水利水電工程泥沙設計規范

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水利水電工程泥沙設計規范范文第1篇

【關鍵詞】水利工程；生態環境；可持續發展

0.引言

眾所周知，我國作為最大的發展中國家，水資源嚴重缺乏，所以水利工程建設所帶來的水資源合理調配，其效果是顯而易見的，無論是在防洪、發電、灌溉、航運上我們都切實感受到了水利水電工程帶來的益處，而且在促進資源合理利用中也發揮了重要的作用。合理的建設水利水電工程符合我國的基本國情和國家發展戰略規劃。但是，近些年通過調查表明，水利工程建設會破壞大量的生態環境導致生態失衡，越是大規模的水利工程建設給生態環境帶來的消極影響越嚴重。

1.水利工程建設對生態環境造成破壞

水利水電工程建設往往會對生態環境造成不同程度的破壞，通過調查分析表明其對生態環境造成的破壞主要包含以下幾方面內容：

1.1對河流生態環境造成影響

水利工程建設，顧名思義水利工程的建設絕大多數都是在江道河流上進行，水利工程之前河流有獨特的江河生態環境平衡，在河道上修建水利工程，其結果就是直接破壞了河流在自然環境的長期演化下形成的獨立生態環境，致使河流的局部形態變異，呈現非均一化，非連續化的態勢，徹底改變了河流生態環境的多樣性。水利工程建設改變河流的形態以后會引起局部河段水流的水深、含沙量等的變化，進而影響河流上游及下游的水文、泥沙發生變化。而水文和泥沙恰是影響河流生態平衡的重要因素，之后河流的水環境會因為水文和泥沙的改變而發生變化，水溫也會隨之改變。

1.2對陸生生態環境造成影響

水利工程建設除了對水體環境造成直接影響之外對陸生生態環境也有明顯影響，而且是最為顯著的影響。因為在工程建設工程中，工程中的運輸，挖掘等施工會對當地的林地、植被和農田的破壞。大量的植被被破壞之后，當地的陸生生態環境生態免疫力將會降低，生態恢復能力下降，當地棲息的動植物會因為失去賴以生存的環境條件而大規模遷徙甚至是死亡。同時，工程建設過程中生活和施工污水的排放對生態帶來的惡劣影響是不容窺視的，污水的排放不但會改變河道的理化性質，也同時惡化了河道岸邊的爬行動物的生存環境。因此，在工程建設工程中，由于大量的植被被破壞，動物被迫遷徙，河流水體被污染從而徹底改變了當地的陸生生態環境，造成物種群居減少，使得該區域的植物與動物之間的結構發生變化。生態環境的多樣性結構被改變，使該區域的濕度，溫度異常，所以說，水利工程建設對陸生生態環境帶來的影響是最為顯著的。

1.3會環境帶來影響

大規模的水利水電工程建設往往會要求占用大量的土地，或者因工程需要去淹沒大范圍的居民生活區，這是水利工程對生活環境帶來的最直接的影響，這其中就會影響一方的人文文化，涉及范圍包括人員的遷徙與安置，文物的保護與開發等等。但是往往是為了利于工程的建設，對當地的居住環境，工程和文物等造成了巨大的破壞。水利工程的建設，會導致該區域水位上升，該區域附近受到水利工程的影響，使耕地鹽堿化，甚至可能成為沼澤地。同時，水利工程的建設，會導致該區域的氣候發生變化，造成生物性和非生物性的疾病傳播，影響人群的身體健康。而且，即使是有了人口的二次遷徙與城鎮規劃，如果不合理，還會在建設過程中造成二次破壞。

2.何正確處理水利工程建設與生態環境的關系

水利工程建設符合我國的基本國情，是功在當代，利在千秋的惠民工程，但是，如果不正確處理好水利工程建設與生態環境之間的關系，合理保護生態環境，使水資源得到可持續性的發展，那么惠民工程也就變成了害民工程。分析問題，尋求原因，解決問題，合理建設水利工程，保護生態環境平衡，我們要從以下幾個方面入手：

2.1健康發展，建立環境友好型水利水電工程

建立環境友好型的水利水電工程需要我們首先加強建設流域綜合規劃和規劃環評體系，通過體系去更好地統籌建設和保護目標。目前我國水利水電建設正處于一個轉型的關鍵時期，我們應該把握機遇，把水利水電建設轉換為利于生態環境的友好型工程，通過流域綜合規劃環評進行統籌，對可能造成的影響采取積極的工程與非工程措施加以減免。加速對江河生態系統在上下游、干支流之間的流域內的交互式動態影響研究，以此為基礎，加快江河流域環境保護科研工作，特別應從流域尺度確定江河整體生態保護目標，協調流域開發與當地河流生態功能及保護區建設，切實做到有序開發水資源和水能資源。

2.2過魚設施、分層取水等技術研究水平，突破現有的生態保護工作格局

大量實驗數據與實踐工作證明，永久性攔河閘壩建設對河流生態的影響，可以通過過魚設施、設置分層取水口等加以減緩或進行補償。調查發現，漁業產業發達的美國、日本以及澳大利亞等國家的過魚技術與設施已經相當成熟，所以，在過魚設施的建設力度上我們必須加強，而且要在技術與設備上有所提高，尋求突破。另外我國的分層取水技術也可以借鑒美國、日本等技術發達的國家，建立研究中心的方式來迅速提高技術水平，并最終投入到水利水電建設項目中去，達成建設環境友好型水利工程的目的。

