水利水电工程泥沙设计规范

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水利水电工程泥沙设计规范范文第1篇

【关键词】水利工程；生态环境；可持续发展

0.引言

众所周知，我国作为最大的发展中国家，水资源严重缺乏，所以水利工程建设所带来的水资源合理调配，其效果是显而易见的，无论是在防洪、发电、灌溉、航运上我们都切实感受到了水利水电工程带来的益处，而且在促进资源合理利用中也发挥了重要的作用。合理的建设水利水电工程符合我国的基本国情和国家发展战略规划。但是，近些年通过调查表明，水利工程建设会破坏大量的生态环境导致生态失衡，越是大规模的水利工程建设给生态环境带来的消极影响越严重。

1.水利工程建设对生态环境造成破坏

水利水电工程建设往往会对生态环境造成不同程度的破坏，通过调查分析表明其对生态环境造成的破坏主要包含以下几方面内容：

1.1对河流生态环境造成影响

水利工程建设，顾名思义水利工程的建设绝大多数都是在江道河流上进行，水利工程之前河流有独特的江河生态环境平衡，在河道上修建水利工程，其结果就是直接破坏了河流在自然环境的长期演化下形成的独立生态环境，致使河流的局部形态变异，呈现非均一化，非连续化的态势，彻底改变了河流生态环境的多样性。水利工程建设改变河流的形态以后会引起局部河段水流的水深、含沙量等的变化，进而影响河流上游及下游的水文、泥沙发生变化。而水文和泥沙恰是影响河流生态平衡的重要因素，之后河流的水环境会因为水文和泥沙的改变而发生变化，水温也会随之改变。

1.2对陆生生态环境造成影响

水利工程建设除了对水体环境造成直接影响之外对陆生生态环境也有明显影响，而且是最为显著的影响。因为在工程建设工程中，工程中的运输，挖掘等施工会对当地的林地、植被和农田的破坏。大量的植被被破坏之后，当地的陆生生态环境生态免疫力将会降低，生态恢复能力下降，当地栖息的动植物会因为失去赖以生存的环境条件而大规模迁徙甚至是死亡。同时，工程建设过程中生活和施工污水的排放对生态带来的恶劣影响是不容窥视的，污水的排放不但会改变河道的理化性质，也同时恶化了河道岸边的爬行动物的生存环境。因此，在工程建设工程中，由于大量的植被被破坏，动物被迫迁徙，河流水体被污染从而彻底改变了当地的陆生生态环境，造成物种群居减少，使得该区域的植物与动物之间的结构发生变化。生态环境的多样性结构被改变，使该区域的湿度，温度异常，所以说，水利工程建设对陆生生态环境带来的影响是最为显著的。

1.3会环境带来影响

大规模的水利水电工程建设往往会要求占用大量的土地，或者因工程需要去淹没大范围的居民生活区，这是水利工程对生活环境带来的最直接的影响，这其中就会影响一方的人文文化，涉及范围包括人员的迁徙与安置，文物的保护与开发等等。但是往往是为了利于工程的建设，对当地的居住环境，工程和文物等造成了巨大的破坏。水利工程的建设，会导致该区域水位上升，该区域附近受到水利工程的影响，使耕地盐碱化，甚至可能成为沼泽地。同时，水利工程的建设，会导致该区域的气候发生变化，造成生物性和非生物性的疾病传播，影响人群的身体健康。而且，即使是有了人口的二次迁徙与城镇规划，如果不合理，还会在建设过程中造成二次破坏。

2.何正确处理水利工程建设与生态环境的关系

水利工程建设符合我国的基本国情，是功在当代，利在千秋的惠民工程，但是，如果不正确处理好水利工程建设与生态环境之间的关系，合理保护生态环境，使水资源得到可持续性的发展，那么惠民工程也就变成了害民工程。分析问题，寻求原因，解决问题，合理建设水利工程，保护生态环境平衡，我们要从以下几个方面入手：

2.1健康发展，建立环境友好型水利水电工程

建立环境友好型的水利水电工程需要我们首先加强建设流域综合规划和规划环评体系，通过体系去更好地统筹建设和保护目标。目前我国水利水电建设正处于一个转型的关键时期，我们应该把握机遇，把水利水电建设转换为利于生态环境的友好型工程，通过流域综合规划环评进行统筹，对可能造成的影响采取积极的工程与非工程措施加以减免。加速对江河生态系统在上下游、干支流之间的流域内的交互式动态影响研究，以此为基础，加快江河流域环境保护科研工作，特别应从流域尺度确定江河整体生态保护目标，协调流域开发与当地河流生态功能及保护区建设，切实做到有序开发水资源和水能资源。

2.2过鱼设施、分层取水等技术研究水平，突破现有的生态保护工作格局

大量实验数据与实践工作证明，永久性拦河闸坝建设对河流生态的影响，可以通过过鱼设施、设置分层取水口等加以减缓或进行补偿。调查发现，渔业产业发达的美国、日本以及澳大利亚等国家的过鱼技术与设施已经相当成熟，所以，在过鱼设施的建设力度上我们必须加强，而且要在技术与设备上有所提高，寻求突破。另外我国的分层取水技术也可以借鉴美国、日本等技术发达的国家，建立研究中心的方式来迅速提高技术水平，并最终投入到水利水电建设项目中去，达成建设环境友好型水利工程的目的。

