【正文】 ................................................................................................................. 34 第五章 進(jìn)水口設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 38 第一節(jié) 進(jìn)水口建筑物型式的比較 ....................................................................................... 38 第二節(jié) 進(jìn)水口的布置 ........................................................................................................... 39 第三節(jié) 進(jìn)水口的高程及尺寸確定 ....................................................................................... 39 第六章 公路改建 ......................................................................................................................... 41 參考資料 ................................................................... 42 結(jié)束語(yǔ) ..................................................................... 43 某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 4 第一章 緒言 魚潭水電站位于四川省某自然保護(hù)區(qū)境內(nèi)，系岷江一級(jí)支流熊貓河干流上的梯級(jí)電站。電站規(guī)劃裝機(jī) 24MW，為有壓引水式開(kāi)發(fā)方案。閘址位于巖谷大橋下游約 700m 處，該處布置有引水發(fā)電隧洞取水口，經(jīng)過(guò)約 的壓力隧洞至調(diào)壓井，然后接約 300m 長(zhǎng)的壓力鋼管至規(guī)劃廠址處獲得約 46m 水頭。閘壩左岸有省級(jí)干道公路通過(guò)，交通方便。 熊貓河系岷江右岸支流，全長(zhǎng) ，流域面積 1742 km2。魚潭水電站閘址距河口約 30km，控制流域面積 1467 km2，占全流域的 84％。 某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 5 第二章 設(shè)計(jì)資料綜合說(shuō)明 第一節(jié) 流域概況 1 流域概況 自然地理概況 熊貓河系岷江右岸支流，全長(zhǎng) ，流域面積 1742 km2。魚潭水電站閘址距河口約30km，控制流域面積 1467 km2，占全流域的 84％。 流域地勢(shì)由東向西遞增，西北山地海拔高程在 4000m 以上，而東部的河口高程僅 870m。河流受地勢(shì)影響，坡陡流急，下切強(qiáng)烈，多呈“ V”型河谷，全河道平均比降約 ％，屬山溪性河流。河流主源 —— 皮毛河發(fā)源于巴朗山東麓，與支源 — — 正新河在巖谷大橋上游 260m 處匯合，以下稱熊貓河。 整個(gè)流域植被發(fā)育良好， 3500m 以上為高山草甸，以下是茂密的森林、灌木和箭竹。 地區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 魚潭水電站所處的自然保護(hù)區(qū)劃分為核心區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)兩部分。巖谷大橋以上區(qū)域?yàn)楹诵膮^(qū)，巖谷大橋以下的河流兩岸至山脊為實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍。區(qū)內(nèi)耕地零星，人煙稀少，工農(nóng)業(yè)極不發(fā)達(dá)。據(jù) 1990 年報(bào)統(tǒng)計(jì)，“全區(qū)總?cè)丝?4821 人，居民以藏族為主，非農(nóng)業(yè)人口 597人；區(qū)內(nèi)僅有農(nóng)耕地 (土 )5880 畝，農(nóng)作物以玉米和土豆為主，有少量經(jīng)濟(jì)作物；工業(yè)上僅有幾座小水電站和農(nóng)副產(chǎn)品加工 工業(yè)；牧業(yè)以牦牛為主；森林和礦產(chǎn)資源較多，但因處于保護(hù)區(qū)內(nèi)，禁止開(kāi)發(fā)；全區(qū)工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 391萬(wàn)元，其中工業(yè)總產(chǎn)值僅 55萬(wàn)元，屬邊遠(yuǎn)貧困少數(shù)民族地區(qū)?！? 保護(hù)區(qū)內(nèi)水力資源豐富，目前熊貓河干支流上已裝機(jī) ，約占其理論蘊(yùn)藏量的％。 XX 電站出線將以 110 千伏一回送入四川主網(wǎng)，它的興建不僅可以擴(kuò)大電網(wǎng)的規(guī)模，支援四川主網(wǎng)電力，更重要的是對(duì)加速振興保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)，辦好自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)珍稀動(dòng)植物有著重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。 