2.3生態調度，補償河流生態，緩解環境影響

通過借鑒發達國家的成功經驗，我們應該調整水利水電工程的現有運行方式，把生態調度納入工程的統一調度管理，爭取早日進入工程的全面管理階段，以修復河流自然徑流過程為基礎。合理補償工程建設對生態環境的不利影響，近年來在我國也開始得到了重視，丹江口水電站為控制漢江下游水體富營養化，加大枯季下泄流量；太湖流域調整河網地區閘壩運行方式，促進水流交換改善水質等，都是生態調度的有益嘗試。但仍應認識到，我國距真正實施水利水電工程運行中的有效生態調度尚有巨大的差距，建立以生態保護為目標的運行和長效管理機制是一項復雜的長期任務。

2.4相關規程和技術體系，多途徑恢復和保護生態環境

減緩工程建設對河流生態的影響需要采取綜合措施，不但要有針對性，還要切實做到因地制宜，例如：在葛洲壩水利工程中，我們通過人工培育的方式去緩解水利工程對珍惜水生生物帶來的影響，另外，采用膠凝砂礫石壩減少當地材料用量、采用氣墊式調壓井減少植被破壞、建立野外多自然河流試驗研究基地、用生態大型灌區替代常規的混凝土渠系，以及修建生物廊道，恢復岸坡植被，建立人工濕地等，都是保護生態的有效措施，國內外都有大量的實踐經驗?？傊?，我們應該改變體系和規程去適應對生態系統造成的影響，做到保護生態環境多途徑，多方式，多手段。

3.總結

結合我國水利工程建設的現狀，我們應該正視生態環境被破壞后帶來的嚴重危害，通過各種方式去建立完整的評測體系，研究多途徑協調控制水利工程建設與生態環境的關系，造福子孫，適應國家的可持續發展戰略?！科]

【參考文獻】

［1］中華人民共和國標準.堤防工程設計規范(GB50286-98).中國水利水電出版社:1999.

［2］中華人民共和國標準.堤防工程施工規范(SL260-98).中國水利水電出版社:1999.

水利水電工程泥沙設計規范范文第2篇

關鍵詞：水工建筑物；可靠性設計；因素

中圖分類號： TV文獻標識碼： A

前言

可靠性理論在水工建筑物設計中的應用，使水工結構設計理論進入了一個新的階段?？煽慷仍O計方法只能解決可統計的隨機性不確定性問題，例如結構相對簡單、對其作用、作用效應、材料性能和抗力已基本了解和認識的建筑構件，隨機變異性是其設計中主要考慮的因素。所以，在工程結構設計中，可靠度分析方法與傳統的總安全系數方法最本質的差異就在于其未計入不可統計的非隨機不確定性因素。

一、可靠度和安全系數

安全系數包含了不可統計的非隨機不確定性因素。諸如，從作用到作用效應的轉換、從試件的強度到結構抗力的轉換、以及可能存在的設計中的人為差錯、地基查勘中未被查明的隱患等，這些因素都只能依據工程經驗確定。所以基于概率理論的可靠度分析對這些不可統計的非隨機不確定性因素是不能適用的。

對隨機變異性是設計中主要考慮因素的結構，可靠度設計方法具有綜合考慮抗力 R 和作用效應 S 的發生概率、對各類結構給出以功能函數Z ＜0 標志的真實失效概率的優勢，對其作為工程設計趨勢的前景需要積極關注。但同時也應充分認識到在當前的工程設計中，尤其是對高壩這類復雜的水工建筑物，設計中安全水準的設置在相當程度上仍需依據工程實踐經驗，其諸多非隨機不確定性因素是可靠度設計方法所無法解決的。而對如大壩這類復雜的水工建筑物設計，可靠度設計方法也存在著相當的復雜性和局限性，例如作為統計基礎的樣本資料的不足，而可靠度方法本身對非線性的大壩結構分析也有不少有待解決的困難，特別是地震作用實際并非隨機變量，而是非平穩的隨機過程，其動態可靠度分析更是非常復雜難解的。因此，對待可靠度方法在水工建筑物設計中的實際應用，必須十分慎重，應當說，目前在水利水電工程中，直接推行可靠度設計尚不具備條件。但在水利水電工程中，采用籠統的單一安全系數的傳統，也確有突破的必要。當前可行的途徑是向采用分項系數極限狀態的方式轉軌，包括考慮作用效應和抗力隨機性的分項系數，以及引入計入非隨機性的不確定性因素影響的結構系數 γd，這實際上是從單一的安全系數向多安全系數的轉軌。但至少在目前，對轉軌后分項系數的取值，在相當程度上仍需要依據工程實踐經驗，因此總體上仍需要由傳統的安全系數套改，以保持規范的連續性。

 二、單一安全系數向分項系數的“轉軌套改”

1、兩種分項系數極限狀態方程的本質差異

在可靠度分析中，抗力和作用效應的分項系數 γR、γS是通過與目標可靠度相應的驗算點的設計值 Rd、Sd求解的，因而是相互關聯而并非獨立確定的。雖然可靠度設計和轉軌后的多安全系數法都是以分項系數極限狀態方程表征的，但如上所述，兩者間有本質差異，因此，把以分項系數表征的多安全系數法混同于可靠度分析方法，正是源于上述這些概念上的混淆。在計入結構系數 γd的情況下，仍要求按可靠度方法確定抗力和作用效應的分項系數，實際也是難以推行的。

2、向分項系數“轉軌”的內涵

由于從傳統的單一安全系數 K 向以分項系數表征的多安全系數轉軌，目前分項系數的取值仍需由安全系數套改，因此，實際上只是將安全系數 K 拆分為考慮抗力和作用效應從標準值到設計值的隨機變異性的分項系數 γR和 γS、以及考慮非隨機不確定性因素的結構系數 γd三者的乘積。因而就安全標準的設置而言，兩者并無本質差異。但分項系數法使工程人員更清楚了解安全系數 K 的內涵中包含的各個因素的性質及其在總的安全裕度中所占有的比重，且能根據不同作用產生的作用效應及構成抗力的不同因素之間隨機變異性的差異，對相應的分項系數進行適當調整。由于轉軌后以分項系數表征的多安全系數法并非可靠度設計，其取值并不以目標可靠度 β 相關聯，因而也不存在工程人員要按可靠度理論進行復雜計算的困難。實際上，多安全系數極限狀態的設計方法在國際上已廣為應用，但在水工建筑物設計的“轉軌套改”中，對各個分項系數，特別是引入的結構系數 γd，賦予了更為明確的內涵和取值依據。顯然，采用統一的多安全系數極限狀態的設計方法，也有利于我國在國際承擔愈益增多的水利水電工程建設任務。