2.3生态调度，补偿河流生态，缓解环境影响

通过借鉴发达国家的成功经验，我们应该调整水利水电工程的现有运行方式，把生态调度纳入工程的统一调度管理，争取早日进入工程的全面管理阶段，以修复河流自然径流过程为基础。合理补偿工程建设对生态环境的不利影响，近年来在我国也开始得到了重视，丹江口水电站为控制汉江下游水体富营养化，加大枯季下泄流量；太湖流域调整河网地区闸坝运行方式，促进水流交换改善水质等，都是生态调度的有益尝试。但仍应认识到，我国距真正实施水利水电工程运行中的有效生态调度尚有巨大的差距，建立以生态保护为目标的运行和长效管理机制是一项复杂的长期任务。

2.4相关规程和技术体系，多途径恢复和保护生态环境

减缓工程建设对河流生态的影响需要采取综合措施，不但要有针对性，还要切实做到因地制宜，例如：在葛洲坝水利工程中，我们通过人工培育的方式去缓解水利工程对珍惜水生生物带来的影响，另外，采用胶凝砂砾石坝减少当地材料用量、采用气垫式调压井减少植被破坏、建立野外多自然河流试验研究基地、用生态大型灌区替代常规的混凝土渠系，以及修建生物廊道，恢复岸坡植被，建立人工湿地等，都是保护生态的有效措施，国内外都有大量的实践经验。总之，我们应该改变体系和规程去适应对生态系统造成的影响，做到保护生态环境多途径，多方式，多手段。

3.总结

结合我国水利工程建设的现状，我们应该正视生态环境被破坏后带来的严重危害，通过各种方式去建立完整的评测体系，研究多途径协调控制水利工程建设与生态环境的关系，造福子孙，适应国家的可持续发展战略。　[科]

【参考文献】

［1］中华人民共和国标准.堤防工程设计规范(GB50286-98).中国水利水电出版社:1999.

［2］中华人民共和国标准.堤防工程施工规范(SL260-98).中国水利水电出版社:1999.

水利水电工程泥沙设计规范范文第2篇

关键词：水工建筑物；可靠性设计；因素

中图分类号： TV文献标识码： A

前言

可靠性理论在水工建筑物设计中的应用，使水工结构设计理论进入了一个新的阶段。可靠度设计方法只能解决可统计的随机性不确定性问题，例如结构相对简单、对其作用、作用效应、材料性能和抗力已基本了解和认识的建筑构件，随机变异性是其设计中主要考虑的因素。所以，在工程结构设计中，可靠度分析方法与传统的总安全系数方法最本质的差异就在于其未计入不可统计的非随机不确定性因素。

一、可靠度和安全系数

安全系数包含了不可统计的非随机不确定性因素。诸如，从作用到作用效应的转换、从试件的强度到结构抗力的转换、以及可能存在的设计中的人为差错、地基查勘中未被查明的隐患等，这些因素都只能依据工程经验确定。所以基于概率理论的可靠度分析对这些不可统计的非随机不确定性因素是不能适用的。

对随机变异性是设计中主要考虑因素的结构，可靠度设计方法具有综合考虑抗力 R 和作用效应 S 的发生概率、对各类结构给出以功能函数Z ＜0 标志的真实失效概率的优势，对其作为工程设计趋势的前景需要积极关注。但同时也应充分认识到在当前的工程设计中，尤其是对高坝这类复杂的水工建筑物，设计中安全水准的设置在相当程度上仍需依据工程实践经验，其诸多非随机不确定性因素是可靠度设计方法所无法解决的。而对如大坝这类复杂的水工建筑物设计，可靠度设计方法也存在着相当的复杂性和局限性，例如作为统计基础的样本资料的不足，而可靠度方法本身对非线性的大坝结构分析也有不少有待解决的困难，特别是地震作用实际并非随机变量，而是非平稳的随机过程，其动态可靠度分析更是非常复杂难解的。因此，对待可靠度方法在水工建筑物设计中的实际应用，必须十分慎重，应当说，目前在水利水电工程中，直接推行可靠度设计尚不具备条件。但在水利水电工程中，采用笼统的单一安全系数的传统，也确有突破的必要。当前可行的途径是向采用分项系数极限状态的方式转轨，包括考虑作用效应和抗力随机性的分项系数，以及引入计入非随机性的不确定性因素影响的结构系数 γd，这实际上是从单一的安全系数向多安全系数的转轨。但至少在目前，对转轨后分项系数的取值，在相当程度上仍需要依据工程实践经验，因此总体上仍需要由传统的安全系数套改，以保持规范的连续性。

 二、单一安全系数向分项系数的“转轨套改”

1、两种分项系数极限状态方程的本质差异

在可靠度分析中，抗力和作用效应的分项系数 γR、γS是通过与目标可靠度相应的验算点的设计值 Rd、Sd求解的，因而是相互关联而并非独立确定的。虽然可靠度设计和转轨后的多安全系数法都是以分项系数极限状态方程表征的，但如上所述，两者间有本质差异，因此，把以分项系数表征的多安全系数法混同于可靠度分析方法，正是源于上述这些概念上的混淆。在计入结构系数 γd的情况下，仍要求按可靠度方法确定抗力和作用效应的分项系数，实际也是难以推行的。

