【正文】 米處，此處水流集中，并傾向左岸（引水岸） ，左岸緊靠基巖山體，并行成一天然基巖挑流咀，引水樞紐設(shè)置此處，引水保證率高，而且還可以爭取 325 米長的河道滲漏量，上游導(dǎo)流墻接基巖挑流咀，不但引水可靠，而且工程安全。渠首位置的選擇，應(yīng)該按照以下原則選幾個(gè)位置，擬定不同方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定最優(yōu)方案。(1)渠首位置應(yīng)能控制絕大部分灌溉面積，必要時(shí)還應(yīng)滿足防洪、發(fā)電等綜合要求。(2)在多泥沙河流上，有壩渠首位置應(yīng)選擇在河床穩(wěn)定的地段。在彎曲河道上應(yīng)選在彎道的凹岸；在順直河段取水口應(yīng)位于主流靠近河岸的地方。(3)渠首位置應(yīng)選擇在河岸堅(jiān)固、高度適宜的地段，以避免渠道的土石方開挖量。(4)河道寬窄要適宜，河道過寬，施工雖然容易，但壩體較長，工程量較大。河道過窄，雖然壩體較短，但溢洪時(shí)可能加大上游回水的淹沒，同時(shí)施工較為困難，而且會影響渠首建筑物的布置。當(dāng)然，如果上游河岸較高，可以不受淹沒的限制，在較窄的河床上筑壩，可以節(jié)省工程量，至于渠首建筑物的布置，可以根據(jù)具體地形，采取相應(yīng)的布置形式。(5)壩址的地質(zhì)條件要好。一般來說，巖石地基最好，其次是沙卵石和堅(jiān)實(shí)粘土，再其次是沙礫石及沙基。淤泥和流沙不宜作為壩址。(6)當(dāng)河流有支流匯入時(shí)，渠首位置應(yīng)選在支流入口處的上游，以避免受到支流泥沙的影響。有時(shí)為了增加引水量，也可以選在支流入口處的下游，但必須考慮支流泥沙的影響，特別是當(dāng)支流含沙量較大時(shí)。(7)根據(jù)新疆的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，渠首宜建在山溪性河流出口處或出山口以上的峽谷河段。該處河床穩(wěn)定，水流集中，縱坡較陡，流速大，推移質(zhì)顆粒較大，含細(xì)顆粒較少，有利于引水排沙。渠首不宜修建在出山口以下的沖積扇河段。因?yàn)樵撎幰话銤B漏嚴(yán)重，來沙量較多，水流分散。　(8)在寒冷地區(qū)修建渠首時(shí)，取水口應(yīng)設(shè)在向陽一側(cè)，以減少冰凍的影響。(9)應(yīng)調(diào)查研究渠首建成以后對于原有水利工程有沒有不良影響，應(yīng)該從整9體利益出發(fā)，盡可能照顧到上下游原有水利工程的效益。根據(jù)以上渠首位置選擇的原則，在 1:500 的地形圖上初步擬定幾個(gè)不同的渠首位置方案，最終將底欄柵式渠首位置定在河道較窄，地質(zhì)(沙礫石)較好的出山口河段。具體情況見地形圖上的攔河閘壩式渠首布置。 樞紐布置及主要建筑物納孜河引水樞紐采用底攔柵式布置，主要由泄洪沖砂閘、擋沙坎、上、下游導(dǎo)流堤等組成。 (1) 泄洪沖砂閘閘底板高程 ，共 5 孔每孔凈寬 5m，閘室凈寬25m，泄洪沖砂閘下游設(shè)有裙板消能設(shè)施?？傇O(shè)計(jì)泄水量 270m3/s，校核泄水量405m3/s。(2) 溢流堰頂高程 ，長 60 米，與右岸相接。(3) 上游整治段，扭面 10m，直線段長 70m，向上曲轉(zhuǎn)延伸到岸邊。堤頂寬 2m，內(nèi)、外邊坡均為 1：。迎水坡漿砌石護(hù)砌，基礎(chǔ)埋 1m。(4) 下游整治段①泄洪沖砂閘左側(cè)下游整治段為漸變擴(kuò)散布置?？v坡 i=，堤頂寬 2m，邊坡 1：，迎水面漿砌石護(hù)砌，基礎(chǔ)埋深 1m。 金屬結(jié)構(gòu)本工程金屬結(jié)構(gòu)可分為兩部分，其一是閘樞紐本身即主體部份，共設(shè)5 5 扇。 ，根據(jù)我國頒布的 SD29688《QP 型卷揚(yáng)式啟閉機(jī)系列參數(shù)》 ，選用型號為 QP—2160—8/14，啟門力為 2160（KN） ，啟閉揚(yáng)程 8/14（m） ，啟閉速度 ～（m/mim） 。 