三、水工建筑物設計中作用分項系數的特點

在重大的壅水建筑物設計中，作為主要作用的水荷載，其在不同工況下的相應設計水位，就已經考慮了相應的洪水發生概率，可以通過工程具有的控制水位的可靠設施，加以人為調度，因而可以視為定值。另一個主要作用是結構的自重荷載，對大體積壩體而言，其尺寸和容重的隨機變異性也是很小的，同樣可以視為定值。其余的具有一定隨機變異性的作用，如壩基的滲透壓力，由于壩基地質條件的復雜和系統觀測數據資料所限，很難進行概率分布和統計參數的計算分析; 又如溫度作用，與氣候條件、人工調度方式、庫水中泥沙含量等因素有關，也很難用統計理論進行分析而提出準確的統計參數。所以如文獻中所述，把這些作用作為隨機變量，實際上也是有一定困難的。

至于地震作用，是隨機變異性最大的作用。實際上，地震作用應當視為隨時間變化的非平穩隨機過程，其失效概率的表征所涉及的對作用效應的動態超越概率分析，十分復雜，目前尚難在工程中實際應用。因而通常還只能把地震動輸入的峰值加速度作為與時間無關的隨機變量處理。我國地震動輸入的設防準則是依據基于概率理論的地震危險性分析的結果。與洪水設防準則相似，水工建筑物的抗震設防準則采用相應于基準期內一定的超越概率水準。

國地震動輸入的設防準則是依據基于概率理論的地震危險性分析的結果。與洪水設防準則相似，水工建筑物的抗震設防準則采用相應于基準期內一定的超越概率水準。對于抗震設防類別為甲類的重大的壅水水工建筑物，現行水工抗震規范規定，其抗震設防水準為 100 年超越概率2%，約相當于遭遇約 5 000 年一遇的地震作用，高于國外同類規范、導則中的規定值，并且在 2008 年的汶川大地震中經受了一定的檢驗。地震作用的隨機變異性在設計地震作用的代表值已經得到了反映。在可靠度分析中，屬偶然作用的地震作用，其分項系數也應是取為 1. 0 的。因此，作為對于包括高壩在內的水工建筑物的特點，目前是基本可以把作用視作定值處理的。

四、《水工建筑物抗震設計規范》中分項系數的取值

在考慮地震作用的偶然設計狀況中，《水工建筑物抗震設計規范》根據已有試驗資料，給出了大壩混凝土的抗壓強度的動態標準值。對抗滑穩定校核中的抗剪強度參數 f 和 c，目前一般采用 0. 2 分位值的靜態參數。

為適合我國的國情，規范中規定，對包括壩高70 m 以下的水壩在內的量大面廣的水工建筑物，仍可按擬靜力法進行抗震校核計算; 而對重要的水工建筑物應按動力進行抗震校核計算。在擬靜力法中，由于地震作用的簡化和結構地震作用效應按靜力計算、并引入了對地震作用效應進行折減的系數，是主要基于工程實踐經驗的近似方法，難以反映結構的作用效應和抗力的隨機變異性。因此，在套改中，作用效應和抗力設計值的分項系數都取為 1. 0。因考慮地震作用是屬于偶然設計狀況，其結構系數取為 γd= K/ψ。在動力法中，結構動態抗力設計值的分項系數取其在正常設計狀況中相同的值，從而從相應的安全系數中套改結構系數 γd值。

結束語

從上述各項，對水工建筑物統一采用現行的分項系數極限狀態方程方法，并不存在實質。這樣也有利于我國在國際承擔愈益增多的水利水電工程建設任務。

參考文獻

[1] Duncan J M. Factor of safety and reliability in geotechnical engineer-ing［J］. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2000，126(4): 307-316.

水利水電工程泥沙設計規范范文第3篇

【關鍵詞】：水庫工程；建設；研究

中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A 文章編號：

1、工程概況

依灑水庫位于元謀縣羊街鎮灑灑依村委會旁的依轱轤河上，該河屬于元江水系。依灑水庫規模屬小（一）型水庫，水庫壩址以上控制徑流面積13.92km2，水庫流域形狀呈羽毛狀，流域地勢東、西、北三面高，南面低，是金沙江、元江兩大水系的分水嶺，流域以北為金沙江水系龍川江支流丙巷河流域，流域以西為龍川江支流羊街河流域。依灑水庫流域屬中亞熱帶季風氣候，多年平均氣溫16.2℃，年降雨量分布不均，干濕季分明，濕季受西南暖濕氣流影響，雨量充沛，汛期5～10月降雨占全年降雨量的80%，雨熱同季。

工程區位于羊街～化同以東分水嶺內紅河水系西河上游依轱轆小河,屬紅河水系（祿汁江支流西河上游依轱轆小河）。依轱轆小河向南流入西河在祿豐縣城西匯入祿汁江在匯流入紅河（分水嶺以外的西、北均屬金沙江水系龍川江支流），兩岸階地發育、界面相對平整，屬山間型河谷地貌。徑流區范圍內海拔高程2096.0m～2450m，相對高差350m，地形切割深，源頭基巖、溯源侵蝕強烈，區內山脊與水系走向平行于元謀斷裂發育，水系與山脈相間，大致呈北～南展布，屬中高山地貌。根據工程區域內河流發育特征和地貌成因類型大致可分為：侵蝕構造地形，構造侵蝕堆積型地形。