2、向分项系数“转轨”的内涵

由于从传统的单一安全系数 K 向以分项系数表征的多安全系数转轨，目前分项系数的取值仍需由安全系数套改，因此，实际上只是将安全系数 K 拆分为考虑抗力和作用效应从标准值到设计值的随机变异性的分项系数 γR和 γS、以及考虑非随机不确定性因素的结构系数 γd三者的乘积。因而就安全标准的设置而言，两者并无本质差异。但分项系数法使工程人员更清楚了解安全系数 K 的内涵中包含的各个因素的性质及其在总的安全裕度中所占有的比重，且能根据不同作用产生的作用效应及构成抗力的不同因素之间随机变异性的差异，对相应的分项系数进行适当调整。由于转轨后以分项系数表征的多安全系数法并非可靠度设计，其取值并不以目标可靠度 β 相关联，因而也不存在工程人员要按可靠度理论进行复杂计算的困难。实际上，多安全系数极限状态的设计方法在国际上已广为应用，但在水工建筑物设计的“转轨套改”中，对各个分项系数，特别是引入的结构系数 γd，赋予了更为明确的内涵和取值依据。显然，采用统一的多安全系数极限状态的设计方法，也有利于我国在国际承担愈益增多的水利水电工程建设任务。

三、水工建筑物设计中作用分项系数的特点

在重大的壅水建筑物设计中，作为主要作用的水荷载，其在不同工况下的相应设计水位，就已经考虑了相应的洪水发生概率，可以通过工程具有的控制水位的可靠设施，加以人为调度，因而可以视为定值。另一个主要作用是结构的自重荷载，对大体积坝体而言，其尺寸和容重的随机变异性也是很小的，同样可以视为定值。其余的具有一定随机变异性的作用，如坝基的渗透压力，由于坝基地质条件的复杂和系统观测数据资料所限，很难进行概率分布和统计参数的计算分析; 又如温度作用，与气候条件、人工调度方式、库水中泥沙含量等因素有关，也很难用统计理论进行分析而提出准确的统计参数。所以如文献中所述，把这些作用作为随机变量，实际上也是有一定困难的。

至于地震作用，是随机变异性最大的作用。实际上，地震作用应当视为随时间变化的非平稳随机过程，其失效概率的表征所涉及的对作用效应的动态超越概率分析，十分复杂，目前尚难在工程中实际应用。因而通常还只能把地震动输入的峰值加速度作为与时间无关的随机变量处理。我国地震动输入的设防准则是依据基于概率理论的地震危险性分析的结果。与洪水设防准则相似，水工建筑物的抗震设防准则采用相应于基准期内一定的超越概率水准。

国地震动输入的设防准则是依据基于概率理论的地震危险性分析的结果。与洪水设防准则相似，水工建筑物的抗震设防准则采用相应于基准期内一定的超越概率水准。对于抗震设防类别为甲类的重大的壅水水工建筑物，现行水工抗震规范规定，其抗震设防水准为 100 年超越概率2%，约相当于遭遇约 5 000 年一遇的地震作用，高于国外同类规范、导则中的规定值，并且在 2008 年的汶川大地震中经受了一定的检验。地震作用的随机变异性在设计地震作用的代表值已经得到了反映。在可靠度分析中，属偶然作用的地震作用，其分项系数也应是取为 1. 0 的。因此，作为对于包括高坝在内的水工建筑物的特点，目前是基本可以把作用视作定值处理的。

四、《水工建筑物抗震设计规范》中分项系数的取值

在考虑地震作用的偶然设计状况中，《水工建筑物抗震设计规范》根据已有试验资料，给出了大坝混凝土的抗压强度的动态标准值。对抗滑稳定校核中的抗剪强度参数 f 和 c，目前一般采用 0. 2 分位值的静态参数。

为适合我国的国情，规范中规定，对包括坝高70 m 以下的水坝在内的量大面广的水工建筑物，仍可按拟静力法进行抗震校核计算; 而对重要的水工建筑物应按动力进行抗震校核计算。在拟静力法中，由于地震作用的简化和结构地震作用效应按静力计算、并引入了对地震作用效应进行折减的系数，是主要基于工程实践经验的近似方法，难以反映结构的作用效应和抗力的随机变异性。因此，在套改中，作用效应和抗力设计值的分项系数都取为 1. 0。因考虑地震作用是属于偶然设计状况，其结构系数取为 γd= K/ψ。在动力法中，结构动态抗力设计值的分项系数取其在正常设计状况中相同的值，从而从相应的安全系数中套改结构系数 γd值。

结束语

从上述各项，对水工建筑物统一采用现行的分项系数极限状态方程方法，并不存在实质。这样也有利于我国在国际承担愈益增多的水利水电工程建设任务。

参考文献

[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.

水利水电工程泥沙设计规范范文第3篇

【关键词】：水库工程；建设；研究

中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

依洒水库位于元谋县羊街镇洒洒依村委会旁的依轱轳河上，该河属于元江水系。依洒水库规模属小（一）型水库，水库坝址以上控制径流面积13.92km2，水库流域形状呈羽毛状，流域地势东、西、北三面高，南面低，是金沙江、元江两大水系的分水岭，流域以北为金沙江水系龙川江支流丙巷河流域，流域以西为龙川江支流羊街河流域。依洒水库流域属中亚热带季风气候，多年平均气温16.2℃，年降雨量分布不均，干湿季分明，湿季受西南暖湿气流影响，雨量充沛，汛期5～10月降雨占全年降雨量的80%，雨热同季。

工程区位于羊街～化同以东分水岭内红河水系西河上游依轱辘小河,属红河水系（禄汁江支流西河上游依轱辘小河）。依轱辘小河向南流入西河在禄丰县城西汇入禄汁江在汇流入红河（分水岭以外的西、北均属金沙江水系龙川江支流），两岸阶地发育、界面相对平整，属山间型河谷地貌。径流区范围内海拔高程2096.0m～2450m，相对高差350m，地形切割深，源头基岩、溯源侵蚀强烈，区内山脊与水系走向平行于元谋断裂发育，水系与山脉相间，大致呈北～南展布，属中高山地貌。根据工程区域内河流发育特征和地貌成因类型大致可分为：侵蚀构造地形，构造侵蚀堆积型地形。