工程特性表表 14 納孜河河引水樞紐工程特性表序號 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注一 水文1 水文站以上集水面積 km2 3692 利用水文系列年限 年 183 代表性流量4 實(shí)測最大流量 m3/s 321 1987 年發(fā)生5 調(diào)查歷史最大流量 m3/s 321 1987 年發(fā)生6 正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量（P=%） m3/s 2707 非常運(yùn)用（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量 m3/s 40510序號 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注（P=1%）8 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及流量（P=10%） m3/s 1389 泥沙10 多年平均含砂量 kg/m3 11 多年平均懸移質(zhì)年輸砂量 萬 t 12 水位13 樞紐上游設(shè)計(jì)洪水位 m 14 樞紐上游校核洪水位 m 二 工程效益指標(biāo)1 灌溉面積 萬畝 18 原有 16 萬畝| 、改善引水條件后增加 5 萬畝2 最大引用流量 m3/s 22三 主要建筑物和設(shè)備1 泄洪沖砂閘2 地基特性 砂卵礫石覆蓋層3 地震設(shè)計(jì)烈度 度 64 閘底板高程 m 5 閘孔凈寬 m 56 孔數(shù) 孔 57 設(shè)計(jì)過流量 m3/s 8 校核過流量 m3/s 9 消能型式 防沖裙板消能10 弧形鋼閘門 扇 511 2160KN 繩鼓式啟閉機(jī) 臺 512 下游整治段13 下游左側(cè)整治段平均寬度 m 6114 下游左側(cè)整治段平均長度 m 59四 主要工程量1 挖方 m3 2 回填 m3 3 填方 m3 4 漿砌石 m3 5 干砌石 m3 6 鋼筋砼 m3 7 素砼 m3 1768 鋼管、型鋼 t 9 鋼筋 t 10 設(shè)備 臺 20112 水文氣象 流域概況納孜河又稱艾西買河,屬山溪性河流,來水主要由北部山區(qū)的融雪補(bǔ)給,兼有部分泉水補(bǔ)給。徑流形成主要是北部山區(qū)融雪補(bǔ)給,徑流量 108m3,多年平均流量 。一般來水含砂量較小,是輪臺縣境內(nèi)少見的清水河流。納孜河山溪性河溝枯水水量懸殊,洪水期推移質(zhì)多,河床滲漏嚴(yán)重,洪峰大,且 12%左右,夏季汛期徑流量占年徑總量的 72%左右,最大洪峰大部分出現(xiàn)在 7～8 1958 年 8 月發(fā)生了 250m3/s的洪水，1987 年 7 月 27 日發(fā)生 321m3/s 的洪水。泥砂特征:山區(qū)河流的泥砂特性與流域地貌條件、河道流經(jīng)的山谷坡降、河床的地質(zhì)構(gòu)造及巖性有密切的關(guān)系。河道含砂變化決定于降雨、冰川和積雪融化時(shí)的長短及洪水量大小。降雨強(qiáng)度歷時(shí)愈長,洪水流量愈大,含砂量也越高。目前各河流含砂量的測定主要局限于懸移質(zhì)泥砂,推移質(zhì)測定工作較少,大卵石的測定更少,一般用河床質(zhì)取樣,代表推移質(zhì)的顆粒組成特性；這樣,取樣地點(diǎn)的深度、取樣數(shù)量,對推移質(zhì)的顆粒組成特性影響甚大。河道推移質(zhì)的確定,由于目前缺少12實(shí)測的資料,采用的推移質(zhì)以砂礫石為主時(shí),其量估計(jì)為泥砂總量的 10%左右；而在卵石河道上懸移質(zhì)來量較少,推移質(zhì)來量估計(jì)為總砂量的 15～20%。 氣象資料摘自新疆自治區(qū)氣象區(qū)的氣候資料(1955～2022 年)；最大凍土深 91cm；歷年各月極大風(fēng)速 23m/s 及風(fēng)向 SE(發(fā)生在 4 月份)；初霜 10 月 14 日，極端早霜 9 月 14 日，終霜 4 月 9 日，極端晚霜 4 月 14 日；歷年各月最高氣溫 ℃(1975 年 7 月 3 日)；℃(1967 年 1 月 25 日)。 泥沙河流泥砂特性：山區(qū)河流的泥砂特性與流域地貌條件、訶道流經(jīng)的山谷坡降、河床的地質(zhì)構(gòu)造及巖性有密切的關(guān)系。