2、該項目建設的必要性分析

興建依灑水庫，一是可以解決羊街鎮羊街、甘泉2個村（居）委會27個村民小組1808人集鎮供水人口、2293人農村人口、1390頭大牲畜、5877頭小牲畜的飲水安全，上壩位可解決3100畝、下壩位可解決灌區4610畝農田的灌溉用水問題；二是修建供水渠道將依灑水庫的蓄水引至羊街鎮位置較高、干旱缺水嚴重的村委會解決人蓄飲水安全及農田的灌溉問題，提高了人畜飲水及灌溉保證率，增加了糧食產量，同時緩解了城鎮供水和農業灌溉的嚴重矛盾，提高了灌區人民群眾生活水平，三是在汛期可調蓄洪水，使下游沿河農田及村莊免受洪災威脅。

綜上所述，依灑水庫的建設是十分必要和十分迫切的。

3、水庫工程建設應注意的問題分析

根據作者多年的實踐經驗及本工程實際情況，認為該水庫工程建設過程中應注意如下幾個方面的問題：第一，合理確定設計標準。合理確定設計標準是確保水庫正常發揮效能的重要保障，應根據實際情況及相關規范要求進行合理確定，比如，依灑水庫樞紐由大壩、導流隧洞、輸水隧洞及溢洪道組成，(推薦方案)總庫容278.8萬m3。 根據《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000，依灑水庫總庫容278.8萬m3，工程規模為小(一)型，工程等別為Ⅳ等。主要建筑物為4級，次要建筑物為5級，主要建筑物按7度地震設防。設計洪水標準30年一遇（P=3.33%），校核洪水標準300年一遇（P=0.33%），施工渡汛洪水標準20年一遇（P=5%）。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288—99），本水庫以灌溉水庫灌區4610畝農田為主，兼顧人畜飲水安全及防洪，根據規范規定并結合灌區作物種植情況，灌溉設計保證率取75%，人畜飲水供水保證率取95%。第二，死水位的確定。依灑水庫規模屬?。ㄒ唬┬?，壩址以上本區控制徑流面積13.92km2，依灑水庫多年平均入庫泥沙總量為0.52萬t，其中本區懸移質0.43萬t，推移質0.09萬t，年平均淤積量0.36萬m3，水庫30年泥沙淤積量為10.8萬m3。水庫的淤積量及淤積分布受徑流區植被、庫區地形、水庫調度運行方式等多種因素影響，很難精確計算，只能作估算，淤積起點距壩址距離為L，L＝KL0。經分析計算依灑水庫下壩位30年淤積量對應的壩前淤積高程為2186.75m。根據以上分析計算，經研究確定水庫淤積高程2186.75m。本水庫以灌溉為主，結合樞紐建筑物布置需設導流輸水隧洞，使輸水隧洞出口與灌溉干管取水口高程吻合，確定輸水隧洞進口高程為2186.75m，增加1.50m的工作水頭，水庫死水位為2188.25m，相應死庫容為10.8萬m3，可保證通過輸水隧洞放出設計流量，同時該高程以下庫容可滿足水庫30年的淤沙要求。第三，壩址選擇比較。擬定兩個建壩方案，上壩址與下壩址之間的距離相差約1km。根據上、下壩址的選擇，將上、下壩址從壩址地形地質條件、相同壩型工程布置及投資情況、壩址附近料場及交通情況等多方面進行比較。，上、下壩址均無重大地質問題，皆有建壩條件，但下壩址上游河谷開闊，庫盆條件較上壩址好。下壩址壩高、工程量及投資較上壩址大，但從地形、地貌、地質條件分析，下壩址較上壩址稍好，更有利于導流、輸水建筑物的布置。下壩址壩址以上控制流域面積為13.92km2，較上壩址大3.91 km2，下壩址興利庫容為201.1萬m3，較上壩址大60.1萬m3，下壩址水庫供水效益優于上壩址。上、下壩址投資比較接近，但單位立方水投資分析，下壩址明顯優于上壩址。經技術經濟綜合比較，下壩址除工程投資較上壩址大外，但各方面均優于上壩址，因此建議下壩址為推薦方案。第四，應對大壩進行監測設計。大壩的安全是水庫能否正常運行的關鍵。為了監測大壩施工期及運行情況，在水庫運行期間，除應進行一般外表觀測外，還應對壩面位移、壩體及壩基滲流、庫水位等進行觀測并作詳細記錄。①一般外表觀測。一般外表觀測是對壩面是否受到人為或生物破壞，壩面是否出現裂縫、坍陷、隆起、滲水、流土、管涌等異?，F象進行觀測。②滲流觀測。大壩滲流觀測包括壩體浸潤線、滲流量等觀測。滲流量包括壩體、壩基及繞壩滲漏，這三種形式的滲漏量一般難以分開，因此，在下游壩腳處設一座三角堰觀測總滲漏量。由于該壩為除險加固，加強施工期的滲流觀測是十分必要的。在大壩培厚加固后，壩體浸潤線采用測壓管觀測。壩面設測壓管，總8個。測壓管采用內70mm外φ120mm鍍鋅鋼管。③位移觀測。位移觀測包括壩面垂直位移觀測和水平位移觀測。大壩址移觀測標點設于壩頂下游側和下游坡戧臺內側。在兩岸坡上設水平位移觀測工作基點和校核基點。為提高垂直位移觀測精度，方便觀測實施，將垂直位移觀測基點設在與觀測標點埋設高程相近的左右岸山坡。位移觀測需配備J2經緯儀、S1水準儀各一臺。④庫水位觀測。庫水位是水庫運行調度的重要依據，也是大壩安全運行控制參數，故必須進行觀測。擬定用水尺作為庫水位觀測設施。水尺布置在岸坡較穩定、觀測較方便的位置,同時建立一套簡易水情測報系統。⑤其它觀測。其它觀測包括導流輸水、和溢洪道的出流量、消能、建筑物外表觀測。在高水位期間，應加強導流輸水、進口洞臉附近及溢洪道邊墻附近滲流觀測。在溢洪道泄洪時，應加強消能和防沖效果的觀測。