2、该项目建设的必要性分析

兴建依洒水库，一是可以解决羊街镇羊街、甘泉2个村（居）委会27个村民小组1808人集镇供水人口、2293人农村人口、1390头大牲畜、5877头小牲畜的饮水安全，上坝位可解决3100亩、下坝位可解决灌区4610亩农田的灌溉用水问题；二是修建供水渠道将依洒水库的蓄水引至羊街镇位置较高、干旱缺水严重的村委会解决人蓄饮水安全及农田的灌溉问题，提高了人畜饮水及灌溉保证率，增加了粮食产量，同时缓解了城镇供水和农业灌溉的严重矛盾，提高了灌区人民群众生活水平，三是在汛期可调蓄洪水，使下游沿河农田及村庄免受洪灾威胁。

综上所述，依洒水库的建设是十分必要和十分迫切的。

3、水库工程建设应注意的问题分析

根据作者多年的实践经验及本工程实际情况，认为该水库工程建设过程中应注意如下几个方面的问题：第一，合理确定设计标准。合理确定设计标准是确保水库正常发挥效能的重要保障，应根据实际情况及相关规范要求进行合理确定，比如，依洒水库枢纽由大坝、导流隧洞、输水隧洞及溢洪道组成，(推荐方案)总库容278.8万m3。 根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252—2000，依洒水库总库容278.8万m3，工程规模为小(一)型，工程等别为Ⅳ等。主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，主要建筑物按7度地震设防。设计洪水标准30年一遇（P=3.33%），校核洪水标准300年一遇（P=0.33%），施工渡汛洪水标准20年一遇（P=5%）。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99），本水库以灌溉水库灌区4610亩农田为主，兼顾人畜饮水安全及防洪，根据规范规定并结合灌区作物种植情况，灌溉设计保证率取75%，人畜饮水供水保证率取95%。第二，死水位的确定。依洒水库规模属小（一）型，坝址以上本区控制径流面积13.92km2，依洒水库多年平均入库泥沙总量为0.52万t，其中本区悬移质0.43万t，推移质0.09万t，年平均淤积量0.36万m3，水库30年泥沙淤积量为10.8万m3。水库的淤积量及淤积分布受径流区植被、库区地形、水库调度运行方式等多种因素影响，很难精确计算，只能作估算，淤积起点距坝址距离为L，L＝KL0。经分析计算依洒水库下坝位30年淤积量对应的坝前淤积高程为2186.75m。根据以上分析计算，经研究确定水库淤积高程2186.75m。本水库以灌溉为主，结合枢纽建筑物布置需设导流输水隧洞，使输水隧洞出口与灌溉干管取水口高程吻合，确定输水隧洞进口高程为2186.75m，增加1.50m的工作水头，水库死水位为2188.25m，相应死库容为10.8万m3，可保证通过输水隧洞放出设计流量，同时该高程以下库容可满足水库30年的淤沙要求。第三，坝址选择比较。拟定两个建坝方案，上坝址与下坝址之间的距离相差约1km。根据上、下坝址的选择，将上、下坝址从坝址地形地质条件、相同坝型工程布置及投资情况、坝址附近料场及交通情况等多方面进行比较。，上、下坝址均无重大地质问题，皆有建坝条件，但下坝址上游河谷开阔，库盆条件较上坝址好。下坝址坝高、工程量及投资较上坝址大，但从地形、地貌、地质条件分析，下坝址较上坝址稍好，更有利于导流、输水建筑物的布置。下坝址坝址以上控制流域面积为13.92km2，较上坝址大3.91 km2，下坝址兴利库容为201.1万m3，较上坝址大60.1万m3，下坝址水库供水效益优于上坝址。上、下坝址投资比较接近，但单位立方水投资分析，下坝址明显优于上坝址。经技术经济综合比较，下坝址除工程投资较上坝址大外，但各方面均优于上坝址，因此建议下坝址为推荐方案。第四，应对大坝进行监测设计。大坝的安全是水库能否正常运行的关键。为了监测大坝施工期及运行情况，在水库运行期间，除应进行一般外表观测外，还应对坝面位移、坝体及坝基渗流、库水位等进行观测并作详细记录。①一般外表观测。一般外表观测是对坝面是否受到人为或生物破坏，坝面是否出现裂缝、坍陷、隆起、渗水、流土、管涌等异常现象进行观测。②渗流观测。大坝渗流观测包括坝体浸润线、渗流量等观测。渗流量包括坝体、坝基及绕坝渗漏，这三种形式的渗漏量一般难以分开，因此，在下游坝脚处设一座三角堰观测总渗漏量。由于该坝为除险加固，加强施工期的渗流观测是十分必要的。在大坝培厚加固后，坝体浸润线采用测压管观测。坝面设测压管，总8个。测压管采用内70mm外φ120mm镀锌钢管。③位移观测。位移观测包括坝面垂直位移观测和水平位移观测。大坝址移观测标点设于坝顶下游侧和下游坡戗台内侧。在两岸坡上设水平位移观测工作基点和校核基点。为提高垂直位移观测精度，方便观测实施，将垂直位移观测基点设在与观测标点埋设高程相近的左右岸山坡。位移观测需配备J2经纬仪、S1水准仪各一台。④库水位观测。库水位是水库运行调度的重要依据，也是大坝安全运行控制参数，故必须进行观测。拟定用水尺作为库水位观测设施。水尺布置在岸坡较稳定、观测较方便的位置,同时建立一套简易水情测报系统。⑤其它观测。其它观测包括导流输水、和溢洪道的出流量、消能、建筑物外表观测。在高水位期间，应加强导流输水、进口洞脸附近及溢洪道边墙附近渗流观测。在溢洪道泄洪时，应加强消能和防冲效果的观测。

