芭茅沟水库工程洪水标准和泄洪方式探讨-技术创新

芭茅沟水库工程洪水标准和泄洪方式探讨

日期：2016-8-2 15:13:46　来源：互联网　浏览数：
　

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1 ·工程概况
    芭茅沟水库位于宜宾市兴文县仙峰乡与石海镇交界处，永宁河上游左岸一级支流古宋河的左岸支流泼浑河上，是一座以场镇及农村人饮供水和农业灌溉为主，兼顾改善环境功能的小( 一)型水利工程。大坝坝顶高程862. 00m，总库容426. 1 万m3，最大坝高69m，设计灌溉面积3167hm2，其中宜烟面积2333hm2。
    为了保证巴茅沟水库工程建成后的安全运行，目前中国烟草总公司已从全国专家库抽选专家，对该工程初步设计进行了复审，对该工程的洪水标准和行洪方式进行了探讨。
    2 ·洪水标准取值探讨
    根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》( SL252 － 2000) 的有关规定，按水库总库容及供水对象重要性划分应为Ⅳ等工程，按设计灌溉面积划分也为Ⅳ等工程，考虑枢纽工程为小
    ( 一) 型水库，该工程等别定为Ⅳ等。
    在设计初期，芭茅沟水库拦河大坝拟采用沥青混凝土心墙石渣堆石坝，溢洪道布置在左岸，为减少溢洪道边坡的开挖，在校核洪水时，根据规范采取洪水标准的低值，即设计洪水标准重现期采用30 年一遇，校核洪水标准重现期采用500 年一遇，依此对溢洪道进行设计。
    在设计过程中，因水库最大坝高达69m，接近于高坝，工程下游居民2000 余人，工程下游工程一旦失事，将给下游造成巨大损失。主要建筑物拦河大坝、岸边溢洪道、取水隧洞( 兼放空) 、导流隧洞均提高一级设计，即按3 级建筑物设计; 次要和临时建筑按5 级建筑物设计。
    本工程为小( 一) 型水库，等别为Ⅳ等合适，在洪水标准取值时，Ⅳ等工程对应的设计洪水标准为30 ～ 50 年一遇，校核洪水标准为300～ 1000 年一遇。考虑本工程坝高69m，基础处理超过设计建基面时，坝体有可能超过70m，即为高坝，一旦溢洪道泄洪出现不利情况时，损失巨大。因此，本次洪水标准取值时采用高值，即设计洪水重现期为50 年一遇，校核洪水重现期为1000 年一遇。
    3· 导流洞参与泄洪探讨
    根据推荐坝址的地形条件以及所推荐的坝型，在左岸布置岸边溢洪道。设计初期，根据设计洪水重现期50 年一遇( P = 2%) ，相应洪峰流量为372m3 /s，最大下泄流量372m3 /s; 校核洪水重现期1000 年一遇( P = 0. 1%) ，相应洪峰流量627m3 /s，最大下泄流量597m3 /s。利用导流洞参与泄洪，对溢洪道布置进行了有闸和无闸控制的比较。
    从表1 中可知，有闸控制溢洪道枢纽布置工程投资低于无闸控制溢洪道枢纽布置工程投资，且有闸控制更有利于水库行洪的灵活调度，利于水库的防洪安全。故在设计初期推荐有闸控制溢洪道泄洪方式。

    溢洪道通过有闸进行控制，闸室设3 扇闸门，采用宽4. 0m 高5. 50m 的平板钢闸门，闸底板高程853. 50m，闸室长15. 0m。当最大洪峰流量( P= 0. 1%) 为627m3 /s 时，经过调洪演算，最大下泄流量为583m3 /s。由于洪峰流量较大，导流洞参与泄流，泄流量可达220m3 /s，溢洪道分担下泄流量为363m3 /s。
    在设计过程中，因为导流洞闸门水头高达53. 173m，导流洞闸门设计属于高水头状况，且其运行方式较复杂。发生常年洪水时，溢洪道泄洪，导流洞不参与泄洪。若发生设计洪水或校核洪水时，一是导流洞参与泄洪，导流洞闸门开启度在0. 3 ～ 0. 4 之间，分担泄洪量在220m3 /s，但是导流洞闸门开启会产生较大振动，对闸门要求和运行方式提出了极大考验; 二是由于导流洞闸门常年不运行，存在锈蚀或漏水等损坏情况，若运行管理或汛期检查不到位，一旦发生校核设计洪水时，急需闸门开启而闸门又无法开启，则可能产生威胁大坝安全的隐患，工程对运行方式和运行管理的要求较高，根据小一型水库现有管理现状，运行管理难以达到。
    4 ·取水( 放空) 隧洞参与泄洪探讨
    为解决闸门高水头问题，拟提高导流洞前段隧洞和进水闸门的高程( 龙抬头) 。但根据芭茅沟地形地貌、地质情况和消能运行情况差等情况，无法提高前段隧洞和闸门高程。综合考虑导流洞不参与泄洪。
    为解决导流洞不参与泄洪，设计过程考虑两种方案进行比较。一是利用溢洪道单独泄洪，二是利用取水( 放空) 隧洞参与泄洪。前者运行简单、安全，但溢洪道边坡开挖加大，投资加大; 后者参与泄洪，取水( 放空) 隧洞进水闸底板高程837. 00m，闸门设计水头23. 06m，属于中低水头，但同时消能较复杂，下河床高程在784m 左右，水头落差53m。根据地形地质条件，河道不具备挑流消能条件。
    5 ·结论
    综合以上各种因素，导流洞不参与泄洪，取水( 放空) 隧洞也不能参与泄洪，只能采用溢洪道单独泄洪方式。经过方案设计调整，溢洪道设计为有闸溢洪道，闸室内设3 孔宽6. 0m 的平板钢闸门，闸底板高程853. 00m，闸室长15. 0m，当最大洪峰流量( P = 0. 1%) 为627m3 /s 时，经过调洪演算，最大下泄流量为583m3 /s，全部从溢洪道下泄。同时经过调洪演算后的校核洪水位为860. 061m，洪水能安全通过溢洪道泄槽进行泄洪。