4、結尾

本文以上內容首先對該水庫的概況進行了介紹，隨后對其進行建設的必要性進行了分析，最后對該水庫工程建設中應注意的問題進行了分析和探討，表達了自己的觀點，提出了自己的見解，但是作者深知，作為一名技術人員，必須要有實事求是的精神，要能靜下心來，仔細研究，深入推敲，只有這樣才能為水庫工程建設作出更大的貢獻。

【參考文獻】

[1]《水利水電工程》趙中極等，中央廣播電視大學出版社

水利水電工程泥沙設計規范范文第4篇

（黃河勘測規劃設計有限公司，河南 鄭州 450003）

【摘要】凱樂塔水電站是幾內亞共和國最大最重要的水電站，工程樞紐由擋水壩、溢流壩、引水建筑物、泄流底孔及廠房建筑物等組成，樞紐布置充分利用孔庫雷河在凱樂塔瀑布處河道突然變寬，主流分股分散的特點，合理安排泄洪、發電等建筑物的位置并綜合考慮施工導流工程布置的方便性和實用性，壩軸線呈S曲線布置，總長1145.5m。

關鍵詞 凱樂塔水電站；樞紐布置；碾壓混凝土；壓力鋼管

0　概述

凱樂塔水電站位于幾內亞共和國境內孔庫雷河中游，是以發電為主的三等中型水電工程，水庫校核洪水位113.30m，正常蓄水位110.00m，相應庫容2300萬m3，電站裝機容量234.6MW，多年平均發電量9.65億kW·h。目前幾內亞共和國內的發電總裝機為253MW，其中水電129MW，最大的電站是格拉菲里電站，裝機75MW。凱樂塔水電站建成后將主要承擔其工業用電，成為幾內亞國內的骨干電源，極大的促進幾內亞的經濟發展。

1　自然條件

幾內亞只有雨季和旱季，5月至10月為雨季，降雨量約占全年的90%，11月至次年4月為旱季，干旱少雨。孔庫雷河流域平均降雨量為2000mm，壩址多年平均徑流量為109.6億m3，本工程防洪標準為百年一遇設計，千年一遇校核，百年一遇設計洪水為3670m3/s，千年一遇校核洪水為4430m3/s。流域植被好，泥沙含量小，河流含沙量為10g/m3，壩址以上多年平均懸移質輸沙量為13.9萬t。

孔庫雷河從壩前近東西向折而向北西流過壩區，壩址區河谷蜿蜒曲折，河谷呈“U”形，河床寬度由約200m至壩址處擴展至約750m，河道內有數個“河心島”將孔庫雷河分割，主流分散形成5處河灣（叉河），各河灣自壩軸線向下約350m形成龐大瀑布群，從左往右分別為SALE，SANFOKUI，FRANBANGA，SONGO，LEKTE，其中SONGO和LEKTE兩處河灣水量較大，瀑布落差約25～40m。壩址區兩岸山體雄厚，谷坡寬緩，基巖裸露，自然坡度一般7°～10°，相對高差一般低于200m，壩區基巖主要為泥盆紀的輝綠巖和奧陶系石英砂巖，兩岸山坡分布有較多的第四系紅土，河道中分布有少量第四系坡崩積-沖積的碎塊石。除少量風化卸荷外未見大的崩塌、滑坡、泥石流等不良地質現象。壩址區未見斷層出露，節理裂隙主要發育有3組，節理一般延伸長，切層深，連通性好。壩址區地震基本烈度為Ⅶ度。

2　樞紐布置

樞紐工程的主要建筑物包括擋水壩、溢流壩、引水建筑物、泄流底孔及廠房建筑物等。樞紐布置充分利用孔庫雷河在凱樂塔瀑布處河道突然變寬，主流分股分散的特點，合理安排泄洪、發電等建筑物的位置，避免相互干擾，優先考慮泄洪建筑物的布置，使其下泄水流不致沖刷壩基和其他建筑物的基礎，并綜合考慮施工導流工程布置的方便性和實用性，壩軸線呈S曲線布置，總長1145.5m。

2.1　擋水壩和溢流壩

攔河壩為碾壓混凝土重力壩，擋水壩段總長706m，壩頂高程114m，最大壩高22m，上游面豎直，下游面在107.33m高程以上豎直，在107.33m高程以下坡度為1:0.75，壩頂寬5m。溢流壩段布置在右岸，位于孔庫雷河主河床的位置，整個溢流壩段呈弧形布置，其圓弧半徑830m，溢流壩段長360m，溢流堰采用無閘門控制的開敞式自由溢流，堰頂高程110m，堰型為克里格爾經典剖面，下游坡度為1:0.85，采用臺階消能的布置形式，末端采用底流消能。

2.2　引水系統布置

引水壩段保證電站的取水，布置在壩軸線的凹位，位于SANFOKHI瀑布的位置，引水壩段總長66m，引水系統由壩式進水口和壓力鋼管組成，共3臺機組，一機一管，單機設計引用流量180m3/s，壓力鋼管內徑6.3m。本工程采用壩后背管的布置方式，鋼管自上彎段穿出壩體以后，敷設在開挖的基巖面上，鋼襯和外包的鋼筋混凝土聯合受力，可有效降低鋼襯厚度，有利于鋼材鋼質和焊接質量。但是由于背管受力和施工較復雜，鋼襯和鋼筋混凝土聯合受力條件難以完全符合理想情況，特別是在鋼筋混凝土施工存在缺陷的情況下，因此背管按明管設計，外包鋼筋混凝土能提高壓力管道的超載能力。