4、结尾

本文以上内容首先对该水库的概况进行了介绍，随后对其进行建设的必要性进行了分析，最后对该水库工程建设中应注意的问题进行了分析和探讨，表达了自己的观点，提出了自己的见解，但是作者深知，作为一名技术人员，必须要有实事求是的精神，要能静下心来，仔细研究，深入推敲，只有这样才能为水库工程建设作出更大的贡献。

【参考文献】

[1]《水利水电工程》赵中极等，中央广播电视大学出版社

水利水电工程泥沙设计规范范文第4篇

（黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

【摘要】凯乐塔水电站是几内亚共和国最大最重要的水电站，工程枢纽由挡水坝、溢流坝、引水建筑物、泄流底孔及厂房建筑物等组成，枢纽布置充分利用孔库雷河在凯乐塔瀑布处河道突然变宽，主流分股分散的特点，合理安排泄洪、发电等建筑物的位置并综合考虑施工导流工程布置的方便性和实用性，坝轴线呈S曲线布置，总长1145.5m。

关键词 凯乐塔水电站；枢纽布置；碾压混凝土；压力钢管

0　概述

凯乐塔水电站位于几内亚共和国境内孔库雷河中游，是以发电为主的三等中型水电工程，水库校核洪水位113.30m，正常蓄水位110.00m，相应库容2300万m3，电站装机容量234.6MW，多年平均发电量9.65亿kW·h。目前几内亚共和国内的发电总装机为253MW，其中水电129MW，最大的电站是格拉菲里电站，装机75MW。凯乐塔水电站建成后将主要承担其工业用电，成为几内亚国内的骨干电源，极大的促进几内亚的经济发展。

1　自然条件

几内亚只有雨季和旱季，5月至10月为雨季，降雨量约占全年的90%，11月至次年4月为旱季，干旱少雨。孔库雷河流域平均降雨量为2000mm，坝址多年平均径流量为109.6亿m3，本工程防洪标准为百年一遇设计，千年一遇校核，百年一遇设计洪水为3670m3/s，千年一遇校核洪水为4430m3/s。流域植被好，泥沙含量小，河流含沙量为10g/m3，坝址以上多年平均悬移质输沙量为13.9万t。

孔库雷河从坝前近东西向折而向北西流过坝区，坝址区河谷蜿蜒曲折，河谷呈“U”形，河床宽度由约200m至坝址处扩展至约750m，河道内有数个“河心岛”将孔库雷河分割，主流分散形成5处河湾（叉河），各河湾自坝轴线向下约350m形成庞大瀑布群，从左往右分别为SALE，SANFOKUI，FRANBANGA，SONGO，LEKTE，其中SONGO和LEKTE两处河湾水量较大，瀑布落差约25～40m。坝址区两岸山体雄厚，谷坡宽缓，基岩裸露，自然坡度一般7°～10°，相对高差一般低于200m，坝区基岩主要为泥盆纪的辉绿岩和奥陶系石英砂岩，两岸山坡分布有较多的第四系红土，河道中分布有少量第四系坡崩积-冲积的碎块石。除少量风化卸荷外未见大的崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。坝址区未见断层出露，节理裂隙主要发育有3组，节理一般延伸长，切层深，连通性好。坝址区地震基本烈度为Ⅶ度。

2　枢纽布置

枢纽工程的主要建筑物包括挡水坝、溢流坝、引水建筑物、泄流底孔及厂房建筑物等。枢纽布置充分利用孔库雷河在凯乐塔瀑布处河道突然变宽，主流分股分散的特点，合理安排泄洪、发电等建筑物的位置，避免相互干扰，优先考虑泄洪建筑物的布置，使其下泄水流不致冲刷坝基和其他建筑物的基础，并综合考虑施工导流工程布置的方便性和实用性，坝轴线呈S曲线布置，总长1145.5m。

2.1　挡水坝和溢流坝

拦河坝为碾压混凝土重力坝，挡水坝段总长706m，坝顶高程114m，最大坝高22m，上游面竖直，下游面在107.33m高程以上竖直，在107.33m高程以下坡度为1:0.75，坝顶宽5m。溢流坝段布置在右岸，位于孔库雷河主河床的位置，整个溢流坝段呈弧形布置，其圆弧半径830m，溢流坝段长360m，溢流堰采用无闸门控制的开敞式自由溢流，堰顶高程110m，堰型为克里格尔经典剖面，下游坡度为1:0.85，采用台阶消能的布置形式，末端采用底流消能。

2.2　引水系统布置

引水坝段保证电站的取水，布置在坝轴线的凹位，位于SANFOKHI瀑布的位置，引水坝段总长66m，引水系统由坝式进水口和压力钢管组成，共3台机组，一机一管，单机设计引用流量180m3/s，压力钢管内径6.3m。本工程采用坝后背管的布置方式，钢管自上弯段穿出坝体以后，敷设在开挖的基岩面上，钢衬和外包的钢筋混凝土联合受力，可有效降低钢衬厚度，有利于钢材钢质和焊接质量。但是由于背管受力和施工较复杂，钢衬和钢筋混凝土联合受力条件难以完全符合理想情况，特别是在钢筋混凝土施工存在缺陷的情况下，因此背管按明管设计，外包钢筋混凝土能提高压力管道的超载能力。