第二節(jié) 樞紐任務(wù)和開(kāi)發(fā)方式 保護(hù)區(qū)因其“保護(hù)自然生態(tài)、環(huán)境”的性質(zhì)不可能興建 工礦企業(yè)，故無(wú)大量工業(yè)用水的要求。區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)為粗放耕作方式，且境內(nèi)雨量豐沛，故亦無(wú)特別的灌溉要求。熊貓河為山溪性河流 —— 河床陡、落差大、水流急，無(wú)漂木、航運(yùn)要求。農(nóng)耕地及房屋所處地勢(shì)均較高，無(wú)防洪要求。因此，本工程開(kāi)發(fā)任務(wù)單一，應(yīng)在保護(hù)自然環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡的前提下，因地制宜地合理利用水資源。 此前區(qū)內(nèi)已開(kāi)發(fā)興建的約 ，除用于區(qū)內(nèi)大量的農(nóng)副產(chǎn)品加工、某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 6 保護(hù)區(qū)研究中心科研用電、農(nóng)民以電代柴及生活照明外，多余容量均已送入四川主網(wǎng)。為加強(qiáng)區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)， XX 水電站的部分電力將用于進(jìn)一步實(shí)施 “以電代柴”，調(diào)整區(qū)內(nèi)能源結(jié)構(gòu)。此外，除廠自用電外的余電送入四川主網(wǎng)。 四川電網(wǎng)中缺乏調(diào)節(jié)峰荷的電能，在已存在的電源構(gòu)成中，有調(diào)節(jié)能力的水電站有限，致使系統(tǒng)運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)，且十分被動(dòng)。 按河流梯級(jí)規(guī)劃方案，電站可建閘取水的河段為巖谷大橋以下約 700m 范圍，有可以形成一定的日調(diào)節(jié)能力庫(kù)容的河道地形條件，使電站在枯、平水季節(jié)進(jìn)行日調(diào)節(jié)，帶一定的變動(dòng)負(fù)荷（按照水能設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)庫(kù)容達(dá) ～ 35 萬(wàn) m3時(shí)，便可滿足本電站的日調(diào)節(jié)需求），為電力系統(tǒng)提供更多的峰荷電能，同時(shí)也使電站自身的運(yùn)轉(zhuǎn)更加靈活主動(dòng)。 樞紐的正常蓄水 位和汛期限制運(yùn)行水位參見(jiàn)“畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書”。 庫(kù)容的大小，除應(yīng)考慮到巖谷大橋（橋面高程為 ）不受建閘蓄水影響外，還應(yīng)考慮到對(duì)通過(guò)該河谷段的省級(jí)干道的淹沒(méi)影響（閘壩區(qū)該干道路面高程約為 ～，詳見(jiàn)“壩區(qū)工程地質(zhì)圖”）在以及對(duì)上一梯級(jí)電站（其尾水高程為 ）廠址選擇的影響問(wèn)題。 閘址樞紐布置和運(yùn)行必須滿足有利于取水、排沙、防洪、防於以及保持調(diào)節(jié)庫(kù)容、防 、排漂浮物的作用。 電站引水隧洞采用內(nèi)徑為 的圓形鋼筋混凝土襯砌有壓方案。進(jìn)口中心線高程為。 電站安裝 3臺(tái) 8MW 水力發(fā)電機(jī)組，總計(jì)裝機(jī)容量 24MW；按照機(jī)組選型設(shè)計(jì)，水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭為 ，最大水頭為 ，單機(jī)額定流量為 15m3/s。 第三節(jié) 氣象水文資料 氣候特征 熊貓河流域受季風(fēng)的影響，降雨充沛，氣候溫和、濕潤(rùn)。 流域內(nèi)多年平均降水量 ，年內(nèi)降水主要集中在 4～ 9月，約占全年降水的 86％，其中 6～ 8月約占 50％，而 12～ 2 月降水量?jī)H占年降水量的 ％。 流域內(nèi)多年平均氣溫 ℃，極端最高最低氣溫為 ℃和 ℃。多年平均年相對(duì)濕度為 ％。 閘壩區(qū)河谷呈東偏南方向，受地形影響，閘址處多出現(xiàn)東偏南 (E1176。 25′ S)風(fēng)向，最大風(fēng)速 20m/s。 水文特征 徑流 熊貓河徑流主要由降雨形成，其次是地下水和高山融雪補(bǔ)給。每年自 3 月以后氣溫回某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 7 升，河源及高山積雪開(kāi)始融化， 4～ 5 月徑流主要由降水和融雪等混合補(bǔ)給， 6～ 10 月徑流主要由降雨形成， 11月至翌年 3 月徑流主要來(lái)源于地下水。 熊貓河 5～ 10 月為豐水期，多年平均水量占全年水量的 ％，其中 6～ 9月占全年的 ％； 11～ 4 月為枯水期，年內(nèi)最枯月平均流量一般出現(xiàn)在 2 或 3 月 ，歷年最小月平均流量為 (1984 年 3月 )，年流量變差系數(shù) CV為 。 閘壩址處多年平均流量 48m3/s，多年平均年徑流量 億 m3，多年平均年徑流深。 洪水 熊貓河主汛期一般為 6～ 9月，洪水具有山溪性河流陡漲陡落的特點(diǎn)，多呈單峰過(guò)程，歷時(shí)一般 2～ 3天。