經過專家學者論證和大量的壓力管道模型試驗證實，在設計荷載作用下，背管混凝土一般都要開裂，且裂縫必然是貫通縫，但外包混凝土開裂后壓力管道仍能正常工作，因此設計時不必為使鋼管外包混凝土不開裂而過多增加外包混凝土厚度。運行時出現裂縫，采取措施防止裂縫處鋼筋銹蝕。

2.3　泄流底孔的布置

泄流底孔壩段布置在FRAN BANGA瀑布的上游，與進水口所在的SANFOKHI瀑布相鄰，兩個底孔為有壓泄水孔，出口用弧形閘門控制，其后接大約300m長的泄水明渠，將水流導至FRAN BANGA瀑布。根據水力模型試驗的結果來看，泄流底孔前可以拉砂形成沖砂漏斗，但由于底孔距離進水口較遠，沖砂漏斗邊界并沒有延伸到電站進口的泥沙淤積區域。因此，底孔并不能起到沖砂的作用，但可以放空水庫，同時也是二期的導流通道；孔庫雷河流域植被好，泥沙含量小，該河流含沙量10g/m3；進水口設置攔沙坎，流道底板（EL90.85m）比引渠底（EL87.00m）高3.85m；基于這些方面的考慮，泥沙問題顯得不是特別突出。由于底孔可以迅速放空水庫，泥沙淤積也可以得到很好的清理。

2.4　廠房及尾水渠

電站廠房布置在引水壩段下游約80m的河道上，最大開挖深度57m，電站尾水通過350m的尾水渠排入主河道。電站為壩后式地面廠房，主廠房總長106.1m，寬度47.8m，總高53.8m，水輪機安裝高程52.5m，機組間距22m，一機一縫。主廠房由主機間和安裝間組成，安裝間布置在主機間左側，進廠路在安裝間下游，副廠房布置在主廠房下游側，主變壓器、GIS樓布置在主廠房上游側。尾水平臺高程為72m，寬9.8m，尾水底坎高程41.5m，渠底以1:2.3的反坡與原河道相接，尾水邊坡用鋼筋混凝土噴錨支護。下游河道距離尾水約800m處由于河床陡然升高，容易在尾水形成壅水區域，因此還需要對下游凸出河道斷面進行修整疏浚。

3　針對引水系統的技術改進措施

3.1　壓力鋼管過縫措施

一般壩后式水電站廠壩間多設溫度縫或沉降縫，以使廠房和壩體結構相對獨立，受力明確，并在壓力鋼管過縫處設伸縮節，以適應縫兩側廠壩結構的相對變位，改善廠壩混凝土結構及壓力鋼管的受力狀態。但是，這樣不僅使工程投資和運行費用增加，并且伸縮節的制造加工、施工安裝以及運行期的止水等技術問題也十分關鍵。本工程采用的措施是在廠壩分縫處設一段墊層管過縫取代伸縮節，以適應分縫兩側相對變位。具體做法是在廠壩分縫處的管節外壁包裹360°膨脹聚苯乙烯彈性墊層，厚度為30mm，并在廠壩分縫處預留管節環縫，待水庫蓄水后，廠壩間不均勻沉降基本形成，再焊接此縫，以減小不均勻沉降對鋼管產生的不利影響。

3.2　進水口消渦梁

按《水利水電工程進水口設計規范》（SL 285-2003）計算，為防止產生貫通式漏斗漩渦的最小淹沒深度為8.5m。進水口引水道頂高程98.00m，最低運行水位109.00m，最小淹沒深度11.0m，大于理論計算值8.5m。理論上不會產生漩渦。但是根據模型試驗的結論來看，電站進口右側漩渦頻繁，漩渦最大直徑約有1.8m。與理論計算有所不符。

經過分析，由于樞紐布置的特殊性及實際地形的約束，在電站進水口前，形成一個環狀區域，當上游來流受邊界條件的影響，發生了縱向或橫向的變化，水流的流向和能量都發生變化。下部主流水流行進至電站進水口時，由于斷面收縮，流速增大，動能增加，而上部來流，由于受胸墻的影響，行近流速趨于零，動能減小，勢能增加，形成一壅水區，壅水區的水體受到正向、反向、橫向流速的作用發生旋轉，并且在重力的作用下形成漏斗形漩渦。設置消渦梁后，在各種運行水位下，電站進水口基本不發生漩渦，消渦效果很好。

4　結語

凱樂塔水電站樞紐布置充分利用孔庫雷河在凱樂塔瀑布處河道突然變寬，主流分股分散的特點，合理安排泄洪、發電等建筑物的位置，避免相互干擾，并綜合考慮施工導流工程布置的方便性和實用性，壩軸線呈S曲線布置。引水壓力管道采用壩后背管的布置形式，由于樞紐布置的特殊性及實際地形的約束而在進水口前沿容易形成的漩渦也采用了消渦梁的方式避免了其不利影響。目前工程已經接近尾聲，從即將竣工的大壩風貌上來看，電站的樞紐布置是科學合理的，為今后興建類似的工程提供經驗并開闊和豐富設計人員的思路。