经过专家学者论证和大量的压力管道模型试验证实，在设计荷载作用下，背管混凝土一般都要开裂，且裂缝必然是贯通缝，但外包混凝土开裂后压力管道仍能正常工作，因此设计时不必为使钢管外包混凝土不开裂而过多增加外包混凝土厚度。运行时出现裂缝，采取措施防止裂缝处钢筋锈蚀。

2.3　泄流底孔的布置

泄流底孔坝段布置在FRAN BANGA瀑布的上游，与进水口所在的SANFOKHI瀑布相邻，两个底孔为有压泄水孔，出口用弧形闸门控制，其后接大约300m长的泄水明渠，将水流导至FRAN BANGA瀑布。根据水力模型试验的结果来看，泄流底孔前可以拉砂形成冲砂漏斗，但由于底孔距离进水口较远，冲砂漏斗边界并没有延伸到电站进口的泥沙淤积区域。因此，底孔并不能起到冲砂的作用，但可以放空水库，同时也是二期的导流通道；孔库雷河流域植被好，泥沙含量小，该河流含沙量10g/m3；进水口设置拦沙坎，流道底板（EL90.85m）比引渠底（EL87.00m）高3.85m；基于这些方面的考虑，泥沙问题显得不是特别突出。由于底孔可以迅速放空水库，泥沙淤积也可以得到很好的清理。

2.4　厂房及尾水渠

电站厂房布置在引水坝段下游约80m的河道上，最大开挖深度57m，电站尾水通过350m的尾水渠排入主河道。电站为坝后式地面厂房，主厂房总长106.1m，宽度47.8m，总高53.8m，水轮机安装高程52.5m，机组间距22m，一机一缝。主厂房由主机间和安装间组成，安装间布置在主机间左侧，进厂路在安装间下游，副厂房布置在主厂房下游侧，主变压器、GIS楼布置在主厂房上游侧。尾水平台高程为72m，宽9.8m，尾水底坎高程41.5m，渠底以1:2.3的反坡与原河道相接，尾水边坡用钢筋混凝土喷锚支护。下游河道距离尾水约800m处由于河床陡然升高，容易在尾水形成壅水区域，因此还需要对下游凸出河道断面进行修整疏浚。

3　针对引水系统的技术改进措施

3.1　压力钢管过缝措施

一般坝后式水电站厂坝间多设温度缝或沉降缝，以使厂房和坝体结构相对独立，受力明确，并在压力钢管过缝处设伸缩节，以适应缝两侧厂坝结构的相对变位，改善厂坝混凝土结构及压力钢管的受力状态。但是，这样不仅使工程投资和运行费用增加，并且伸缩节的制造加工、施工安装以及运行期的止水等技术问题也十分关键。本工程采用的措施是在厂坝分缝处设一段垫层管过缝取代伸缩节，以适应分缝两侧相对变位。具体做法是在厂坝分缝处的管节外壁包裹360°膨胀聚苯乙烯弹性垫层，厚度为30mm，并在厂坝分缝处预留管节环缝，待水库蓄水后，厂坝间不均匀沉降基本形成，再焊接此缝，以减小不均匀沉降对钢管产生的不利影响。

3.2　进水口消涡梁

按《水利水电工程进水口设计规范》（SL 285-2003）计算，为防止产生贯通式漏斗漩涡的最小淹没深度为8.5m。进水口引水道顶高程98.00m，最低运行水位109.00m，最小淹没深度11.0m，大于理论计算值8.5m。理论上不会产生漩涡。但是根据模型试验的结论来看，电站进口右侧漩涡频繁，漩涡最大直径约有1.8m。与理论计算有所不符。

经过分析，由于枢纽布置的特殊性及实际地形的约束，在电站进水口前，形成一个环状区域，当上游来流受边界条件的影响，发生了纵向或横向的变化，水流的流向和能量都发生变化。下部主流水流行进至电站进水口时，由于断面收缩，流速增大，动能增加，而上部来流，由于受胸墙的影响，行近流速趋于零，动能减小，势能增加，形成一壅水区，壅水区的水体受到正向、反向、横向流速的作用发生旋转，并且在重力的作用下形成漏斗形漩涡。设置消涡梁后，在各种运行水位下，电站进水口基本不发生漩涡，消涡效果很好。

4　结语

凯乐塔水电站枢纽布置充分利用孔库雷河在凯乐塔瀑布处河道突然变宽，主流分股分散的特点，合理安排泄洪、发电等建筑物的位置，避免相互干扰，并综合考虑施工导流工程布置的方便性和实用性，坝轴线呈S曲线布置。引水压力管道采用坝后背管的布置形式，由于枢纽布置的特殊性及实际地形的约束而在进水口前沿容易形成的漩涡也采用了消涡梁的方式避免了其不利影响。目前工程已经接近尾声，从即将竣工的大坝风貌上来看，电站的枢纽布置是科学合理的，为今后兴建类似的工程提供经验并开阔和丰富设计人员的思路。

参考文献

［1］蒋锁红，夏忠，谢小平.水电站坝后背管工程技术[M].北京：科学出版社，2007.

［2］张剑. 红河南沙水电站引水发电压力钢管（坝后背管）设计[J]. 人江，2010，增刊1.

［3］傅金筑，张淑婵.李家峡水电站钢管取消伸缩节论证[J].水力发电学报,1997,1.

