【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 開(kāi)，控制水庫(kù)水位上升，爭(zhēng)取盡量避免溢洪道過(guò)流，并借機(jī)排沙。當(dāng)水庫(kù)水位回落到正常蓄水位時(shí)，開(kāi)始逐步關(guān)閉閘門(mén)，直至洪水過(guò)程終結(jié)、水位穩(wěn)定后閘門(mén)全部關(guān)閉。起調(diào)水位及庫(kù)容曲線的采用。采用淤積60年時(shí)的庫(kù)容曲線進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。第4章 樞紐布置設(shè)計(jì) 4. 1 壩址選擇選定的兩條壩址分別位于海則灣（上壩址）和五七隊(duì)（下壩址），兩條壩址相距600～900m。壩址比較 地形地貌條件（1），河床寬度355m，河床寬度696m。（2）下壩址左岸地形完整，上壩址左岸1030m高程以上有一人工取砂形成的沖溝。（3）上、下壩址右岸均有突出的基巖地形，但上壩址地形凸出明顯。地質(zhì)條件：上壩址承壓水頂板埋深略大于下壩址，滲漏量上壩址略小于下壩址，基巖透水率下壩址整體偏大，而上壩址在河床中心有一較強(qiáng)透水率深谷。從地質(zhì)條件看，上、下兩壩址差異不大。上壩址右岸基巖階地向河床凸出較遠(yuǎn)，有利于放水、泄水建筑物布置，長(zhǎng)度較短；下壩址右岸基巖階地向河床凸出較近，泄水建筑物長(zhǎng)度增大。上壩址地形條件優(yōu)于下壩址。從壩址地質(zhì)條件方面看，上壩址承壓水頂板略低，相對(duì)有利。從淹沒(méi)和環(huán)境影響方面分析，下壩址淹沒(méi)范圍下延約800m，淹沒(méi)損失和遷移人口增大，淹沒(méi)處理補(bǔ)償費(fèi)多576萬(wàn)元。兩壩址施工條件基本相同；上壩址總工期少半年，略優(yōu)于下壩址。從工程量和投資方面比較，上壩址大壩填筑量較下壩址小136m萬(wàn)m3（占上壩址填筑量的32%），明顯優(yōu)于下壩址。綜合上述分析比較，上壩址在主要建設(shè)條件、淹沒(méi)影響、施工工期和工程投資諸方面，均優(yōu)于下壩址，因此，推薦上壩址為選用壩址。壩段河流呈東西走向，水流由西向東，‰，谷底寬度380～660m，河床覆蓋層厚度7～10m，深河槽偏向左岸，枯水期河水面寬60～100m。兩岸地形地貌不對(duì)稱，左岸為沙漠區(qū)，右岸為黃土梁峁堆積區(qū)。右岸殘留一、二級(jí)階地。左岸岸坡地形較陡，右岸岸坡地形平緩，河谷呈寬淺的不對(duì)稱“U”型。上壩址左岸和下壩址左岸下游各有一條人工水拉砂形成的沖溝。上、下壩址右岸壩肩均向河床呈微型凸出，上、下游發(fā)育小沖溝。壩區(qū)左岸植被稀少，右岸多為居民點(diǎn)及耕地，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象。 4. 2 壩軸線選擇在此壩軸線上下50米各另選了兩個(gè)壩軸線，經(jīng)過(guò)分析比較發(fā)現(xiàn)，壩軸線上50米處選定的壩軸線由于兩岸壩肩相距較遠(yuǎn)，會(huì)增加很多的工程量，從人力還是財(cái)力上都是不合理的。在此壩軸線下50米處選定的壩軸線，發(fā)現(xiàn)右岸山體太過(guò)平緩，如果在此處修建大壩，從經(jīng)濟(jì)和工程量方面考慮都會(huì)比圖示所示的壩軸線大幾倍，是不合理。而在圖示所示壩軸線處右岸的山體在所選壩軸線中最為科學(xué)。 根據(jù)資料中提供的唯一的壩軸線布置。 壩型選擇是大壩設(shè)計(jì)中需要首先解決的關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)樞紐的工程量、投資和工期。壩高、筑壩材料、地形、地質(zhì)、氣候、施工和運(yùn)行條件等都是影響壩型選擇的重要因素。根據(jù)地形條件可知，不適宜修建拱壩，所以選用的壩型有重力壩、土石壩。壩型選擇應(yīng)綜合考慮下列因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定：1）壩址區(qū)河勢(shì)地形、壩址基巖、覆蓋層特征及地震烈度等地形地質(zhì)條件；2）筑壩材料的種類、數(shù)量、性質(zhì)、位置和運(yùn)輸條件；3）施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度與分期、填筑強(qiáng)度、氣象條件、施工場(chǎng)地、運(yùn)輸條件和初期度汛等施工條件；4）壩高：高壩多采用土質(zhì)防滲體分區(qū)壩，低壩多采用均質(zhì)壩，條件合適時(shí)宜采用混凝土面板堆石壩；5）樞紐布置、壩基處理以及壩體與泄水、引水建筑物等的連接；6）運(yùn)行條件：如對(duì)滲流量要求高低，上、下游水位變動(dòng)情況，分期建設(shè)等；7）壩及樞紐的總工程量、總工期和總造價(jià)。 土石壩與重力壩已知重力壩有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，安全可靠；對(duì)地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)；樞紐泄洪問(wèn)題容易解決；便于施工導(dǎo)流；施工方便。重力壩的缺點(diǎn)：壩體剖面尺寸大，材料用量多；壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利；壩體體積大，由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，將產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。而土石壩具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以就地、就近取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，減少工地的外線運(yùn)輸量。由于土石壩設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展，放寬了對(duì)筑壩材料的要求，幾乎任何土石料均可筑壩；能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件；大容量、多功能、高效率施工機(jī)械的發(fā)展，提高了土石壩的壓實(shí)密度，減小了土石壩的斷面，加快了施工進(jìn)度，降低了造價(jià)；由于王圪堵水庫(kù)附近有豐富的土料，且是中小型工程，若修建重力壩，則工程造價(jià)大大提高，同時(shí)會(huì)加大工地的外線運(yùn)輸量；若修建土石壩，既節(jié)省投資，又減少了外線運(yùn)輸量，還可以因地制宜，就地取材，所以在此宜修建土石壩。 