河道含砂量變化決定于降雨、冰川和積雪融化歷時(shí)的長短及洪水量大小。降雨強(qiáng)度歷時(shí)愈長，洪水流量愈大，含砂量也越高。目前各河流含砂量的測定主要局限于懸移質(zhì)泥砂，推移質(zhì)測定工作較少，大卵石的測定更少，一般用河床質(zhì)取樣，代表推移質(zhì)的顆粒組成特性；這樣，取樣地點(diǎn)的深度、取樣數(shù)量，對推移質(zhì)的顆粒組成特性影響甚大。河道推移質(zhì)的確定，由于目前缺少實(shí)測的資料，采用的推移質(zhì)以砂礫石為主時(shí)，其量估計(jì)為泥砂總量的 10％左右；而在卵石河道上懸移質(zhì)來量較小，推移質(zhì)來量估計(jì)為總砂量的 l 5～20％。 納孜河屬山溪性河流，由于受塔里木盆地極端干旱氣候的影響，風(fēng)化作用較強(qiáng)，風(fēng)化顆粒較大，該區(qū)域盛行山谷風(fēng)，植被覆蓋率很低，所以產(chǎn)沙量大。這就決定了納孜河在洪水期河流含沙量大，而在小水時(shí)含沙量又較少。多年平均輸沙率 ；多年平均含沙量 ；多年平均輸沙量(懸移質(zhì)) 萬 t；推移質(zhì)量為 10％= 萬 t；河床推移質(zhì)(床砂質(zhì))顆粒(mm)組成為表 1—3。表 1—3 河床質(zhì)顆粒組成表粒徑 卵石 礫 砂 平均粒 d5 d60 d10 最大粒徑13（mm） 20～200 2～20 ～2 徑 d50所占（%） 60 29 11 25 13 30 15 20～4003 工程地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)概況納孜河位于輪臺縣境內(nèi)天山南坡，屬山區(qū)河谷沖洪積層，河谷右岸為殘積古河床沉積物，以漂石、卵、碎石、角礫、礫砂及少量的粉土、粉砂膠結(jié)而成，呈帶狀分布，膠結(jié)物為鈣質(zhì)，局部膠結(jié)堅(jiān)硬，礫石成份以火山巖、花崗巖為主，夾少量砂巖，中—強(qiáng)風(fēng)化表層裸露部分局部全風(fēng)化，河谷左岸巖性主要為山體基巖，局部有殘留的古河床殘積物，其巖性與右岸相同，中—強(qiáng)風(fēng)化。 河谷寬度為 80—130m，以第四系全新統(tǒng)沖洪積的漂石、卵石、碎石、角礫為主。在河道內(nèi)老渠首上游 500 米以北范圍內(nèi)，呈沖擊扇，表層以塊石碎石覆蓋，粒徑在 10—25cm 之間，由探坑揭露，距地表 40cm 以內(nèi)夾有微量粉土薄層厚度 10—30cm 不等，地層巖性以碎石角礫為主，相互混雜，礫砂填充，距地表 以下鈣質(zhì)膠結(jié)；在老渠首上游 300～500 米段范圍內(nèi)，河水分流，礫石粒徑稍小，地下水位較高，地層巖性以碎石、卵石、角礫為主，礫砂填充，稍有泥質(zhì)含量。據(jù)探井揭示，密實(shí)度屬稍一中密，距表層 左右，局部有較堅(jiān)硬的鈣質(zhì)膠結(jié)層；在老渠首上游 300 米至老渠首閘址處，地勢逐漸開闊，水流相14應(yīng)較緩且較分散，表層以漂石、卵碎石、角礫、礫砂覆蓋，零星有直徑 1—2m以上的漂石，在河漫灘及低洼處淤積礫砂等小顆粒沉積物，地層巖性以角礫為主，稍濕、稍密至中密，礫砂填充，且含量較上游稍多，泥質(zhì)含量稍多。 渠首工程地質(zhì)條件 渠首首址的河道中，有天然的質(zhì)地良好的河卵石和足量的砂礫料，工程施工用的土石建筑材料完全可以利用當(dāng)?shù)氐耐廉a(chǎn)材料。河床內(nèi)及附近的沖積扇，可以提供砼各種粒徑的骨料，用做漿砌石的 30cm 以上的卵石，在河床中分布很廣，質(zhì)量均能滿足要求，且便于采集。 建筑材料納孜河渠首工程位于輪臺縣納孜鄉(xiāng)的納孜河上，距鄉(xiāng)政府所在地 8km 處的北部山區(qū)，納孜鄉(xiāng)政府距輪臺縣縣城和巴州首府均為 100 公里。工區(qū)有現(xiàn)成的簡易公路通往 314 國道，對外交通條件較好。工程用水泥鋼材均從 100km 外的庫爾勒市運(yùn)入。河道一年四季均流水，可滿足施工用水。施工用電需靠柴油發(fā)電機(jī)解決，煤可由距施工區(qū) 70km 的陽霞地區(qū)購入。首址所在的河段，河床開闊，有利于施工導(dǎo)流及建筑物布置?？