水利水电工程泥沙设计规范范文第5篇

【论文关键词】荒地排河;现状;问题;治理;实施方案

1河道概况及存在的问题

1.1河道概况

1.1.1河道现状。荒地排河开挖于1970年,位于独流减河以北,起自石化泵站(乙烯泵站),沿独流减河左堤北侧,经大港发电厂,穿津歧公路,在大港发电厂循环河北侧,东至挡潮闸入海,全长16.7 km,负责独流减河以北、北环路及上高路以南、八米河以东、海滨大道以西范围内的排水。排水范围内主要有天津石化公司、100万t乙烯、油建公司、大港发电厂、新泉海水淡化公司、古林街、石化园区、开发区、生活区、港东新城,正在建设的南港轻纺园,排水面积61.39 km2。

1.1.2水利设施情况。现有六米河、十米河、城排明渠、板桥河4条河道汇入荒地排河;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座泵站的排水能力为51.8 m3/s。wWW.133229.Com南港轻纺园的雨水、污水的排水规划正在编制,如果不开辟新的入海河道,其雨水、污水只能入荒地排河。

1.1.3历年治理情况。荒地排河从开挖至今,对解决该区域的排水问题发挥了很大作用。近几年来,虽然先后建设了大港发电厂节制闸、海口挡潮闸,并对险堤段和入海口淤积进行了治理,但河道治理与大港经济社会的发展相比仍较为滞后。

1.2存在的问题

1.2.1设计断面小,排水标准低。原河道负责排除荒地、农田的积水,排水采取自流形式,设计标准低,排水时间长[1-2]。

1.2.2地权与河道管理分置,年久失修。该河上段占地属津南区,由三角地指挥部管理,长3.3 km;中段占地属大港管理,长6.47 km;下段占地属塘沽,由盐场管理,长5.43 km。由于种种原因,3个行政区没有对河道实施有效管理,造成堤防及沿河水利设施破烂不堪。

1.2.3淤积严重,排水不畅。由于水土流失和海潮挟带泥沙沉积的影响,河道的淤积深度在1.5~2.5 m之间;另外,汛期多发位时,河道水位被潮水顶托持高不下,水位抬高,雨水不但不能入海,反而会造成漫溢,淹泡临河低洼的区域。

1.2.4排水面积加大,增加了排水压力。由于沿河企业、园区、城区的快速建设,使地面截留、渗漏减少,而企业的外排水标准高,导致排水量大幅增加[3-4]。

2治理的必要性、目标及规模

2.1治理的必要性

2.1.1城区排水的需要。天津石化100万t乙烯、南港轻纺园、陆港橡胶等一批大项目相继落户大港,东部城区建设正在加速,原先的农田、荒地、坑塘,正在快速转变为工业园区和现代化城市。由于用地性质改变,排水标准也应相应提高。初步测算,荒地排河的流量达到70 m3/s时,才能满足排水要求,而现状荒地排河的最大排水能力只有10 m3/s,远远满足不了城区发展对排水的要求。大港城区附近另一条入海河道是独流减河。独流减河全长68 km,是大清河主要入海河道,担负着保卫天津市区防洪安全、渲泄大清河洪水入海的重要任务,大港段河道还担负着引黄济津和南水北调的引水任务,排水压力比较大。

根据有关规定和河道上下游的实际情况,大港城区及企业的雨水不能向独流减河排水。一是独流减河水质要求。根据天津市人民政府津政函[2008]9号《关于对海河流域天津市水功能区划的批复》的要求,万家码头至十里横河段日常期间2010年应达到ⅴ类水水质目标(饮用水输水期间2010年应达到ⅲ类水水质目标),十里横河至南北腰闸段2010年应达ⅴ类水水质目标。由于各单位排水不能保证达到ⅲ类或ⅴ类水质要求,因此向独流减河排水不符合天津市水功能区划的要求。同时,该段河道是引黄济津和南水北调的重要引水河道,一旦入独流减河的水质影响引水水质,不但影响市区居民的引水安全,而且将产生极其不好的政治影响。二是独流减河汛期行洪要求。独流减河负责大清河水系的泄洪,遇有上游洪水经独流减河泄洪时,设在独流减河左堤的口门必须封堵,避免发生险情,以确保天津市区安全。三是对沿河企业单位的影响:①对大港油田和北京地下储气库的影响。自大港电厂南北腰闸建成后,为保证大港电厂安全生产(水位要求、水中无杂物),除上游洪水下泄外,北腰闸不允许开启。因此,排入独流减河的水无法入海,只能囤积在河道内,抬高河道水位,造成漫滩现象,直接影响大港油田油井和北京地下储气库的正常生产。②对大港发电厂的影响。由于大港发电厂机组按海水冷却设计,冷却水中若有大量的污水对机组的腐蚀非常严重,不利于机组设备的正常运行。③对沿河生产单位的影响。沿河自然养殖户较多,苇地鱼池数千公顷,若排水造成污染,养殖户索赔损失,引起群众上访事件,引发社会不稳定。因此,荒地排河成为大港城区雨水排外的唯一河道,具有保证城区排水安全的重要意义。

2.1.2水环境治理的需要。当前,滨海新区快速发展,城市面貌日新月异,而荒地排河做为城区外围唯一的入海河道,河道的水环境与城市发展不协调。因此,必须对荒地排河进行综合治理。

