镇马格闹村江底河上游段的河水引入兴西湖水库的工程。开展该工程的目的是改善兴西湖水库灌区5.2万亩农田灌溉用水和城区26万人的生活用水不足问题,所采取有效措施是增加外来水源的补充。相关人员经过对兴义市周边的水资源进行了踏勘、收集、分析,确定在离兴西湖水库较近的江底河流域为较为理想的水源点。因此,确定把流经兴义市七舍镇马格闹村江底河上游段的河水引入兴西湖水库。
该工程与2012年8月正式开工。工程年均可向兴西湖水库引水553万m3。工程设计最大引水流量为6m3/s。工程由拦河坝、取水枢纽和引水系统组成,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),工程等别为IV等,主要建筑物为4级,临时建筑物为5级,拦河坝对应洪水标准为30年一遇,200年一遇校核。工程30年一遇设计的洪峰流量为77.3m3/s,200年一遇校核洪峰量为100.7m3/s。水库总库容1.39万方,引水工程建设水平年最大引水流量6立方米/秒,多年平均向兴西湖水库引水553万方,引水线路总长4427.52米,链接段总长107.57米。
一、工程主要建设技术分析
1.挡水坝及枢纽建筑物。根据水库枢纽的任务,该枢纽组成建筑物包括:挡水壩、溢洪道、引水管等。
该工程坝址位于兴义市七舍镇马格闹村的江底河上游河段的马格闹支流坝塘处,坝址距上游马格闹溶洞0.5km,距兴义城区20km,距兴西湖水库尾水约10km,且有简易公路通过坝址和库区,交通较为便捷。但是若从外运入筑坝材料,工程投资将会有所增加,重力坝需要大量混凝土或浆砌石材料,不能利用地基开挖的材料,且材料造价较高,因此不采用重力坝;拱坝对地质和地形要求较高,本工程坝轴位置地形不对称,如采用拱坝,设计施工十分复杂,因此不宜选择拱坝;坝基覆盖层表层为卵砾石,向下依次为碎石、漂石、粉土层等,土坝心墙或斜墙所需粘土料均可满足要求,可就地取材,水库西面广泛分布着洪积碎石(含粉质土)层,料场位于上游左岸附近,交通方便,且在所有的坝型中,土石坝由于基础面积较大,承担的应力较低,对地基要求低,所以选择土石坝。
溢洪道应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点,宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基,尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基,必要时应采取妥善处理措施。溢流坝段布置于坝体中上部,采用自由泄洪方式泄洪,溢流面宽15m,最大泄洪能力为100.7.0m3/s,采用挑流消能,挑距为16.17m,冲刷坑深度为4.50m。堰顶高程为1644m,分2孔,溢流堰型为WES实用堰。溢流表孔中墩厚1m(用于布置坝顶交通桥),边墩厚1m,闸墩顶高程为1647.500m,中墩总长度4.0m,紧接边墩设置导墙延伸至挑流鼻坎末端。
2.泄水建筑物。泄水建筑物的布置和结构型式,应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防沙要求等综合比较后选定。本工程中的土石坝可以采用岸边溢洪道进行泄水。土石坝常采用正槽式溢洪道,即泄水槽与堰上水流方向一致,水流平稳,泄洪能力大,结构简单,运行安全可靠,适用于各种水头和流量。
根据枢纽布置原则,枢纽中的泄水建筑物应做到安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽布置应满足以下原则:
枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时,宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施,当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时,坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流从刷下游坝坡时,应比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性,可采取其中一种措施,也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流,应考虑布置排沙建筑物,并在进水口采取放淤措施。
3.取水建筑物。取水建筑物又称取水口或进水建筑物,取水建筑物需要满足以下几方面的要求:流量足够、水质符合要求、水头损失小、可控制引水流量、技术经济合理、施工方便、维修运行管理方便等。取水建筑物按照枢纽布置中有无拦河坝可分为无坝取水和有坝取水两种。本文即采用的是有坝取水,有坝取水与无坝取水相比,能够明显提高取水保证率。有坝取水按水流条件分为无压进水口和有压进水口。其中,无压进水口由壅水坝和攔河闸等低水闸坝建筑组成,应该顺应河势布置,设置取水防沙设施;有压进水口的设定以取水口顶部在水下有一定淹没深度为准。
该工程的进水口位于右岸,与冲沙底孔、拦河坝紧邻。进水口底板高程为1641.00m,高于冲沙孔底板高程2.0m。进水口进口宽3.0m,高3.0m呈喇叭口形。进水口设拦污栅1套,闸门2道(检修、工作各1道)。拦污栅尺寸为3.0×3.0m,闸门尺寸均为宽2.0×2.0m,检修平台高程1647.50m。
4.输水建筑物。输水建筑物又称饮水建筑物,分为无压和有压两种。在引水式水电站中,用于引水发电的渠道又称动力渠道,短则几百米,长则十几公里至几十公里。要求输水能力够、水头损失小、水质符合、运行安全。而引水隧洞则是发电引水洞多为有压洞、灌溉引水洞多为无压洞。
该工程的隧洞布置在大坝右岸,与消力池相连接,起点里程桩号为0 024.00,底板高程为1639.80,洞径为2.5m,采用钢筋砼衬砌,衬砌厚度为0.3m,出口里程为引0 777.75,底板高程为1638.29米,坡降为I=1/500 ,隧洞最大过水流量为6m3/s,洞长753.75m。
二、结语
2014年12月30日,州、市政府领导对引马入工程主体工程进行完工验收,验收结论是:“审批的建设内容基本完成,工程资料基本齐全,质量合格,工期控制基本合理,投资控制基本合理,达到设计要求,同意该工程进行通水典礼仪式并进行引水试运行”。该工程在进行试通水后,工程引水运行良好,能满足工程的设计要求,2016年汛中期向兴西水库引水714.03万方,正常完成引水任务,在初期取得了良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]刘阳;关于水库挡水坝设计初步分析;《黑龙江水利科技》;2015年第3期107-110,共4页.
[2]蒙富强;长河坝水电站泄水建筑物的布置与设计;《四川水力发电》;2016年第1期18-21,共4页.