參考文獻

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水利水電工程泥沙設計規范范文第5篇

【論文關鍵詞】荒地排河;現狀;問題;治理;實施方案

1河道概況及存在的問題

1.1河道概況

1.1.1河道現狀?；牡嘏藕娱_挖于1970年,位于獨流減河以北,起自石化泵站(乙烯泵站),沿獨流減河左堤北側,經大港發電廠,穿津歧公路,在大港發電廠循環河北側,東至擋潮閘入海,全長16.7 km,負責獨流減河以北、北環路及上高路以南、八米河以東、海濱大道以西范圍內的排水。排水范圍內主要有天津石化公司、100萬t乙烯、油建公司、大港發電廠、新泉海水淡化公司、古林街、石化園區、開發區、生活區、港東新城,正在建設的南港輕紡園,排水面積61.39 km2。

1.1.2水利設施情況。現有六米河、十米河、城排明渠、板橋河4條河道匯入荒地排河;沿河座落石化泵站(16 m3/s)、大乙烯排水泵站(13.8 m3/s)、十米河泵站(16 m3/s)、城排泵站(6 m3/s),4座泵站的排水能力為51.8 m3/s。wWW.133229.Com南港輕紡園的雨水、污水的排水規劃正在編制,如果不開辟新的入海河道,其雨水、污水只能入荒地排河。

1.1.3歷年治理情況?；牡嘏藕訌拈_挖至今,對解決該區域的排水問題發揮了很大作用。近幾年來,雖然先后建設了大港發電廠節制閘、?？趽醭遍l,并對險堤段和入?？谟俜e進行了治理,但河道治理與大港經濟社會的發展相比仍較為滯后。

1.2存在的問題

1.2.1設計斷面小,排水標準低。原河道負責排除荒地、農田的積水,排水采取自流形式,設計標準低,排水時間長[1-2]。

1.2.2地權與河道管理分置,年久失修。該河上段占地屬津南區,由三角地指揮部管理,長3.3 km;中段占地屬大港管理,長6.47 km;下段占地屬塘沽,由鹽場管理,長5.43 km。由于種種原因,3個行政區沒有對河道實施有效管理,造成堤防及沿河水利設施破爛不堪。

1.2.3淤積嚴重,排水不暢。由于水土流失和海潮挾帶泥沙沉積的影響,河道的淤積深度在1.5~2.5 m之間;另外,汛期多發位時,河道水位被潮水頂托持高不下,水位抬高,雨水不但不能入海,反而會造成漫溢,淹泡臨河低洼的區域。

1.2.4排水面積加大,增加了排水壓力。由于沿河企業、園區、城區的快速建設,使地面截留、滲漏減少,而企業的外排水標準高,導致排水量大幅增加[3-4]。

2治理的必要性、目標及規模

2.1治理的必要性

2.1.1城區排水的需要。天津石化100萬t乙烯、南港輕紡園、陸港橡膠等一批大項目相繼落戶大港,東部城區建設正在加速,原先的農田、荒地、坑塘,正在快速轉變為工業園區和現代化城市。由于用地性質改變,排水標準也應相應提高。初步測算,荒地排河的流量達到70 m3/s時,才能滿足排水要求,而現狀荒地排河的最大排水能力只有10 m3/s,遠遠滿足不了城區發展對排水的要求。大港城區附近另一條入海河道是獨流減河。獨流減河全長68 km,是大清河主要入海河道,擔負著保衛天津市區防洪安全、渲泄大清河洪水入海的重要任務,大港段河道還擔負著引黃濟津和南水北調的引水任務,排水壓力比較大。

根據有關規定和河道上下游的實際情況,大港城區及企業的雨水不能向獨流減河排水。一是獨流減河水質要求。根據天津市人民政府津政函[2008]9號《關于對海河流域天津市水功能區劃的批復》的要求,萬家碼頭至十里橫河段日常期間2010年應達到ⅴ類水水質目標(飲用水輸水期間2010年應達到ⅲ類水水質目標),十里橫河至南北腰閘段2010年應達ⅴ類水水質目標。由于各單位排水不能保證達到ⅲ類或ⅴ類水質要求,因此向獨流減河排水不符合天津市水功能區劃的要求。同時,該段河道是引黃濟津和南水北調的重要引水河道,一旦入獨流減河的水質影響引水水質,不但影響市區居民的引水安全,而且將產生極其不好的政治影響。二是獨流減河汛期行洪要求。獨流減河負責大清河水系的泄洪,遇有上游洪水經獨流減河泄洪時,設在獨流減河左堤的口門必須封堵,避免發生險情,以確保天津市區安全。三是對沿河企業單位的影響:①對大港油田和北京地下儲氣庫的影響。自大港電廠南北腰閘建成后,為保證大港電廠安全生產(水位要求、水中無雜物),除上游洪水下泄外,北腰閘不允許開啟。因此,排入獨流減河的水無法入海,只能囤積在河道內,抬高河道水位,造成漫灘現象,直接影響大港油田油井和北京地下儲氣庫的正常生產。②對大港發電廠的影響。由于大港發電廠機組按海水冷卻設計,冷卻水中若有大量的污水對機組的腐蝕非常嚴重,不利于機組設備的正常運行。③對沿河生產單位的影響。沿河自然養殖戶較多,葦地魚池數千公頃,若排水造成污染,養殖戶索賠損失,引起群眾上訪事件,引發社會不穩定。因此,荒地排河成為大港城區雨水排外的唯一河道,具有保證城區排水安全的重要意義。

2.1.2水環境治理的需要。當前,濱海新區快速發展,城市面貌日新月異,而荒地排河做為城區外圍唯一的入海河道,河道的水環境與城市發展不協調。因此,必須對荒地排河進行綜合治理。