2.2治理目标

完善设施,提高功能,确保区域排水安全;推进水环境治理,创造良好的水生态环境,实现人水和谐[5]。

2.3治理规模

2.3.1工程任务。全面治理荒地排河石化泵站(大乙烯泵站)至入海口16.7 km河道。

2.3.2治理规模。根据企业排沥标准及各排水口入河流量,兼顾长远发展,进行分段设计:①十米河以上段工程治理规模: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考虑。②十米河至板桥河段工程治理规模:十米河以上排水流量30 m3/s,十米河泵站排水流量16 m3/s(正常运行12 m3/s),城排泵站排水流量6 m3/s,该段排水流量按50 m3/s考虑。③t型河口至挡潮闸段工程治理规模:t型河口以上河段排水流量50 m3/s,板桥河汇入排水流量20 m3/s,该段排水流量按70 m3/s考虑。

3工程实施方案

3.1设计依据

工程等级和排沥标准参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(sl252-2000),荒地排河治理工程按ⅳ等工程进行治理。遵循的主要规范、标准及文件有:《堤防工程设计规范》(gb50286-98)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(sl252-2000)《天津市大港区河道综合治理工程项目建议书》。基本资料来源是2008年12月实测带状地形图和纵横断面图地面附着物调查成果。

3.2河道纵向布置

(1)石化泵站(乙烯泵站)至电厂铁路涵洞(0+000~6+820)段:按现状河道的走向进行布置。

(2)铁路涵洞至板桥河(6+820~8+450)段:按新挖河道进行考虑。

(3)t型河口至挡潮闸(8+450~15+200)段:按现状河道的走向进行布置。

(4)挡潮闸以下2 km段:按现状河道走向进行布置。

3.3横断面设计

(1)石化泵站至城排泵站(0+000~3+800):长3 800 m,按规划部门的要求,河道南侧预留10 m宽用地,北侧预留60 m宽用地,采用矩形断面,河道上口宽45 m,占地宽55 m。

(2)城排泵站至电厂铁路涵洞(3+800~6+820):长3 020 m,该段地形较为宽阔,采用宽浅式断面,河道上口宽80 m,占地宽110 m。

(3)电厂铁路涵洞至板桥河(6+820~8+450):长1 630 m,南侧为电厂住宅楼,北侧是建国村住宅区,建议采用矩形断面,河道上口宽60 m,占地宽80 m。

(4)t型河口至油田桁架(8+450~9+770):长1 320 m,河道向西侧扩挖,采用宽浅式断面,河道上口宽75 m,占地宽100 m。

(5)油田桁架至挡潮闸(9+770~15+200):长5 530 m,河道向北侧扩挖,采用宽浅式断面,河道上口宽95 m,占地宽110 m。

(6)挡潮闸到入海口(15+200~17+200):长2 000 m,以清淤疏浚为主。

3.4建筑物改造

沿途建筑物改造17处,其中:铁路方涵5处,需扩建3处,改建为桥1处,拆除1处;扩建节制闸2处;扩建导虹1处;左右堤需新建闸涵7处;新建交通桥1处、桁架1处。

3.5管道切改

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

3.6工程占地

工程共计占地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,新增乙烯项目部0.21 hm2,新增津南区1.29 hm2;城排泵站至电厂铁路涵洞共占地18.15 hm2,新增津南区11.55 hm2;电厂铁路涵洞至板桥河共占地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、建国村12.19 hm2,大港电厂0.85 hm2;油田桁架至挡潮闸共占地13.19 hm2,新增建国村9.23 hm2;挡潮闸至入海口共占地59.73 hm2,新增塘沽42.64 hm2。

3.7工程投资估算

3.7.1主要工程量。河道治理:清淤土方92.47万m3,挖土方78.96万m3,浆砌石21.46万m3,砼1.08万m3,复堤土方65.04万m3。建筑物改造:沿途建筑物共17处,其中:铁路方涵5处,需扩建3处,改建为桥1处,拆除1处;扩建节制闸2处;扩建导虹1处;左右堤需新建闸涵7处;新建交通桥1处、桁架1处。管道切改19处、89条。

3.7.2投资估算。工程总投资约6.08亿元,其中,河道扩挖、堤防加固1.35亿元,建筑物改造0.47亿元,管道切改0.44亿元,地上物赔偿0.11亿元,工程占地2.95亿元(新增占地1 02.12 hm2),绿化、景观0.32亿元,临时工程0.15亿元,独立费用0.29亿元(设计费0.04亿,建设管理费0.05亿,预备费0.20亿)。

3.7.3工程治理计划。分2期实施:一期工程投资4.85亿元,主要实施河道清淤、扩挖、筑堤,管线切改,建筑物改造,土地占用赔偿。二期工程投资1.23亿元,主要实施堤防护砌、绿化及景观建设。

3.8实施计划及投资匹配

按照谁受益谁出资的原则,根据区域内各单位排水面积占总面积的比例进行资金分配筹集,按排水面积计算,各单位需投入的资金情况在工程实施前另行计算统计。

4效益与管理

4.1效益

荒地排河治理工程实施后,可以带来多方面的效益,主要有以下几点:为各大企业的排水提供可靠的保障;完善原排水系统的功能,有效提高排水能力,最大程度减少洪涝灾害带来的损失;保持生活生产的正常秩序,维护社会和谐稳定;打造宜居的城市水生态环境,达到绿化、美化、环保的目的,实现人水和谐。

4.2工程管理

治理工程完工后,由大港水务局按照《天津市河道管理条例》的规定统一管理,并做好日常维护,以保持河道的设计排水能力;依法行政,严格控制排水口门,确保排水安全。

参考文献

[1] 周兵.试论淮河流域污染治理的对策及其改进[j].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2010,27(5):194-195.

[2] 李明生,肖仲凯,董小涛.石化行业排污口设置论证报告特点与对策[j].黑龙江水利科技,2010(2):7-8.