刹捎脼┑貙?dǎo)流法，使用縱、橫向圍堰進(jìn)行分期施工；可以保證安全渡汛和施工的進(jìn)度。枯水期先施工水下部分的建筑物基礎(chǔ)及土石方工程，洪水期施工水上部分的建筑物等。154 工程任務(wù)及規(guī)模 工程興建的必要性和迫切性納孜河渠首工程位于巴州地區(qū)輪臺縣境內(nèi)天山南坡，地理位置為東經(jīng)85176。10′，北緯 42176。04′。其下游灌區(qū)現(xiàn)有灌溉面積 16104畝。原納孜河渠首工程始建于六十年代，為一底欄柵式引水渠首。因其位于出山口以下的河流擴(kuò)散段，河床較寬，水流分散，擺動頻繁，引水保證率低。由于擴(kuò)散的原因，在洪水期或較大水流情況下，形成推移質(zhì)泥砂大量沉積，埋沒了底欄柵，無法引水。歷經(jīng)四十年的使用，原渠首工程老化嚴(yán)重，引水欄柵部分沖毀只剩不足5m，小水時(shí)欄柵難以引上水。 所以，為了使下游灌區(qū)的灌溉用水和生活用水得到最大限度的保證，使下游的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的到保證，應(yīng)此，本次工程的興建迫在眉睫。 工程規(guī)模此次改建工程是將渠首首址上移，選擇適當(dāng)?shù)那仔褪?，改變原渠首引水能力低的狀況，渠首的改建可改善現(xiàn)有 15104畝的引水條件，又可增加3104畝的林果用水。16因此，本次設(shè)計(jì)是將壩址前移將近 300 米的地方進(jìn)行重新修建。采用攔河閘壩式渠首。本渠首以灌溉為主兼顧部分生態(tài)供水，干渠設(shè)計(jì)流量為 22m3/s。根據(jù)規(guī)劃可灌溉下游東西兩岸農(nóng)田 18104畝。5 工程布置及主要建筑物設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)渠首為低水頭水工建筑物，當(dāng)前各種型式渠首的平面布置，按其進(jìn)水閘和沖砂閘的位置不同，根據(jù)水流的方向，總體上可以歸納為 3 種類型：側(cè)面引水正面沖砂、正面引水側(cè)面沖砂和正面引水正面沖砂。渠首一般由以下建筑物組成：進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘，溢流堰及其下游消能防沖設(shè)施、上下游整治段等。這些建筑物在平面上的不同布置，將形成不同的型式的渠首，它們的水力計(jì)算方法基本相同。所以每種渠首都有它們的共性又有自身的特性。新疆的渠首主要有彎道式、底欄柵式、攔河閘壩式及分層式等。江河的水資源前期開發(fā)利用一般為興建渠首工程，渠首是進(jìn)行第一次泥砂（尤其是推移質(zhì)泥沙）處理的水工建筑物，其效率在 70%以上。而沉沙池是進(jìn)行第二次泥沙處理的設(shè)施處理泥沙的效率在 80%以上。在多泥沙河流上的渠首，合理地分配各泄水建筑物的過流量及選擇合理建筑物型式是至關(guān)重要的。根據(jù)新疆修建渠首的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，該設(shè)計(jì)渠首選擇在河流的出山口附近，17河道的縱坡較大，其目的是提高河道的流速有利于沖洗泥沙，下游不發(fā)生淤積，延長渠首的使用壽命。納孜河引水樞紐工程控制灌溉面積為 16 萬畝，設(shè)計(jì)引水流量為 22m2/s，加大流量為 m2/s。根據(jù)《水利水電工程等及劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》確定本引水樞紐工程等別和建筑物級別。水利水電工程的等別，應(yīng)根據(jù)其工程規(guī)模，效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，按表 來確定.本引水樞紐工程的主要任務(wù)是灌溉農(nóng)田，灌溉面積能夠滿足 16 萬畝,可定出工程等別為Ⅲ等，中型。表 引水樞紐工程分等指標(biāo)工程等別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ大（1）型 大（2）型 中 型 ?。?）型 ?。?）型過閘流量 ≧5000 500