2.2治理目標

完善設施,提高功能,確保區域排水安全;推進水環境治理,創造良好的水生態環境,實現人水和諧[5]。

2.3治理規模

2.3.1工程任務。全面治理荒地排河石化泵站(大乙烯泵站)至入?？?6.7 km河道。

2.3.2治理規模。根據企業排瀝標準及各排水口入河流量,兼顧長遠發展,進行分段設計:①十米河以上段工程治理規模:石化泵站排水流量16 m3/s,乙烯泵站排水流量13.8 m3/s,河道排水流量按30 m3/s考慮。②十米河至板橋河段工程治理規模:十米河以上排水流量30 m3/s,十米河泵站排水流量16 m3/s(正常運行12 m3/s),城排泵站排水流量6 m3/s,該段排水流量按50 m3/s考慮。③t型河口至擋潮閘段工程治理規模:t型河口以上河段排水流量50 m3/s,板橋河匯入排水流量20 m3/s,該段排水流量按70 m3/s考慮。

3工程實施方案

3.1設計依據

工程等級和排瀝標準參照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000),荒地排河治理工程按ⅳ等工程進行治理。遵循的主要規范、標準及文件有:《堤防工程設計規范》(gb50286-98)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000)《天津市大港區河道綜合治理工程項目建議書》。基本資料來源是2008年12月實測帶狀地形圖和縱橫斷面圖地面附著物調查成果。

3.2河道縱向布置

(1)石化泵站(乙烯泵站)至電廠鐵路涵洞(0+000~6+820)段:按現狀河道的走向進行布置。

(2)鐵路涵洞至板橋河(6+820~8+450)段:按新挖河道進行考慮。

(3)t型河口至擋潮閘(8+450~15+200)段:按現狀河道的走向進行布置。

(4)擋潮閘以下2 km段:按現狀河道走向進行布置。

3.3橫斷面設計

(1)石化泵站至城排泵站(0+000~3+800):長3 800 m,按規劃部門的要求,河道南側預留10 m寬用地,北側預留60 m寬用地,采用矩形斷面,河道上口寬45 m,占地寬55 m。

(2)城排泵站至電廠鐵路涵洞(3+800~6+820):長3 020 m,該段地形較為寬闊,采用寬淺式斷面,河道上口寬80 m,占地寬110 m。

(3)電廠鐵路涵洞至板橋河(6+820~8+450):長1 630 m,南側為電廠住宅樓,北側是建國村住宅區,建議采用矩形斷面,河道上口寬60 m,占地寬80 m。

(4)t型河口至油田桁架(8+450~9+770):長1 320 m,河道向西側擴挖,采用寬淺式斷面,河道上口寬75 m,占地寬100 m。

(5)油田桁架至擋潮閘(9+770~15+200):長5 530 m,河道向北側擴挖,采用寬淺式斷面,河道上口寬95 m,占地寬110 m。

(6)擋潮閘到入?？?15+200~17+200):長2 000 m,以清淤疏浚為主。

3.4建筑物改造

沿途建筑物改造17處,其中:鐵路方涵5處,需擴建3處,改建為橋1處,拆除1處;擴建節制閘2處;擴建導虹1處;左右堤需新建閘涵7處;新建交通橋1處、桁架1處。

3.5管道切改

需要切改管道19處、89條。其中沿河管道20條,跨越河道管道64條,穿越河道管道 5條。

3.6工程占地

工程共計占地140.08 hm2,其中利用原河道37.96 hm2,新增占地102.12 hm2。石化泵站至城排泵站共占地2.75 hm2,新增乙烯項目部0.21 hm2,新增津南區1.29 hm2;城排泵站至電廠鐵路涵洞共占地18.15 hm2,新增津南區11.55 hm2;電廠鐵路涵洞至板橋河共占地33.22 hm2,新增大港24.16 hm2;t型河口至油田桁架共占地13.04 hm2,新增占地13.04 hm2,古林街上古林村、建國村12.19 hm2,大港電廠0.85 hm2;油田桁架至擋潮閘共占地13.19 hm2,新增建國村9.23 hm2;擋潮閘至入海口共占地59.73 hm2,新增塘沽42.64 hm2。

3.7工程投資估算

3.7.1主要工程量。河道治理:清淤土方92.47萬m3,挖土方78.96萬m3,漿砌石21.46萬m3,砼1.08萬m3,復堤土方65.04萬m3。建筑物改造:沿途建筑物共17處,其中:鐵路方涵5處,需擴建3處,改建為橋1處,拆除1處;擴建節制閘2處;擴建導虹1處;左右堤需新建閘涵7處;新建交通橋1處、桁架1處。管道切改19處、89條。

3.7.2投資估算。工程總投資約6.08億元,其中,河道擴挖、堤防加固1.35億元,建筑物改造0.47億元,管道切改0.44億元,地上物賠償0.11億元,工程占地2.95億元(新增占地1 02.12 hm2),綠化、景觀0.32億元,臨時工程0.15億元,獨立費用0.29億元(設計費0.04億,建設管理費0.05億,預備費0.20億)。

3.7.3工程治理計劃。分2期實施:一期工程投資4.85億元,主要實施河道清淤、擴挖、筑堤,管線切改,建筑物改造,土地占用賠償。二期工程投資1.23億元,主要實施堤防護砌、綠化及景觀建設。

3.8實施計劃及投資匹配

按照誰受益誰出資的原則,根據區域內各單位排水面積占總面積的比例進行資金分配籌集,按排水面積計算,各單位需投入的資金情況在工程實施前另行計算統計。

4效益與管理

4.1效益

荒地排河治理工程實施后,可以帶來多方面的效益,主要有以下幾點:為各大企業的排水提供可靠的保障;完善原排水系統的功能,有效提高排水能力,最大程度減少洪澇災害帶來的損失;保持生活生產的正常秩序,維護社會和諧穩定;打造宜居的城市水生態環境,達到綠化、美化、環保的目的,實現人水和諧。

4.2工程管理

治理工程完工后,由大港水務局按照《天津市河道管理條例》的規定統一管理,并做好日常維護,以保持河道的設計排水能力;依法行政,嚴格控制排水口門,確保排水安全。

參考文獻

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