實(shí)測(cè)最大流量 580m3/s(1966年 7月 28日 )，調(diào)查最大流量為 894m3/s(1964年 7 月 21 日 )。洪水位變幅一般在 2～ 左右。 閘址處設(shè)計(jì)洪水如下表所示： 表 1 閘址設(shè)計(jì)洪水成果表 流 域 面積 (km2) Qp(m3/s) P=% P=% P=% P=1% P=2% P=% P=5% P=10% P=20% 1467 1314 1210 994 884 775 697 643 526 440 泥沙 多年平均懸移質(zhì)輸沙量為 萬(wàn) t，多年平均含沙量 kg/m3，汛期 (5～ 10 月 )多年平均含沙量為 。多年平均推移質(zhì)輸沙量 萬(wàn) t。 表 2 懸移質(zhì)平均級(jí)配表 粒徑范圍 (mm) 3～ 1 1～ ～ ～ ～ ～ ～ ＜ 占總沙量百分比(%) 水位流量關(guān)系 閘址河段水位流量關(guān)系列表如下 : 某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 8 表 3 閘址水位流量關(guān)系表 流量 (m3/s) 0 25 50 100 200 300 400 水位 (m) 流量 (m3/s) 500 600 700 800 900 1000 水位 (m) 水位～流量關(guān)系曲線如圖 1 所示，具體位置處可近似使用或據(jù)此推求。 水位庫(kù)容關(guān)系 Ⅲ — Ⅲ＇閘線處水位 ～ 庫(kù)容關(guān)系曲線如圖 2 所示，其它閘線處的關(guān)系曲線可據(jù)此推求或近似使用。 圖 1 魚潭 水電站閘址處天然水位 ～ 流量關(guān)系曲線 某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 9 圖 2 魚潭 水電站庫(kù)容曲線 第四節(jié) 工程地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì) 工程區(qū)位于四川西北部的龍門山山脈，熊貓河上游，總的地勢(shì)北西高 、 南東低。最高海拔高程 6519m，一般為 1600～ 3000m。區(qū)內(nèi)主要山脈呈北東展布，熊貓河上游發(fā)育總體方向由南西流向北東，下游段轉(zhuǎn)為北西向近東，沿岸坡高山陡，河谷深切，為高山峽谷區(qū)。在地貌上為侵蝕構(gòu)造地形和侵蝕堆積地形。 地層巖性 區(qū)內(nèi)地層主要為中、古生界三迭系、志留系，由于受低 —— 中級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用響，為一套淺變質(zhì)巖系。第四系沖洪積層、坡積層，分布于熊貓河河床兩側(cè)岸坡，前者以漂卵礫石夾砂為主，厚 10～ 20m，后 者以碎石亞砂土為主，厚 0～ 25m。另外，尚有部分巖漿巖分布，主要巖性為二迭系的玄武巖和輝綠巖。前者分布于庫(kù)尾區(qū)，沿二迭系灰?guī)r呈北東 ——南西向一線產(chǎn)出，巖性呈暗灰色、塊狀構(gòu)造、斑狀結(jié)構(gòu)、枕狀結(jié)構(gòu)。后者分布于中、下閘址區(qū)一帶，呈小巖株產(chǎn)出，巖石呈暗綠色，塊狀構(gòu)造，輝綠結(jié)構(gòu)。 地質(zhì)構(gòu)造 工程區(qū)在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上，位于薛城 —— 臥龍“ S”型構(gòu)造南東。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，某 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 某 水電站閘壩樞紐工程 10 褶皺緊密，軸面倒轉(zhuǎn)為強(qiáng)褶工程地質(zhì)區(qū)，主要構(gòu)造形跡有牛頭山倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜，三道橋卡子倒轉(zhuǎn)向斜，茂汶斷層，轉(zhuǎn)經(jīng)樓溝斷層。 水文地質(zhì) 區(qū)內(nèi)地下水類型單一，為基巖裂 隙水和松散層孔隙水。 基巖裂隙水主要接受大氣降水和冰緣融凍帶的冰雪融水補(bǔ)給，沿其基巖裂隙在岸坡中部或坡腳以及河谷一帶呈散狀或股狀排泄。泉流量平均 ～ l l／ s。水質(zhì)類型以 HCO3一Ca型水為主，礦化度 ～ g／ l， pH 值 7～ 。 松散層孔隙水，分布于熊貓河兩岸的一級(jí)階地和高河漫灘之中，水位埋深 ～ ，水量 ～ 1 l／ s，水質(zhì)類型為 HCO3一 Ca 型水， pH 值 ～ 。 地質(zhì)災(zāi)害 工區(qū)內(nèi)由于地形畸嶇，構(gòu)造強(qiáng)烈，巖層破碎，加上人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，因此，以崩塌，滑坡、泥石流為 主的地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。 地震基本烈度 據(jù)中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖 (1990)，工程區(qū)地震基本烈度七度。 庫(kù)區(qū)地質(zhì) 河谷地形地貌 庫(kù)區(qū)位于熊貓河上游，為高中山構(gòu)造剝蝕地貌，深切峽谷型河谷，右岸為懸?guī)r峭壁，左岸有省級(jí)干道通過(guò)。熊貓河由皮毛河 、 正新河在巖谷大橋以上 260m 處匯合而成，匯合高程 ，較巖谷大橋橋面高程低 2m，該處河床比降為 ％左右，河谷寬 60～120m(以左岸公路高程為準(zhǔn) )。 在河流兩岸不對(duì)稱地分布著寬