均質(zhì)土壩與斜墻壩、心墻壩均質(zhì)壩、斜墻壩和均質(zhì)壩可以適應(yīng)任意的地形、地質(zhì)條件，對(duì)筑壩土料的要求逐漸放寬。但斜墻壩由于抗剪強(qiáng)度較低的防滲體位于上游面，故上游壩坡較緩，壩的工程量相對(duì)較大，斜墻對(duì)壩體的變形也較為敏感，與陡峻河岸的連接也較困難；心墻在施工時(shí)必須和兩側(cè)壩殼平起上升，施工干擾大，受氣候條件的影響也大；均質(zhì)壩壩體材料單一，施工方便，并且王圪堵水庫(kù)附近有足夠的土料，均質(zhì)壩一般適用于中小型工程。 結(jié)論根據(jù)以上的比較可看出：王圪堵水庫(kù)是一個(gè)中小型工程，土料方便，且左岸相對(duì)較陡，很顯然均質(zhì)壩比較適宜該工程，所以壩型選用均質(zhì)壩。 調(diào)洪計(jì)算初定大壩采用泄洪排沙洞和溢洪道聯(lián)合泄流，溢洪道與泄洪排沙洞進(jìn)水口擬定了三個(gè)方案，現(xiàn)分別進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。方案一：溢洪道溢流堰堰寬15m，堰頂至導(dǎo)墻頂高6m。泄洪排沙洞設(shè)一個(gè)，進(jìn)水口尺寸寬*高為4*5m。圖41水庫(kù)正常蓄水位1046m運(yùn)行60年水位庫(kù)容曲線圖42壩址下游斷面水位流量關(guān)系曲線庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表41。庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線見(jiàn)圖43。表41王圪堵河水庫(kù)庫(kù)水位～下泄流量曲線計(jì)算表Z上 （m）泄洪洞底板高程h1 （m）泄洪洞流量 q1(m3/s)h2(m)溢洪道流量 q2(m3/s)總下泄量 Σq(m3/s)104410143000104510143100104610143200104710143311048101434210491014353105010143641051101437510521014386105310143971054101440810551014419105610144210105710144311105810144412表41中各流量分別由下列公式確定：底孔 ，為20m2， ,1020為底孔高程。表孔 ，B取用凈寬45m。h2=Z上10461046為溢流壩堰頂高程。圖43 庫(kù)水位～下泄流量關(guān)系曲線取Δt=7200秒，根據(jù)上面B=15m計(jì)算的庫(kù)水位～下泄流量曲線，先對(duì)一百年一遇設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算。計(jì)算步驟見(jiàn)表42。表42 調(diào)洪計(jì)算列表時(shí)間t（h）入庫(kù)洪水流量Q（m3/s)時(shí)段平均入庫(kù)流量（m3/s)下泄流量q（m3/s)時(shí)段平均下泄流量（m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫(kù)存水量變化?V（萬(wàn)m3)水庫(kù)存水量V（萬(wàn)m3)水庫(kù)水位Z（m)541483977561501491495825420260230242622742526450038766123486768635704407230037074200250761261637812012380105821008410010086100100881141079013412492136135941401389612413298104114100100102102100100104100100106951089595表42中庫(kù)容值由圖41水位庫(kù)容曲線查得，下泄流量值由表41查得。起調(diào)水位為1046m，隨著入庫(kù)流量增大，泄洪排沙洞閘門(mén)逐漸開(kāi)啟以控制下泄，使泄量等于來(lái)量，庫(kù)水位維持1046m不變。取Δt=7200秒，根據(jù)上面B=15m計(jì)算的庫(kù)水位～下泄流量曲線，對(duì)兩千年一遇設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算。計(jì)算步驟見(jiàn)表43表43 調(diào)洪計(jì)算列表時(shí)間t（h）入庫(kù)洪水流量Q（m3/s)時(shí)段平均入庫(kù)流量（m3/s)下泄流量q（m3/s)時(shí)段平均下泄流量（m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫(kù)存水量變化?V（萬(wàn)m3)水庫(kù)存水量V（萬(wàn)m3)水庫(kù)水位Z（m)16275397718510143912031241114976222402762419221626172182281541633013614532120128341361283619016338172181402021874230625444284295462542694822023750200210522802405428228156300291585204106047562564649787716620676812627087610697260073814608.7440050076225782168019382185189841868617818288200189902182099221021494245962009818510017010216616810415816210615015410815015010511015015011214614811414511613011811512095105調(diào)洪計(jì)算成果匯總見(jiàn)表44表44 調(diào)洪計(jì)算成果表P (%)1方案二：溢洪道溢流堰堰寬16m，堰頂至導(dǎo)墻頂高6m。泄洪排沙洞設(shè)一個(gè)，進(jìn)水口尺寸寬*高為4*4m。庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表35。庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線見(jiàn)圖35。表35王圪堵河水庫(kù)庫(kù)水位～下泄流量曲線計(jì)算表Z上 （m）泄洪洞底板高程h1 （m）泄洪洞流量 q1(m3/s)h2(m)溢洪道流量 q2(m3/s)總下泄量 Σq(m3/s)104400104500104600104711048210493105041051510526